Устройство для защиты электрической сети от тока короткого замыкания

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите электрических сетей от тока короткого замыкания. Цель изобретения - повышение селективности защиты путем исключения возможности излишнего отключения исправных фидеров, питающих электродвигатели, которые перешли в генераторный режим подпитки точки короткого замыкания в дефектном фидере. Это достигается тем, что в устройство дополнительно введены второй фазочувствительный блок 25 второй пороговый элемент 27, четвертый элемент И 22 и аналоговый ключ 32 и установлены соответствующие связи. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Н 02 Н 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbrrHRM

ПРИ ГННТ СССР (61) 1398012 (21) 4446696/24-07 (22) 03.05.88 (46) 23.10.90. Бюл. N 39 (72) Л,Н.Карпиловский (53) 621.316.925(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ь" 1398012, кл. H 02 Н 3/08, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАР1ИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ОТ ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите элект„„SU„, 1601681 А 2

2 рических сетей от тока короткого замыкания. Цель изобретения - повышение селективности защиты путем исключения возможности излишнего отключения исправных фидеров, питающих электродвигатели, которые перешли в генераторный режим подпитки точки короткого замыкания в дефектном фидере. Это достигается тем, что в устройство дополнительно введены второй фазочувствительный блок 25, второй пороговый элемент 27, четвертый элемент И 22 и аналоговый ключ 32 и установлены соответствующие связи. 1 ил.

1601681

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области защиты электрических сетей от тока короткого замыкания и является усовершенствованием устройства по основному авт. св. N 1398012.

Цель изобретения - повышение селективности путем исключения возможности излишнего отключения исправных фидеров, питающих электродвигатели, которые перешли в генераторный режим подпитки точки короткого замыкания в дефектном фидере.

На чертеже приведена функциональная схема устройства,.

Устройство содержит источник 1 напряжения оперативного тока, датчик

2 оперативного тока, блок 3 дифференцирования, нуль-орган 4, датчик 5-8 тока промышленной частоты, блоки 912 уставки, элементы ИЛИ 13-16. элемент НЕ lj, элемент И-НЕ 18. элементы И 19-22, датчик 23 напряжения промышленной частоты, Фазочувствитель-д ные блоки 24 и 25, пороговые элементы 26 и 27, блоки ?8 и 29 искусственной нулевой точки, резистор 30, фильтр-пробку 31 на промышленную частоту сети, аналогичный ключ 32, блоки 33 и 34 отключения. Кроме того, на чертеже изображены генератор 35, электродвигатели 36 и 37.

Устройство работает следующим образом.

Непрерывно с помощью датчиков 2 и 5 - 8 тока выделяют сигналы, пропорциональные величине оперативного тока и токов промышленной частоты в фазах фидеров соответственно. 40

Сигнал на выходе датчика 2 тока непрерывно дифференцируют и сравнивают с заданным уровнем (в данном случае с нулем) с помощью нуль-органа 4, Сигнал с выхода нуль-органа 4 через логический элемент НЕ 17 подают на первый вход элемента И 19. Сигналы с выхода нуль-органа 4 непосредственно подают и на первый вход элемента И ?О.

Сигналы с выходов датчиков 5 - 8 тока подают на блоки 9 - 12 уставок соответственно, которые могут быть выполнены в виде пороговых элементов.

Сигналы превышения заданного уровня с выходов блоков 9 и 10 уставки через элемент ИЛИ 1.4 подают на первые

55 входы элементов И 21, И-НЕ 18. Сигналы превышения заданного уровня и

Выхода оаокое 11 и 12 уоуаеки иеаеа элемент ИЛИ 15 подают на вторые входы элементов И 21, И-HE 18..

При подключении к электроэнергетической системе какого-либо электродвигателя, например электродвигателя

36, в режиме пускового тока на выходах датчиков 5 - 8 появляются сигналы, которые могут превысить уровень, задаваемый блоками 9 - 12 уставки.

Одновременно изменяется по величине сигнал на выходе датчика 2 one" ративного тока, что вызывает появление сигнала на выходе блока 3 дифференцирования, и, следовательно на выходе нуль-органа 4 (роль нуль-органа

4 в данном случае сводится к преобразованию аналогового сигнала с выхода блока 3 дифференцирования в дискретный сигнал, амплитуда которого достаточна для подачи на логический элемент устройства). Сигналы с выхо" да нуль-органа 4 поступает на первый вход элемента НЕ 17, что вызывает исчезновение сигнала с его выхода.

На втором элементе И 19 присутствует сигнал с выхода элемента И ?1, на входах которого присутствуют сигналы с выходов элементов ИЛИ 14 и 15.

Поэтому сигнал на выходе элемента

И 18 отсутствует. Отсутствует сигнал и на выходе элемента И 20, так как на первом его входе сигнал присутствует, а на втором отсутствует, так как отсутствуют сигналы на первом и втором входах элемента ИЛИ 16, Поэтому сигнал на отключение на уп" равляемый вход блока 33 отключения не поступает °

B случае возникновения режима короткого замыкания в Фидере с электродвигателем 36, находящегося уже какое-то время в подключенном состоя" нии, наряду с сигналом, присутствующим на первом входе элемента И 19, появляется сигнал и на втором его входе. Поэтому на выходе элемента

И 19 появляется сигнал, который через элемент ИЛИ 13 и через нормально замкнутый аналоговый ключ 32 поступает на управляемый выход блока 33 отключения, вызывая отключение фидера с электродвигателем 36.

При возникновении режима короткого замыкания в подключаемом фидере с электродвигателем 36 непосредственно в момент подключения возможны два варианта.

5

160168

Первый - это вариант, когда при возникновении короткого замыкания в фидере между датчиками 5 и 6 тока и датчиками 7 и 8 тока электродвигатель

36 не успевает "опрокинуться", т.е. перейти в генераторный режим подпитки точки короткого замыкания. В этом случае с выхода- элемента ИЛИ 14 на первые входы элементов И 21, И-НЕ 18 сигнал поступает, а с выхода элемента ИЛИ 15 на вторые входы элементов

И 21 и И-НЕ 18 сигнал не поступает.

: В этом случае на выходе элемента

И 21 сигнал отсутствует, à íà Btlxo" де элемента И-HF 18 появляется. Этот сигнал через элемент ИЛИ 16 поступает на второй вход элемента И 20, на первом входе которого появляется сигнал с выхода нуль-органа 4. Поэтому на выходе элемента И 20 появляется сигнал, который через элемент

ИЛИ 13.поступает на вход аналогового ключа 32. В этом случае аналоговый ключ 32 находится в нормально замк- 2д нутом состоянии, так как на выходе фаэочувствительных блоков ?4 и 25 отсутствуют сигналы той полярности, которая обеспечивает срабатывание пороговых элементов 26 и 27 и подачу сигналов с выхода элемента И 22 на управляемый вход аналогового ключа

32, вызывающего его размыкание. Поэтому сигнал со входа аналогового ключа 32 поступает на его выход и оттуда поступает на управляемый вход блока 33 отключения, вызывая отключение фидера с электродвигателем 36.

Второй вариант - это когда электродвигатель 36 успевает перейти в

40 генераторный режим подпитки точки короткого замыкания. В этом случае на выходе фаэочувствительного блока

24, на входы которого поступают сигналы с выхода датчика 23 напряжения промышленной частоты и с выхода датчика 7 тока промышленной частоты, полярность сигнала меняется на обратную, что вызывает срабатывание порогового элемента 26 и появление сиг5G нала на его выходе ° Этот сигнал через элемент ИЛИ 16 поступает на второй вход элемента И 20, на первый вход которого постуйает сигнал с выхода нуль-органа 4. На выходе элемента И 20 возникает сигнал, которыи

55 через элемент ИЛИ 13 поступает на вход аналогового ключа 32. Этот ключ находится в замкнутом состоянии, 1

6 так как полярность сигнала на выходе .Фазочувствительного блока 25 в этом случае не иэменялаоь, на выходе порогового элемента 27 не появилось сигнала, и поэтому не появился сигнал на первом входе элемента И 22 что привело к отсутствию сигнала на его выходе, и, следовательно, на управляемом входе аналогового ключа 32, Поэтому сигнал с выхода датчика ИЛИ

13 через замкнутый аналоговый ключ 32 поступает на управляемый вход блока

33 отключения, вызывая отключение фидера с электродвигателем 36.

Работа устройства при подключении фидера с электродвигателем 37 происходит аналогично.

Необходимо рассмотреть также режим, который возникает в исправных фидерах, например фидере с электродвигателем 36, при возникновении короткого замыкания в дефектном фидере, например Филере с электродвигателем

37. Так как в этом режиме электродвигатели в исправных Фидерах, например фидере с электродвигателем 36, переходят в генераторный режим подпитки точки короткого замыкания в дефектном филере, например в фидере с электродвигателем 37, то в начальный момент перехода в генераторный режим токи подпитки в исправных Фидерах, т.е. в Фидере с электродвигателем 36, могут превосходить по величине уровни, определяемые порогами срабатывания блоков 9 — 12 уставки.

В этом случае сигналы с выходов этих блоков уставки, пройдя через элементы ИЛИ 14 и 15 соответственно, поступят на первые и вторые входы элемента И 21 и элемента И-HF 18.

Сигнал с выхода элемента И ?l поступит на второй вход элемента И 19, на первом входе которого будет присутствовать сигнал с выхода элемента

НЕ. 17, Сигнал на выходе элемента НЕ

17 будет присутствовать из-эа того, что в этом режиме сигнал на выходе нуль-органа 4 равен нулю.

Поэтому сигнал с выхода элемента

И 19 поступит на первый вход элемента ИЛИ 13, с выхода которого он поступит на первый вход аналогового ключа 32. Однако через аналоговый ключ

32 в этом режиме сигнал не пройдет, так как в это время ключ будет разомкнут °

1601681

Размыкание аналогового ключа 32 в этом режиме происходит из-за того, что при переходе электродвигателей в исправных фидерах в режим подпитки точки короткого замыкания в дефектном 5 фидере на выходах Фазочувствительных блоков 24 и 25 появляются сигналы (из-за смены направления тока в исправном фидере при переходе электродвигателя 36 в генераторный режим), !

О полярность которых будет проти воположной имевшейся ранее, что приведет к срабатыванию пороговых элементов

26 и 27 и появлению сигналов на их выходах. Эти сигналы поступят на первый и второй входы соответственно элемента И 22, что приведет к появлению сигнала на его выходе, который поступит на второй (управляемый) вход аналогового ключа 32 и вызовет

1 его размыкание. Таким образом, сигI нал с выхода элемента ИЛИ 13 на управляемый вход блока 33 отключения и блока 34 отключения и других, под- 2 соединяющий исправные Фидера, не поступит, и поэтому отключения исправных фидеров, в которых электродвигатели перешли в генераторный режим подпитки точки короткого замыкания в дефектном Фидере, не произойдет.

В то же время дефектный Фидер, в котором произошло короткое замыкание, .будет отключен.

Таким образом, обеспечивается более высокая надежность функционирования защиты за счет повышения селективности путем исключения возможности отключения исправных Фидеров с электродвигателями, перешедшими в генераторный режим подпитки точки короткого замыкания в дефектном фидере. После отключения дефектного фидвра указанные электродвигатели автоматически (самозапуском) переходят из генераторного в двигательный режим, не требуя принятия специальных мер по их запуску.

Формула изобретения

Устройство для защиты электрической сети от тока короткого замыкания по авт. св. Ю 1398012, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селективности путем исключения возможности излишнего отключения исправных фидеров, питающих электродвигатели, которые перешли в генераторный режим подпитки точки короткого замыкания в дефектном фидере, дополнительно введены последовательно соединенные второй фазочувствительный блок, второй пороговый элемент, четвертый элемент И и аналоговый ключ, причем первый вход второго фазочувствительного блока соединен с выходом первого датчика тока. промышленной частоты, первые выводы которого предназначены для подключения к соответствующей Фазе сети в непосредственной близости от блока отключения фидера в ту же фазу, что и датчик напряжения промышленной частоты, выход которого соединен с вторым входом второго фазочувствительного блока, второй вход четвертого элемента И соединен с выходом первого порогового элемента, выход третьего элемента ИЛИ через второй вход аналогового ключа соединен с блоком отключения.

Составитель А.Владимиров

Техред H Õoäàíè÷ Корректор Т Иалец

Редактор F..Ïàïï

Заказ 3274 Тираж 474 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 191