Устройство для защиты трехфазной электроустановки от работы на двух фазах

9 л (72) Авторы изобретения

А. И. Ковалев, Л. И. Ковтун и С. И. Радэиевс (7! ) Заявитель (5 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

ОТ РАБОТЫ НА ДВУХ .ФАЗАХ

1, Изобретение относится к технике релейной .защиты в электрических установках и предназначено для защиты трехфаэных элект роустановок от работы на двух фазах.

Известны устройства для защиты трехфазной нагрузки от работы на двух фазах, содержащее три трансформатора тока, по одному в каждой фазе, выходные обмотки которых зашунтированы резисторами и нагружены на трехфазной двухполупериодный выпрямитель и далее на блок контроля последовательности импульсов с исполнительным органом ltd.

К недостаткам описанных устройств относятся их невысокое быстродействие и надежность, так как полезный сигнал с выпрямителя сравнительно мал. Поскольку работа устройств зависит от величины тока в контролируемой цепи из-за наличия трансформаторов тока, затруднено их использование в сильноточных цепях. В случае обрыва одной из фаз работающей электроустановки необходимо ее отключить. Описанные устройства не обеспечивают при этом бездугового

2 отключения двух оставшихся фаз. Для осуществления бездугового, например синхрон-ного, отключения оставшихся неповрежденных фаэ, необходимо дополнять этн устройства специальной схемой управления. Веэдуговая же коммутация особенно эффективна в сильноточных цепях с повышенными требованиями к вэрывопожаробезопасности, например в судовых электроэнергетических системах.

Наиболее близким к предлагаемому но технической сущности является устройство для защиты трехфаэной электроустановки от работы на двух фазах, которое содержит три первичных измерительных преобразователя в виде трансформаторов тока с сердечниками из материала с прямоугольной петлей намагничивания, вторичные обмотки которых выполнены с выводами от средних точек, которые заземлены, а сами вторичные обмотки нагружены резисторами. Однополюсные зажимы трех вторичных обмоток подключены к входам двух однополупернодных выпрямителей, а аноды .диодов

997169

3 обоих выпрямителей соединены s общие точки и подсоединены к входам элемента

И, выход которого связан с исполнительным органом (2) .

Описанное устройство имеет высокое быстродействие и надежность работы, однако также требует схемного и конструктивного усложнения для осуществления бездугового отключения двух неповрежденных фазоэлект.роустановки при обрыве одной иэ фаз. Ду- 10 говая коммутация сильноточной цепи снижает долговечность и надежность работы исполнительного органа. Этим, а также применением трансформаторов в качестве первичных измерительных преобразователей, ог-, раничивается область применения описанного устройства в электроустановках с относительно небольшими номинальными токами.

Цель изобретения — повышение надежности процесса отключения путем бездуговой коммутации при отключении.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты трехфазной электроустановки от работы на двух фазах в сетях c ..изолированной нейтралью, содержащее три первичных преобразователя тока, подключенных к питающей сети и функционально связанных с блоком контроля последовательности импульсов дополнительно снабжено тремя импульсными трансформаторами, первичные преобразователи тока выполнены в виде синхронизирующих блоков в каждой фазе, а в качестве блока контроля последовательности импульсов используют три двухвходовых элемента И и один трехвходовой элемент ИЛИ, причем на входы первого элемента И подключены через импульсные трансформаторы выходы первого и третьего, иа входы второго элемента И вЂ” выходы первого и второго, на входы третьего элемента И вЂ” выходы второго и третьего син40 хронизирующих блоков, а выходы всех элементов И подсоединены к входам элемента ИЛИ.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — диаграммы токов в нормальном режиме работы; на фиг. 3 — диаграммы токов при обрыве. одной фазы.

Устройство содержит три синхронизирующих блока 1, 2 и 3, по одному в каждой фазе контролируемой цепи, Выходы синхронизирую- зО щих блоков соединены с первичными обмотками 4, 5 и 6 импульсных трансформаторов 7, 8 и 9 и с входами элементов И

10, 11 и 12 соответственно. На вторые входы элементов И 10, 11 и 12 подключены $$ вторичные обмотки 13, 14 и 15 иьлпульсных трансформаторов 9, 7 и 8 соответственно. Выходы. элементов И 10, 11- и 12 под4 ключены к входу элемента ИЛИ 16. Выход элемента ИЛИ 16 подключен к исполнительному органу, т.е. к автоматическому выключателю, снабженному синхронизирующими блрками 1, 2 и 3 (не показан).

Устройство .работает следующим образом.

При включении с помощью автоматического выключателя иенагруженной электроустановки управляющие импульсы на выходах синхронизирующих блоков 1, 2 и 3 не появляются. Значит сигналов на входах и выходах элементов И 10, 11 и 12 н элемента ИЛИ 16, а также запрета на включение нет.

При включении автоматического выключа теля на нагрузку синхронизирующие блоки

l, 2 и 3 вырабатывают импульсы синхронизации непосредственно перед нулями токов в каждой из фаз. Эти импульсы тока попадают на входы элементов И 10, 11 и 12, обтекая при этом первичные обмотки 4, 5 и 6 импульсных трансформаторов 7, 8 и 9.

Иа вторые входы элементов И 10, 11 и 12 поступают импульсы тока с вторичных обмоток 13, 14 и 15 импульсных трансформаторов 9, 7 и 8 соответственно. В неаварийном режиме синхронизирующие импульсы с выходов синхронизирующих блоков 1, 2 и 3 сдвинуты по фазе на угол 3/6, поэтому ни один из синхронизирующих импульсов не пропускается ни через один из элементов И 10, 11 и,12. В этом случае сигнала на выходе элемента ИЛИ 16 нет, отключения электроустановки не происходит, При возникновении аварийного режима, т.е. обрыве одной из фаз, токи в двух

"здоровых" фазах становятся равными по величине и противоположными по фазе и через некоторое время одновременно достигают нулевого значения. В этот момент два импульсных сигнала одновременно появляются на двух входах одного из элементов

И 10, 11 либо 12. Соответствующий элемент И пропускает импульсный сигнал на один из входов элемента ИЛИ 16, который, в свою очередь, пропускает сигнал на исполнительный орган — автоматический выключатель, который по команде этого синхрониФ зирующего импульсного сигнала отключает электроустановку синхронно, разрывая контакты в момент нулевого значения тока, протекающего через эти контакты.

На фиг. 3 представлены диаграммы токов для случая обрыва фазы с синхронизирующим блоком 3.

В силовых трехфазных цепях переменного тока, особенно в сильноточных, эффективно применение бездуговой синхронной коммутации. Для этого однополюсные автоматичесфазных электроус ( ков, коротких замыканий, защитного отклю- Источники информации,чения при обрыве фазы). принятые во внимание при экспертизе ф о р м ул а и з о бр е z е ни я 2$1. А ТорсКое свидетельство СССР 1 470037, I кл. Н 02 Н 7/08, 1972.

Устройство для защиты трехфаэной элект- 2.,авторское свидетельство СССР У б40390; роустановки от работы- на двух фазах, со- кл. H 02 Н 7/08, 1977.

5 .. -- = . >9716 кие выключатели, стоящие в каждой фазе, снабжвют синхронизирующими блокамн, но команде которых .происходит раздельное отключение фаз. в моменты нулевого значения тока в каждой фазе. Возникающий при этом перекос фаз существует кратковременно и никак не сказывается на нагрузке. В то же время синхронная- коммутация позволяет избежать эрозии контактов, повышает надежность и долговечность работы выклю- тO чателя. Преимуществом предлагаемого устройства являетси использование синхронизирующих блоков выключателей не только дия

-беэдугового отключения ими номинальных токов и коротких замыканий, а также для 1$ отключения электроустановки лри обрыве фазы. Предлагаемое устройство в этом случае не требует отдельных . первичных измерительных преобразователей. Использование этого устройства позволит осуществлять полный комплекс беэдугового отключения в трехтановках номинальных то9 6 держащее три первичных преобразователя тока, подключенных к питающей сети и функционально связанных с блоком контроля последовательности импульсов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью. повышения надежности процесса отключения путем бездуговой коммутации при отключении, оно дополнительно снабжено тремя импульсными трансформаторами, первичные преобразователи тока выполнены в виде синхронизирующих блоков в каждой фазе, а в качестве блока контроля -последовательности импульсов используют три двухвходовых элемента И и один трехвходовой элемент ИЛИ, причем на входы первого элемента И подключены через импульсные трансформаторм выходы первого н третьего, на входы второго элемента И— выходы первого и второго, иа входы третьего элемента И вЂ” выходы второго и третьего сиихронизирующих блоков, а выходы трех элементов И подсоединены к входам элемента ИЛИ.

- 997369

Составитель В. Орлов

Техред Ж. Кастелевнч

Редактор Л. Алексеенко

Корректор О. Билак

Заказ 950/73

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 6j5 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по ислам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб, д. 4/5