Устройство для дифференциальной защиты преобразовательной установки

(53) 621.316.9 Фала, герБюл. У С. Копыририальный ль ий инд.4(08 СУДАРСТВЕННЬИ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬЕ 1 ОЙ УСТАНОВКИ, содержащее источник постоянного оперативного тока исполнительный орган, контролирующий геркон, регулируемьпл резистор, подключенный последовательно с управляющей обмоткой упомянутого геркоца, и блок сравнения с датчиками переменного и постоянного тока, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения, повышения безопасности обслуживания, и обеспечениЯ плановых проверок без отключения установки, датчики. тока иблок сравнения выполнены ца и геркоцах, три из которых размещены в магнитном поле токопроводов соответствующих фаз переменного тока преобразовательной установки, а остальные ( 11 -3) геркоца размещены в магнитном поле токопровода постоянного то причем контакты упомянутых трех конов подключены к исполнительному органу через контакт контролирующего геркоца, а их управляющие обмотки через введенные (Р -3) резистора, контакты упомянутьгх (6 -3) герконов, управляющую обмотку контролирующего геркоца и регулируемый резис " тор подключены к источнику постоянного оперативного тока.2, Устройство по п.1, о т л ц ч аю щ е е с я тем, что в него дополнительно введено для калдой из фаз по контролирующему геркону, управля 1 ощая обмотка которого подключена последовательно с управляющей обмот кой упомянутого геркоца, размещенного в магнитном поле соответствующей фазы, а контакты подключены к контактам последнего и исполнительному органу.3, Устройство по пп,1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что в него введен блок регулирования тока, выход которого подключен к входу преобразовательной установки,а другие контакты у щ:цз (л -3) геркоцов подключены к входам этого блока.ИзобретееИе Относится к пресбравовагельной технцке, а цменно к устрсэ 4 СГезем за 1 ы Бент 313 Пц( преобра"зсвательных установок,1 ЗВЕСТНО уотройСТ 30 Ц 3 я ДЕффЕЭЕ 1 ц"алькой защиты, защищающее преобразовательную установку как от внутрен"них повреждений так и От ГереГрузоки коротких замыканий в нагрузке, содержащее исполнительный орган, блок 10сравцения с ве ПрямРТе)Р 5 ц датчикамипеременного и постоянного тока 111,Однако датчики тока этого устрой-.ств я ГЗыполняются и)иомОКи тэа 5 с(эор"маторов перемеЕгцого и постоянного то К(Е ЧТО ПСЭБЫ(ЗЕСТО 5 СЭСТ " с 3 ТЬ 31трЕбуЕЗЫБ(гда Пр(Ог(ра э;ЗЯТЕ)г НЗгг)ООЬ,5; Я Б агоггых 3)03( )01.г 11 1 Ы а1;рое того устрой(гно Ожет работа 1 ь3 ожно п)31 Обры)е пэогзОДОБ 5 соедцяю- ОщГХ 3 гП 1)5 ГЬГТЕв С Об 5;)1 Е 01: Г 111 П(яго( ГоггОгО 05(а1 а г б Ол (1 е б пз е г т (. хц ге с е иО с."(5 ) 2новых проверок без отключения преОбэазогзстееьееое установки,,10 став 3 ене 85 Есль Достигеесятем что в устройстве дпя диФферен"1 г 3 Я 31;еой защцты преобра.зовательнойустановки, содержащем источник постоянно 0 Оперативе 100 тОкя 5 исполнительный орган, контролирующий геркоц,рс:гулЗруемый резистор, подк 3 юченцыйпоследо 3 ательно с управляющей обмоткой упомянутого геркона, и блок сравцецця с датчиками переменного ипосто)нного тока, датчики тока и блоксравнения выполнены па г геркоцах,трц цз которьх 1эмещецы и маГнитеомПС)3 Е ТОЕОПРОВОДО 13 г;ОтЗЕтг ТВУЮЦЦХ(1 г(з 3 еременгого гок П 1)еобгэазозате)ц3 О 1 УСТЯг 03 Кц а ОСТ 33 ЬПЬЭЕ (П - .)1(.3.Копя 1)аз 5(.ЦРпы в 3(ЯГ 1."итеОь пОлетоеопровода постоянного тока, причемконтакты упомянуты): трех Герконов1 СЭДЭК 31 вЕЕ( К ЦСПОТЦЭИТЕЛЬЦОМУ ОРГЯУЕРСЗ КОНТЯКТ Е 01 Пэог".РУЮЗЭЕГО ГЕРКОфЫС Н 1(гц Г 5513 Л 51 Р Т СЯ УС 1 Э О 1 Тп 0 ДЛЯ ДПГГЭ- (э(БАРР;,;.3 Ягг г,3 3 Я г 1 г(1 г г) есэбэз "3 033)АР)5, - 2.) 1305 устап 013 К 1 содеэ:Ц" с: цсточнЗК ОГЕ)ЯТГБОГО ТОНЯ 1 СОГ 5 ИтСЛЬНЫЙ ОРГЯНЭ КОНТБОЛЦРУЮЩНЙ ГЕРКОН, РЕГУЛЦГЭэС," ГЫ 1 ГЕ З 5 ЭГ) ПОД(3 ГГЧГГ ГЦ ПГЭСЭЕ Рг г э 33 э т С 3ь н 0 э 5 ) а 3 3Я ю г (31 5 р бго т 1( р эо эО 3 О Сг)КОНЯ и бп 01( СрагЗПЕП 153 С Датг 1 ИЕЯ Мц ПерЕМЕНЕОГО И ПОСТСгяННОГО тОКа 12.ф Зто уетг ОЙСтНО ДЕ 5 сиС 3; бОЛЕС3 в гЕ;:;Нг), г щ ус 1)0 г( тго1,(Э дяГ"ЧЦ;Гг ггг)(-г,гсгтг)30 ТОКБ Б)г(0315 ггЮС 51 Унее (э при помо;ггг т)(зегсггсэр;1 оро 13О-.ка (1." Что делаег защиту ДорогоСТОцг(ЗР (ОэОГ)ЕЕП 0 Е, гцг собра ЗОЕЭЯ 103 Ь -Ег 1 Х уг Т 5)3 Г Я: :Ощгг гх эК ГЭОЗе ВЭБи 13 ьссэеозрг 5 ь Гпых передач 310 сто 5 цо ог ОКЯ) Э 3- За МРТЯ 3(ЛОЕМЕОСТИ Сложности э гОтс)5 ле:ееЯ 3 моГГ жа т 1(УСЛОКНЕП 1 Я ЕОСгРУЕЦИ 1 Р 1 СЦРЕДгСТроц"1 Б ГрсбггсЕЗВОДЯ ;С япоБКИ ц 3работь Л 5 гпгЯновых и)ссрок защ)1 ть 5не ск 3 ю"яет возмоэеность 1.ОражРНяэлектрическим током Гр 3. Обслуэ(Ивани,НЯГРИЗЕР 3 Р гасГ(Ч 1,Е ГБОГЭЕЭКХ иперестрсйее устаноЗок зсс(5 ьты на ра"ботаю(сй Гсстанрезке) гак еак ца БьЗодах эзторнчпы обмоток .г.Т переменЕОГО ГОЕЯ 3 РП РЯЕЭРЫВЕ ТОКОВгХ ДЕПРЦМОГЪ Г БОЗЦЕЕ(ЭТЬ 3 ЯП)51:, ЕГГЯ 01 ГЯСНЬЭ.Г 3(д жРЗц,4( цу13 5 реобразозате 31 гьх установках сблоком регу)ц;рования Гока другиеЕЭНТОЕЫ у 5)Э ИЗ ( г) . (БКГ)цов51(эгг 3(3;3)ены к вход я 1э ОГО б 3 ока е 4.э 11 Я фиг, предсгавлена схемапэед)ЯГЯРЫОГО гстГ)ОЙгт 32 защГГына (31)н 2 - схема устройства защитыС ДОПОЛНИ ТЕЛ Ь 51 ЫМИ К ОП Т Р 031 ИР УЮМИГеркоцами и с блоком регу:црования 5 О тс)ка прсобразоваге)цног ус Гановки;на ггГ,Звремеинге егРа 1)ииы маг";Зц ГпгХ ПОТОКОЕЗ 5 БгОЗДС 1 СГ 3 ую 535 ИХ 1"ЯГеркон, закрепленный Б я питпомпоге (эеопр 0330 да 3 с)РИ(-.ИОГО Оеа) 55 .ДЕя различЫх ре:3(330 з греобраэоваТг)31 Ь 1.0:5 ф 7 СТЯНОГЗКИУг:.тройства содср)3(п гсреоны 1,11 5 15 5 15 5 гэ г ггэ 5 11 ель и)об 1)етен 3151 " упро (РНР(3усроествановеееНР б: зопаспОстиег с) О бсгеувэее 3 еее(я и о бе с и еч е цпе еа 11 Я 1 Эх УГ)813 ЛЯЮЩЕ(Е ОбМОТК:,1 ЧЕРЕЗБ;ЗЕДЕПЫЕ ( 3 -"3) рсэг(СГора 1(ОЕ 1 ТЯКТЫупомянутых (,3 -3) -еркопо)з, управля)уг) Обмотку Конт)Олирующгэго ереонаи ре-улируемый резпстор пвдключеньк гстог 1 гцкУ гОстоягг)Г(э Опсзгати 3 е 1 ОГО тока.1) ъс 1)ойст 30 мо)ее бь 1 тДсгпотците;1 ьцо введено для каждой из фяз по КОтро)55 рую 1 еу гереону, управляющая об.отка которсго подключена последос у 1 р 3133 яюг;,Р 1 Обмоткой уГОМЯ,уС)ГО 1 ЕГЭЕ, СЭГ аЯК)ЕПЕНОГ" О Б 5 ЯГЕТПОР ПОЛЕ СОСЭТВ(З ОТ 3 УЮГЕ фа э 5 я КО 1 т 3 кт 1. Подк)ючсеЬ 1 е еонтактям ПОСЛЕДНЕГО И К 3 Сг)35 ЦТЕ(13)ЕОМУ ОРГЯ119582 омкнуты. Такое воздействие обеспечевается за счет того, чтос 5 с сР сеяЧ щ ср 35гдеФ - магнитный поток создаваемыйМ Эамплитудным значением теку"щего тока 3 нагрузки токопровода 7, 8 или 9;Ф,р - магнитный поток, под действи,1 Оем которого срабатываеткаждый из герконов 14 - 1 .Р - магнитный поток запаса, учитывающий дискретность изменеция , скорость нарастаниятока преобразователя, влияние5токопроводов других фаз.-л- схф де (, - коэффициентсхемы преобразовательной установки;Лп " ток текущей нагрузки преобразователя,;.1, обеспечивается подключением кисточе 1 ику 4 пост 051 неЕОГО тока ТОГОили иного количества резисторов взависимости от текущей нагрузки преобразователя при помощи герконов1, 1, 1 и . 11 оследние настраиваются 1так, что о "й геркон срабатывает поддействием магнитного поля токопровода 13, когда гок в преобразователе30 ДОСТИГЯЕТ ЕЕОМИНЯАЕопОГО ЗНЯЧЕНИ 51 Л 4 П(например 4,п = 2 14где 34 Н - номинальный ток нагрузки преобразователя).Разница между токами в токопроводе13, при которых срабатывают л 1 обыедва смежных геркона, составляет ЬИЭта разница и определяет дискретностьизменения 5,еЯГНИтныЕ потоки ср 1 И ср 5 540 при которых срабатывают геркоиы 14,и 1, создаются соответственно током3 ри Есрс в токопРоводе 13, пРичем. ДЛЯ 11 -ГО .1 Срс .З,П , НаетРОйКа На,тот или иной ток срабатывания осуществляется изменением расстояния отгеркона до токопровода и угла междуих продоль 1 еыми Осями ( ФИГ,З,Я иллюстрирует работу устройства при 5 =Э , и,СЕЯ 1Р = Р оР - . Т- сРср- 1 ср,е ФИГ 3 В 35 45 Устройство работает следующим образом.В режиме нагрузки преобразова тельной установки магнитиы 11 потоксозданный постоянным током Л вг управляющей обмотке каждого иэ герконов 1 - 1, и магнитный потокот токов в. токопроводах 7, 8, 9 воз действует на герконы 1 - 1 так, что последние находятся в сработан 1 ном состоянии, а их контакты раз- . з 1Югде 1 =б,7 51 -. Начала управляющих обмоток герконов 15-15подключены к резисторам 2 2, 21 Б2 л , а концы " к началу обмоткиуправления (1511) геркона, конецкоторой подключен к,регулируемомурезистору 3, а последний - к полюсуисточника 4 постоянного оперативного,тока. Другой полюс источника 4lподключен к неподвижным пластинам контактов герконов1, 1;, 1 и, подвижные пластины которых подключены соответственно к ре-.зисторам 2, 2 г, 2 2-, Размыкающие контакты герконов 1, - 1подключены к исполнительному органучерез замыкающие контакты контролирующего .геркона 1, , а размыкаюЕЕ 1 5щие контакты - к блоку 6 сигнализации.Герконы 11 - 1 с управляющимиобмотками закреплены в магнитномполе соответственно токопроводов 7,8, 9 переменного тока преобразовательной установки, состоящей иэтрансформатора 10 и преобразователя11, к которому подключена нагрузка12, Герконы 1 е, 1, 1, 1 не имеющие управляющих обмоток, закрепленыв магнитном поле токопроводя 13постоянного тока преобразователя 1.Устройство защиты может дополняться (см.фиг.2) герконами 14, 15,16, управляющие обмотки которых подключены последовательно с управляю"щими обмотками герконов 1 - 1, соответственно, а контакты - с контактами последних.Для управляемых преобразователь"ных установок контакты у т из (и)герконов (см. фиг,2) имеют еще поодной неподвижной пластине, подклеоченной к блоку 17 регулирования токапреобразовательной установки, к ко"торому подключена и подвижная плас"тина каждого из 1 и герконов,ПРИ.1.=Э р,Р Р И с 1 7 " МаГсРЬ Ч 1Ч 21нитные потоки, воздействующие приН-СрИ И оИ =СР 5 ЕЕЯ ГЕРКОНЫ 1Эсо стороны у 11 равляющей обмотки итокопровада 1, П, Ш соответственно,РГ воздействуют на него при 7, 8 или 9 увеличивается, а в токопро" 1 О воде 3 уменьшается; В результатевоздействие магнитного погока пере"менного тока токопровода 7, 8 или 9соответственно на герконы 11, 1или 1, оказывается превалирующим, иконтакты одного или нескольких герконов (в зависимости от вида к.э.)отпадая, замыкаются в отрицательнуюпопуволну переменного тока, запуская 15 исполнительный орган, который отключает преобразователь, фпг, 3, б иллюстрирует сказанное, когда до к.з,и и момент к,э, по токопроводу 13протекаи токр достаточный лишь для срабатывания гсркона 1.;. и геркона 1,1 1;пг,3,г " если до к,з. ток нагрузки преобразователя был достаточен длясрабатывания геркона 1, а послек,э, уменьшился, но остался больше;1 и .1.РиР. " - магнитныепотоки,дейс гвующие со стороны токопроводоп 7, 8, 9 на соответствующиегерконы при к.з,; в указанных случаях 1, " магнитный поток, при котором геркон 1 возвращается иэ сработанного состояния в исходное изамыкает контакты;и- время,в течение. которого контакты геркона1, 1, пли 1; замкнуты,При перегрузках и коротких замыканиях в нагрузке 12, когда ток 3преобразователя превосходит Л,п предлагаемое устройство будет отключать преобразователь, как в случае, показанном на Фиг.3,б. При Зп и 71 5При коротком замыкании в преобразователе 11, например, при работе в режиме выпрямителя ток в токопроводегерконы 1, " 1 остаются в сработанном положении и не дают сигналана отключение преобразователя, Приэтом в управляемой преобразовательной установке ток преобразователяограничивается путем уменьшениянапряжения в зависимости от числагерконов (изГт 1), срабатывающих прик.з, или перегрузке. После прекращения перегрузки или отключения поврекденного оборудования защитойэтого оборудования сработавшие герконы возвращаются в исходное положение, а напряжение преобразователяувеличивается что обеспечивает нормальную работу остальных потребителей нагрузки 12 без отключения пре-.образовательной установки,При обрыве проводников, соединяющих управляющие обмотки герконов1, - 1 с источником 4 или резисторами, по обмотке контролирующего геркона 1 д, перестает протекать ток,.и он отсоединяет исполнительныйорган от контактов герконов 1, " 1,предотвращая ложную работу защиты исигнализируя через блок б о неисправности. При обрыве обмотки герконов1, - 1 в управляющей обмотке соответственно герконов 14 - 16 перестает протекать ток, геркон с 1 о-.йврежденной обмоткой выводится, аблок сигнализации вводится в работу,Таким образом, предлагаемое устройство проще аналогичных существующих, более безопасно в обслуживаниии не требует вывода преобразовательной установки из работы на времяплановых проверок, Экономический эф"сект от его внедрения только на однойпреобразовательной установке высоковольтной передачи постоянного токанапряжением 1500 кВ составляет около50 тыс.руб. (за счет исключения ТТ),119582НИИПИ Заказ 2902/5 Тираж 620 Подписное филиал ППП "Патент", и, Ужгород, ул. ПрОектная,