Устройство для защиты установки с параллельно включенными выпрямителями

(19) О 1) 5) Н 02 Н 7/125 ГОСУД ПО ДЕ ЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ ПИСАН И АВТОРСКОМУ(54) НОВКИ ПРЯМИ о т с це возм форм зова форм ВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ УСТАС ПАРАЛЛЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫМИ ВЫТЕЛЯМИ по авт.св. В 1101,962, и ч а ю щ е е с я тем, что, ью расширения функциональных жностей, введен четвертый транс- торный Функциональный преобраель тока в напряжение, а транстор снабжен дополнительной обмоткой, причем первичная обмоткачетвертого трансформаторного функционального преобразователя тока в напряжение предназначена для включенияв первый Фазный провод питающей сетивторого выпрямителя, а вторичнаяобмотка подключена между точкой соединения двух разноименных выводоввторичных обмоток первого и второготрансформаторных Функциональныхпреобразователей тока в напряжениеи первым выводом дополнительнойобмотки трансформатора, второй выводкоторой подсоединен к точке соединения одноименного вывода первичнойобмотки трансформатора и одного извыводов третьего трансформаторногофункционального преобразователя токав напряжение.Изобретение относится к релейнои защите и противоаварийной автоматике и предназначено для выявления повреждений в установках, содержащих источник питания, работающий на па раллельно включенные выпрямители.По основному авт,св. У 11019 б 2 известно устройство для защиты установки с параллельно включенными выпрямителями, содержащее три трансформаторных Функциональных преобразователя тока в напряжение, первичные обмотки первого и второго из которых предназначены для включения соответственно в первый и второй 15 фазные провода питающей сети первого выпрямителя, а вторичные обмотки через узел суммирования сигналов и блок Формирования аварийного сигнала подключены к исполнительному органу 20защиты, трансформатор, выпрямительный мост, реагирующий орган, расширитель импульсов, Формирователь положительных и отрицательных импульсов элемент И, КС-цепочку и .25 резистор, а первичная обмотка третьего трансформаторного функционального преобразователя предназначена, для включения в третий Фазный провод питающей сети второго выпрямители, З 0при этом узел сммирования сигналов выполнен в виде трансформатора, первичная обмотка которого подключена к соединенным последовательно вторичным обмоткам всех трансформаторных функ- З 5 :циональных преобразователей,авторичная обмотка соединена с входом выпрямительного моста, блок Формирования аварийного сигнала выполнен ввиде расширителя импульсов, выход ко 40торого является выходом блока формирования аварийного сигнала, а вход соединен с выходом элемента И, первый вход которого через реагирующий орган подключен к выходу выпрямительного моста, а второй вход соединен с КС- цепочкой, подключенной к выходу Формирователя положительных и отрицательных импульсов, вход которого подключен к одному иэ входных полюсов выпрямительного моста, соединенному с его вьыодным отрицательным полюсом через резистор 11 . Недостатком прототипа является не срабатывание его при несимметричныхповреждениях на входе (шинах) второговыпрямителя. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем выявления междуфазных повреждений на входе второго выпрямителя.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты установки с параллельно включенными выпрямителями введен четвертый трансформаторный Функциональный преобразователь тока в напряжение, а трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, причем первичная обмотка четвертого трансформаторного Функционального преобразователя тока в напряжение предназначена для включения в первый Фазный провод питающей сети второго выпрямителя, а вторичная обмотка подключена между точкой соединения двух разноименных выводов вторичных обмоток первого и второго трансформаторных функциональных преобразователей тока в напряжение и первым выводом дополнительной обмотки трансформатора, второй вывод которой подсоединен к точке соединения одноименного вывода первичной обмотки трансформатора и одного иэ выводов третьего трансформаторного функционального преобразователя тока в напряжение.1Контролирование тока в первой фазе на входе второго выпрямителя и преобразование в пропорциональное ему напряжение с помощью дополнительно введенного четвертого трансформатора, а также суммирование его с на,пряжениями, пропорциональными токам в первой и второй Фазе на входе первого выпрямителя, позволяет получить и выделить с помощью дополнительно введенной обмотки в суммирующем трансформаторе на его вторичной обмотке сигнал, равный напряжению небаланса при внешних коротких замыканиях на нагрузке. При внутренних повреждениях, в том числе и двухфазных коротких замыканиях на шинах второго выпрямителя, получается напряжение, пропорциональное току повреждения, под воздействием которого производится срабатывание защиты. Благодаря встречному включению первичной и дополнительной обмоток суммирующего трансформатора, в которых создаются встречно направленные потоки, пропорциональные сумме напряжений вторичных обмоток четвертого и первого трансформаторов, при нормальнык режимах индуцируемое напряжение на вторичной обмотке суммирующего трансформатора равно нулю, а при внешних коротких замыканиях - напряжение небаланса, чем исключается ложная работа защиты при нормальных режимах и внешних коротких замыканиях.На Фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на Фиг,2 - схема Формирования рабочего 1 О сигнала при двухфазных коротких замыканиях на входе (на шинах) второго выпрямителя.1Устройство для защиты установки (фиг.1), состоящей из источника 1 питания, работающего через параллельно включенные выпрямители 2 и 3 на общую нагрузку 4, содержит три трансФорматорных преобразователя тока в напряжение (трансреактора) 5, 6 и 7 с магнитопроводами из магнитодиэлектрика, первичные обмотки первого 5 и второго 6 трансреакторов предназначены для включения соответственно в первую и вторую ьизу на входе первого125 выпрямителя 2, первичная обмотка третьего трансреактора 7 предназначена для включения в третью фазу на входе второго выпрямителя 3, трансформатор 8, выпрямительный мост 9, 30 реагирующий орган 10, элемент И 11, расширитель 12 импульсов, исполнительный блок (выходной) 13, резистор 14, формирователь 15 положительных и отрицательных импульсов, КС-це почку 16, 17, резистивный делитель 18, 19, с помощью которого задается уровень срабатывания расширителя 12 импульсов, четвертый трансформаторный функциональный преобразователь 40 20., первичная обмотка которого предназначена для установки в первый Фазный провод питающей сети на входе второго выпрямителя 3, а вторичная обмотка подключена между точкой 21 45 соединения двух разноименных выводов вторичных обмоток первого 5 и второго 6 трансреакторов и первым выводом дополнительной обмотки 22 трансформатора 8, второй вывод которой 50 подсоединен к точке 23 соединения одноименного вывода его первичной обмотки и одного из выводов третьего трансреактора 7, причем первичная обмотка трансформатора 8 подключена к 55 соединенным последовательно вторичным обмоткам первого, второго и третьего трансреакторов 5, 6 и 7, а вторичная обмотка соединена с входом выпрями- тельного моста 9, выход которого через реагирующий орган 10, первый вход элемента И 11, расширитель 12 импульсов подсоединен к исполнительному органу 13, резистор 14 подключенк одному из входных полюсов выпрями- тельного моста 9 и его выходным отрицательным полюсам и через формирователь 15 положительных и отрицательных импульсов, КС-цепочку 16, 17 соединен с вторым входом элемента И 11.Устройство работает следующим образом.Г 1 ри внешнем коротком замыкании,нанагрузке 4, которое представляетсобой симметричное трехфазное короткое замыкание на переменной стороне выпрямителей 2 и 3, сумма токов, протекающих через первичные обмотки трансреакторов 5, 6, 7 и 20, на входепеРвого 2 и второго 3 выпрямителей равна нулю. Сумма вторичных напряжений трансреакторов 5, 6 и 7, составляющих первый полукомплект защиты, выделяемая на первичной обмотке трансФорматора 8, равна напряжению, небаланса трансреакторов 5, 6 и 7. Сумма вторичных напряжений трансреакторов 7, 6, 20, составляющих второй полу- комплект защиты, выделяемая на дополнительной первичной обмотке 22, равна напряжению небаланса трансреакторов 7, 6, 20, Сигнал, равный сумме напряжений трансреакторов 5 и 20 в этом режиме, поступает на встречно включенные первичную обмотку и дополнительную обмотку 22 трансформатора 8. Результирующий магнитный поток вмагнитопроводе трансформатора 8 мал. Выходной сигнал на вторичной обмотке трансформатора 8 равен напряжению небаланса, зависящего от кратности тока внешнего короткогозамыкания, нелинейности и неидентичности характеристики намагничивания трансреакторов 5, 6, 7 и 20.Наибольшее значение напряжение небаланса будет принимать при токе внешнего короткого замыкания на нагрузке, когда трансреакторы 5, 6, 7 и 20 работают за пределами линейного участка характеристик намагничивания их сердечников. В этом случае на вторичной обмотке трансформатора 8 появляется напряжение небаланса, которое имеет утроенную частоту, по сравнению с частотой тока повреждения, 1156188Поэтому длительность выходных импульсов Формирователя 15 положительных и отрицательных импульсов втрое меньше длительности соответствующих импульсов при внутреннем повреждении 5 выпрямителей и на их шинах, Постоянная времени КС-цепи 16, 17 выбирается таким образом, чтобы в течение длительности положительного импульса иа выходе Формирователя 15 при напряже О нии небаланса конденсатор 17 не успел зарядиться до порога срабатывания расширителя 12, При этом даже в случае срабатывания реагирующего органа 10, срабатывание расширителя 12 им пульсов и исполнительного блока 13 не произойдет, так как в данное время на один из входов элемента И 11 с выхода КС-цепочки 16, 17 поступает запрещающий сИгнал. 20При несимметричных повреждениях на входе (на шинах) второго преобразователя, например при двухфазных коротких замыканиях первой и второй Фаз на входе второго выпрямителя 3 (Фиг. 2 точка К), аварийный ток протекает через первичную обмотку трансреактора 20. Под действием напряжения, наводимого в его вторичной обмотке, протекает ток разветв ляющийся в узле 21 по двум ветвям. Ток, протекающий в контуре, составленном из последовательно включенных вторичных обмоток трансреакторов 20, 6, 7 и дополнительной первичной обмотки 22 трансформатора 8, создает в трансформаторе магнитный поток, индуцирует во вторичной его обмотке напряжение, пропорциональное току двухфазного короткого замыкания. 4 р Ток, протекающий в контуре, составленном из последовательно включенных вторичных обмоток трансреакторов 20 и 5 и встречно включенных первичной и дополнительной первичной обмоток22 трансформатора 8, создает втрансформаторе 8 встречно направленные магнитные потоки, Поэтому результирующий магнитный поток и .наводимое во вторичной обмотке трансформатора 8 напряжение определяютсятолько током, протекающим в контуре,составленном из последовательновключенных вторичных обмоток трансреакторов 20, 6, 7 и дополнительнойпервичной обмотки 22 трансформатора8, Под действием напряжения на вторичной обмотке суммирующего трансформатора 8 срабатывает реагирующийорган 10 и формирователь 15 положительных и отрицательных прямоугольных импульсов. Так как частота напряжения при двухфазном коротком Замыкании равна частоте основной гармонической составляющей напряжения источника питания, то при данной длительности положительных сигналов навыходе формирователя 15 прямоугольных положительных и отрицательных импульсов конденсатор успеваетзарядиться до порога срабатываниярасширителя 12. При совпадении двухсигналов на первом и втором входеэлемента И 11 происходит срабатывание расширителя 12 и. выходного блока13. Аналогично происходит срабатывание защиты при всех двухфазных итрехфазных коротких замыканиях навходе первого и второго выпрямителей. Таким образом, выявлейие междуФазных коротких замыканий на входе (на шинах) второго выпрямителя обеспе чивается введением четвертого транс-, реактора в первую Фазу на входе второго выпрямителя и дополнительной обмотки в суммирующий трансформатор, включеннь 1 ми соответствующим образом.1156188 Составитель О. МещеряковаБандураТехред М. Гергель Эрде Коррект дак 2 одписн нт",ул. Проектная, 4 Ужгор П Ф Заказ 3190/52 Тира ВНИИПИ Госуд по делам и 113035, Москрственного комитета СССРобретений и открытийа, Ж, Раушская наб., д