SU1325618A1 - Устройство дл защиты от короткого замыкани трехфазной электрической сети - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к защите трехфазной электрической сети от тока короткого замыкани . Цель изобретени - повьшение надежности функционировани  путем увеличени  селективности в ре  мах короткого замыкани  и пуска электродвигател . Устройство содержит источники 1, 2 оперативного тока контрол , датчики 3-6 тока контрол , установленные в фазах сети, и датчики 12-15 тока промышленной частоты. Устройство содержит также . блок 7 дифференцировани  и нуль-орган 8. Повышение надежности дистига- етс  путем введени  источника 2 тока контрол , блока присоединени  37, дополнительных датчиков 5,6 тока контрол , п того, шестого и седьмого блоков 20,21,22 сравнени , пороговых блоков 33 и 34, элемента ИЛИ 29, аналоговых ключей 35,36. На сеть одновременно наложены оперативные. токи от источников 1 и 2. Значение тока контрол  непрерывно дифференцируетс  и сравниваетс  с заданным током уставки. Токи промышленной частоты также непрерывно сравниваютс  со своими уставками в блоках 20, 21. При отклонении измеренных величин оперативного тока или тока промышленной частоты от уставки формируют сигнал на отключение повреждени . 1 ил. (Л 1) СО- ГС ел 05 00

Description

Изобретение относитс  к электро-- технике, в частности к защите трехфазной электрической сети от тока короткого замыкани .

Цель изобретени  - повышение надежности функционировани  путем увеличени  селективности в режимах короткого замыкани  и пуска электродвигател .

На чертеже представлена функциональна  схема устройства защиты дл  электрической сети с генераторной ветвью и одним нагрузочным фидepo f.

Устройство содержит источники 1 и 2 тока контрол  и датчики 3-6 контрол  тока, установленные в фазах сети, блок 7 дифференцировани , нуль-орган 8, элемент НЕ 9, лер . вый 10 и второй 11 элементы И, датчики 12 - 15 тока промышленной частрты с первого по седьмой блоки 16-22 сравнени , с первого по четвертый бл ки 23 - 26 уставки, первый 27, второ 28 и третий 29 элементы ИЛИ, первый 30 и второй 31 блоки искусственной нулевой точки, фильтр-пробку 32 про- ммшленной частоты сети, первый 33 и второй ЗА пороговые блоки, первый .35 и второй 36 аналоговые ключи, блок 37 присоединени , выключатели 38 и 39 собственно генераторной ветви и нагрузочного фидера. Кроме того, изображена клемма 40, к которой подведено напр жение источника 41 оперативного тока включени , кнопка 42 включени  выключател  нагрузочного фидера, один полюс которой объединен с блок-контактом выключател  39, генератор 43, электродвигатель 44 и блок 45 задержки.

В случае наличи  в сети п фидеров с электрическими машинами датчики 4-6 тока контрол , блоки 20 - 22 сравнени  третий элемент ИЛИ 29, блок 31 искусственной нулевой точки, первый 33 и второй 34 пороговые блоки , первый 35 и второй 36 аналоговые ключи и блок 37 присоединени , BI-J- полн ющие функцию предотвдащени  включени  неисправного электрического двигател  в защищаемую сеть, объединены условно в виде блока 46. ,Цл  случа  п фидеров количество блоков 46 соответствует количеспзу фидеров, т.е. равно п.

Первый полюс источника тока контрол  через первый блок 30 искусственной нулевой точки подсоединен

к трем фазам сборных шин. Второй полюс источника 1 контрол  через последовательно соединенные датчик 3 тока контрол , фильтр - пробку 32 промышленной частоты соединен с нулевыми точками трехфазных электрических машин. Информационный выход датчика 3 тока контрол  через блок 7 диффе- ренцированн  соединен с первым входом нуль-органа 8, второй вход которого подсоед Д1нен к Земле, а выход через элемент НЕ 9 подсоединен к второму входу элемента И 10, другой вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 28, а выход - с входом отключени  выключател  39 нагрузочного фидера.

Оба входа второго элемента НЕ-28 соединены с выходами блоков 18 и 19 сравнени , первые входы которых сое- данены с вьпсодами блоков 25 и 26 уставок соответственно, а вторые входы соединены с выходами датчиков 14 и 15 токов промышленной частоты соответственно , включенных в две фазы фидера электрической машины.

Управл юн5ий вход второго аналогового ключа -36, включенного в цепи подачи сигнала включени  (клемма 40 - кнопка 42) на выключатель 39, соединен с выходом элемента ИЛИ 29, первый вход которого через первый пороговый блок 33 соерд4нен с выходом четвер- того датчика 6 тока контрол , а второй вход - через второй пороговый блок 34 с выходом седьмого блока 22 сравнени . Первый вход блок 22 сое-, динен с выходом п того блока 20 срав- нсгни , а второй вход блока 22 сравнени  соединен с выходом шестого блока 21 сравнени , первый вход которого .соединен с В1лходом третьего датчика 5 тока контрол , а второй вход - с выходом четвертого датчика 6 тока контрол , Первьй йход п того блока 20 сравнени  соединен с выходом второго датчика 4 тока контрол , в-д-орой вход блока 20 сЫединен с вы- ходом третьего датчика 5 тока контрол  .

Дл  обеспечени  наличи  разнородных сигналов тока контрол  в устройство ввод) второй источник 2 тока контрол . Первый полюс источни- Kai 2 через второй блок 31 искусственной нулевой точки соединен с входами датчиков 4-6 тока контрол  выходы которых соединены с соответствующими

3. 1325618

выходами присоединени  блока 37, вхо- В случае наличи  двухфазного или

однофазного замыкани  в намеченной к включению электрической машине,

ды которого подключены к трем фазам фидеров электрического двигател . .Второй полюс источника 2 тока контрол  через первый аналоговый ключ 35 соединен с нулевыми точками контролируемых электрических машин 43 и 44, Управл ющий вход первого аналогового ключа 35 соединен с блок-контактом выключател  39 нагрузочного фидера.

При отсутствии необходимости использовани  разнородных источников тока контрол  источник 2 может быть исключен из схемы. В этом случае вход блока 31 искусственной нулевой точки подключаетс  к первому полюсу источника 1 тока контрол , а вход аналогового ключа 35 - к второму полюсу источника 1.

Устройство работает следующим о.б- разом.

На защищаемую электрическую сеть и отключенные в данный момент времени электрические машины наложены оперативные токи соответственно от первого и второго источников тока контрол  . При этом непрерывно с помощью датчиков 4-6 выдел ют сигналы.

10

15

20

25

например 44, ток оперативного сигнала , протекающий через один из датчиков тока, например датчик 4 тока, отличаетс  от токов, протекающих через два датчика, например датчики 5 и 6 тока, которые равны или примерно равны между собой. Поэтому на выходе системы из трех элементов 20-22 сравнени  по вл етс  сигнал, который проходит через логический элемент ИЛИ 29 в качестве сигнала запрета и вызывает размыкание ключа 36, предотвраща  включение электрической машины 44.

При отсутствии аварийного режима после подключени  электрической машины , например 44, по сигналу от блок-контакта, наход щегос  в выключателе 39, размыкаетс  аналоговый ключ 35, который снимает оперативный сигнал от источника 2 тока контрол  с подключаемой электрической машины 44, разрыва  цепь источника, подсоединенную между нулевой точкой машины и трем  ее фазами. .

Учитыва , что омическое сопротивпропорциональные величинам тока конт- 30 ление фаз статорной обмотки аси хронных двигателей мало, целесообразно дл  повышени  чувствительности различи  состо ни  электрической машины в качестве контрольного тока от источника 2 использовать переменный ток с частотой значительно превышающей промьшшенную, напр имер 1-2 кГц.

рол , наложенным на отключенные от сети электрические машины, например, 44 между их нулевыми токами и фазами При отсутствии аварийного состо ни  в отключенной электрической ма- шине 44 сигналы иа входах пороговьк элементов 33 и 34 ниже порога их срабатывани  и на выходе элемента ИЛИ 29 отсутствует сигнал запрета на включение отключенной от сети электрической машины 44. В результате этого аналоговый ключ 36 находитс  в нормальном замкнутом состо нии , что обеспечивает прохождение команды на включение намеченной электрической мащины, в данном случае электрической машины 44.

В случае наличи  трехфазного короткого замыкани  внутри намеченной к включению электрической машины 44 токи контрол ,протекающие через датчики 4-6, превышают порог срабатывани  порогового элемента 33 в результате чего на выходе элемента ИЛИ 29 по вл етс  сигнал запрета, который вызывает размыкание аналогового ключа 36, исключив возможность включени  электрической машины 44.

например 44, ток оперативного сигнала , протекающий через один из датчиков тока, например датчик 4 тока, отличаетс  от токов, протекающих через два датчика, например датчики 5 и 6 тока, которые равны или примерно равны между собой. Поэтому на выходе системы из трех элементов 20-22 сравнени  по вл етс  сигнал, который проходит через логический элемент ИЛИ 29 в качестве сигнала запрета и вызывает размыкание ключа 36, предотвраща  включение электрической машины 44.

При отсутствии аварийного режима после подключени  электрической машины , например 44, по сигналу от блок-контакта, наход щегос  в выключателе 39, размыкаетс  аналоговый ключ 35, который снимает оперативный сигнал от источника 2 тока контрол  с подключаемой электрической машины 44, разрыва  цепь источника, подсоединенную между нулевой точкой машины и трем  ее фазами. .

Учитыва , что омическое сопротивление фаз статорной обмотки аси хронных двигателей мало, целесообразно дл  повышени  чувствительности различи  состо ни  электрической машины в качестве контрольного тока от источника 2 использовать переменный ток с частотой значительно превышающей промьшшенную, напр имер 1-2 кГц.

35

5

При подключении к защищаемой сети 40 исправной электрической машины 44 . на нее автоматически оказываетс  наложенным контрольный ток от источника 1, который может быть выполнен и как источник напр жени  посто ннр- 45 го.тока, и как источник напр жени  переменного тока. В последнем случае как уже указывалось,источник 2 напр жени  может быть исключен, а точки его подключени  соединены с выходами 5Q источника 1 напр жени . Однако выполнение источника 1 напр жени  в качестве источника напр жени  переменного тока не всегда целесообразно .

В св зи с тем, что одновременно с наложением на отключенные в данный момент электрические машины тока контрол  от источника 2 на защищаемую сеть, наход щуюс  в рабочем соето нии , наложен контрольный ток от источника 1, датчик 3 оперативного тока, датчики 12 и 13 и другие датчк ки токов промышленной частоты, наход щиес  в фазах фидеров сети, непре- рьшно выдел ют сигналы, пропорциокаль-- ные соответственно ве.1ичнне тока контрол  от источника I и токов про- мьшшенной частоты в фазах генераторной ветви и фидеров, подключенных уже к защищаемой сеги„

Значение тока контрол  {или пропорциональна  ему величина, лоступа ющее с выхода датчика 3 оперативного тока, непрерывно дифференцируетс  с помощью блока / дифференцировани  и сравниваетс  с заданным уровнем (в данном случае . с нулем, с ПОМОП ЁЮ .нуль-органа 8;. Сигнал с выхода нуль органа 8 через элемент НЕ 9 подает™ с  на первые входы логических элементов И 10 и II и других относ щихс  к соответствующим нагрузочным фидерам {не показаны, чтобы не затруд н ть воспри тие.

Сигналы с выходов датчиков 2 к 13 токов промьшшенной частоты и датчиков токов промьшленной частоты, наход щихс  в соотБетствутош;их фазах других уж.е подключенных к сети фидеров , подаютс  на элементы 16 и 37 сравнени  (дл  генераторной гаетви) и элементы сравнени , аналогичные элементам 18 и 19 сравнени  дл  под ключенных уже фидеров соотвгтствен- но и сравниваютс  с уровн  ; -ш, зада, Баемыми блоками 23 и 24 уставок (дл  генераторной ветви) и блоками уста век, аналогичными блог:ам 25 и 26 уставок, относ щимис  к уже подключенным фидерам. Сигналы рассогла - совани  с выходов указаннык элементов сравнени  через элементы ИЛИ 27 (дл  генераторной ветви и аналогичные элементы ИЛИ 28, относ щиес  к подключенным уже фидерам подаютс  на вторые входы логических ;:элементов И 11 и аналогичных элементов И 10 (дл  уже включенных фидеров), При подключении к защищаемой сетк какой-либо ненаход щейс  в аварийном состо нии электрической 44j в режиме пускового тока на  ыкодах датчиков 12-15 по вл ютс  сигналы которые могут превысить ,, задаваемые блока 01 уставок, например блока Ф 25 и 26, Одновременно н етс  по величине сигнал на выходе датчика 3 оперативного токЯо Ч - -гг

256186

вызывает ло вление сигнала на выходе блока 7 дифференцирОБани  и, следовательно,, на выходе нуль-органа 8,

5 Сигнал с выхода нуль-органа 8 поступает на вход логического элемента НЕ 9,. что вызывает исчезновение сигнала с его вьпсода. Таким образом, на вторых входах элементов И 0и J1

fO от-сутствует сигнал, в то врегл  как ка первом входе элемента 10 сигнал присутствует. Сигнал на выходе эле-, мента И 10 не по вл етс  и отключени  электрической машины 44 не

15 происходит

Сигнал на выходе логического элемента И 10 отсутствует также и в том аг.сучае, если сигналы на выходах датчиков 14 и 15 тока промышленной

20 частоты не превьщ1ают уровней блоков 25 и 26 уставок. Аналогично не по вл етс  сигнв Л и на выходе элемента И 1 i .

В случае возникновени  в сети,

-5 например на участке подключени 

электрической машины 44, режима ко- pcTKOi o заьмкани  сигнал по вл етс  не только на втором входе элемента И 10, но н присутствует на первом

30 входе логического элемента И 10j

так как изменение величины тока контрол  не происходит, сигнал на выходах блока 7 дифференцировани  и нуль- органа 8 отсутствует, что приводит

35 к сохранению сигнала на выходе логического элемента;НЕ 9, Это приводит к тому, что на выходе логического элемента И 10 по вл етс  сигнал, который пост7/пает на управл ющий

40 вход отключени  выключател  ЗУ, что приводит к отключению неисправног О участка, в данном спучае участка подключени  электрической машины 44, Аналогично протекает процесс

45 отключени  при возникновении режима короткого замыкани  на других участках защищаемой сети, в результате чего обеспечиваетс  достижение поставленной цели,

50

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство ,ал  защиты от короткого замыкани  т|:)ехфаэной электричес- 55 кой сетк из сборных шин, генераторной ветви с трехфазным генератором с выведенной нулевой точкой и первым и в7 Орым датчиками тока промьтшенной часЛ оты в двух фазах генераторной

   ветви, соединенными последовательо и подключенными через выключатель с управл ющим входом отключени  геераторной ветви к сборным шинам, и нагрузочного фидера с трехфазным электродвигателем с выведенной нулевой точкой и третьим и четвертым атчиками тока п ромьшшенной частоты в двух фазах нагрузочного фидера, соединенных последовательно и подключенных через выключатель с управ ющими входами отключени  и включени  нагрузочного фидера к сборным пшнам, содержащее первый, второй, третий и четвертый блоки сравнени , первый, второй, третий и четвертый блоки уставки, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй элементы , элемент НЕ, первый блок искусственной нулевой точки, первый источник тока контрол , первый датчик тока контрол , блок дифференцировани , нуль-орган и фильтр-пробку, информационный выход первого, второго, третьего и четвертого датчиков тока цромьпилённой частоты подключен к перому входу соответственно первого, второго, третьего и четвертого блока .сравнени , к второму входу которого подключен выход соответственно первого, второго, третьего и четвер- того блока уставки, выходы первого и второго блока сравнени  подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выходы третьего и четвертого блока сравнени  подключены соответственно к первому и второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом первого элемента И и подключен к выходу элемента НЕ, вход первого блока искусственной нулевой точки подключен к сборным шинам, а его выход к первому полюсу первого Источника тока контрол , второй полюс которого через последовательно соединенные первый датчик тока контрол  и фильтр-пробку подключен к объединенным нулевым точкам трехфазных электродвигател  и генератора, информационный выход первого датчика тока контрол  через последовательно включенный блок дифференцировани  подключен к первому входу нуль-органа , второй вход которого подключен

   256188

   к Земле, выход которого подключен к входу элемента НЕ, а выход второго. элемента И подключен к управл ющему входу отключени  выключател  нагру- с зочного фидера, источник оперативного тока, отличающеес  тем, что, с целью повьщ1ени  надежности функционировани  путем увеличени  селективности в режимах коротко- fO го замыкани  и пуска электродвигател , дополнительно введены второй источник тока контрол , блок присоединени , второй, третий и четвертый датчики .тока контрол , п тый, шестой и седьмой блоки сравнени , первый и второй пороговые блоки, третий элемент ИЛИ, первый и второй аналоговые

   0

   5

   0

   выключател  нагрузочного фидера, а также размыкающий блок-контакт-выключател  нагрузочного фидера и блок задержки, вход второго, третьего и четвертого датчика тока контрол  через последовательно соединенный блок присоединени  подключен соответственно к первому, второму и третьему фазным выводам упом нутого трехфазного электродвигател , выходы второго третьего и четвертого датчиков тока контрол  подключены соответственно к первому, второму и третьему входу второго блока искусственной нулевой точки, выход которого подключен к первому полюсу второго источника тока контрол , второй полюс которого через последовательно соединенный первый аналоговый ключ подключен к упом нутым объединенным нулевым выводам трехфазных электродвигател  и генератора, управл ющий вход первого аналогового ключа через размыкающий блок-контакт выключател  нагрузочного фидера подключен к источнику оперативного тока, информационный выход второго датчика тока контрол  подключен к первому входу п того блока сравнени , информационный выход третьего датчика тока контрол  подключен к объединенным второму вхо- .

   Q ду п того блока сравнени  и первому входу шестого блока сравнени , информационный выхйд четвертого датчика тока контрол  подключен к объединенным второму входу шестого блока

   5 сравнени  и входу первого порогового блока, выходы п того и шестого блоков сравнени  подключены соответственно к первому и второму входам седьмого блока сравнени , выход

   5

   0

   5

   91325618IО

   которого подключен к входу второго выключател  нагрузочного фидера ттодх- порогового блокаJ выходы первого и 1спючен к источнику рперативного пос- второго пороговых блоков подключены то нного тока, а выход упом нутого соответственно к первому и второму первого элемента И через последовавходам третьего элемента ИЛИ, улом  тельно соединенный блок задержки

   нутый управл ющий вход включени  вык- подключен к упом нутому управл юще- лючател  нагрузочного фидера через му входу отювоченк  выключател  ге- последовательно соединенные второй нераторной ветви, Налоговый ключ и кнопку Еключенк