SU1337965A1 - Способ защиты распределительной электросети с нелинейной нагрузкой и силовым фильтром от перегрузки токами резонансной частоты и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности электроснабжени промпредпри тий, и может быть использовано при выполнении защит распределительных сетей 6-20 кВ, питающих нагрузки с нелинейными характеристиками: тиристорные электропривода переменного и посто нного тока, дуговые сталеплавильные и рудпотсрмические печи и т.д.

Известно устройство дл  вьщелени  аварийной составл ющей электрической величины при повреждении электрической сети, содержащее входной трехфазный сумматор, подключенный входом к датчику контролируемого сигнала, бло дл  рас чета поправок, два выхода которого подключены через интеграторы к двум входам трехфазного интегратора синусоидальных колебаний, выход которого подкттчен к инвертированном входу указанного сум(атора и первому дополнительному входу блока расчета поправок, блок коррекции частоты, включенньпЧ между выходами одного из интеграторов и третьим входом генератора синусоидальных колебаний, который выдел ет аварш |Н та составл ющ та тока и при достижеппи последней за- даююй неличипы дает сигнал на отключимте поврежденного участка се- ти СП .

Недостатком уклча11ного устройства защиты распределительной сети переменного то ка  вл етс  нечувствительность к возникновеишо резонансных  в ленщ между 1шдуктивностью сети и емкостью конденсаторных батарей (КБ), подключаемых к сетм фильтров, если одновременно от этой сети питаютс  потребители с резконелинейной характеристикой в Bn/ie тиристорных преобразователей и:1и металлургических печей . В процессе эксплуатации возможна расстройка фильтра от его резонансной час 1 оты за счет изменени  индуктивных и емкост}1ьгх сопротивлений фильтра при изменении температуры и частоты питающей сети, а также выхода из стро  отдельных конденсаторов или межвитковых замыканий в реакторе фильтра. При емкостном характере расстройки фильтра возможны значи1ель- ные возрастани  тока пысщей гармоники в цепи фильтра и питающей сети в сравнении с суммарпьм током этих же rapMOHitK потребител  с нелинейной характеристикой . При этом дви1 атели пе379652

реме} ного тока недоиспользуютс  по мощности за счет по влени  больших токов обратной последовательности, а ; конденсаторы, питающие кабели н реакторы перегреваютс , т.е. по вл етс  необходимость в отключении фильтров .

Известен способ защиты распредели- то тельной сети, при котором измер ют сверхток, выдел ют высшие гармоники в нормальном и аварийном режимах и при отклонении указанных величин от заранее заданных производ т отключе ние сети с ускорением по времени С 2. Известно и устройство защиты распределительной сети, содержащее датчик тока сети, токовое реле, уставку которого настраивают по условию чув20 ствительности, а также фильтр высших гармоник, ло1-ический элемент НЕ и два элемента ИЛИ, реле времени, причем на выходе датчика тока включены параллельно токовое реле и фильтр

HLicuii-fx гармоник-, на вькоде которых собрана логическа  схема, обеспечивающа  отключение поврежденного участка сети без выдержки времени 2 .

30 il«j;ocTaTKaMH известных способа и ycTpoiiCTBa  вл ютс  нечувствительность защиты распределительно сети к возникновению резонансных  влений между индуктивностью сети и емкостью

35 конденсаторно батареи, подключаемых к сети фильтров; неселективность данного способа защиты в сет х с потребител ми , имеющими нелинейную теристику,- так как уровень высших

40 гармоник и, следовательно, коэффициент искалсепи  потребл емого тока в нормальных режимах намного вьщ1е, чем при коротком-зa ыкaнин (КЗ) на стороне 0,4 кВ подключенного к этой сети

45 1 рансформатора. Поэтому при КЗ на

стороне 0,4 кВ происходит одновременное отключение распределительной сети без выдержки времени.

Цель изобретени  - повышение на50 дежности функцио1 ировани  путем увеличени  чуБС 1 вительпости и селективности защиты.

Цель достигаетс  тем, что в способе защиты распределительной электро55 сети с нелинейно характеристикой нагрузки и силовым фильтром от перегрузки токами резонансной частоты, по которому измер ют ток электросети, выдел ют в нем ч ок резонансной часто313

ты, сравннвшот вылелеиную составл ш- щую с заданием iiop(iroM и в случае превышени  его выделенной составл ющей формируют сигнал на отключение силового фильтра, дополнительно измер ют ток упом нутой нелинейной нагрузки , выдел ют Б нем величину тока резонансной частоты и используют эту выделенную составл ющую в качестве упом нутого порога.

В известное устройство дл  защиты распределительной электросети с нелинейной нагрузкой и силовым фильтром от перегрузки токами резонансной частоты , содержащее в каждой из трех фаз первый датчик тока электросети с подключенным к его выходу первым фильтром высших гармоник, исполнител1,ный орган и подключе1П1Ь01 к его входу блок сравнени , к псрпому входу которого через последовательно соедииенн,1Й первый интегратор и первый выпр митель подключен выход гтервого фильтра высших гармоник, дополнительно введеЕ1ы второй датчик тока в цепи нелинейной нагрузки с подключенным к его выходу вторым фильтром высших гармоник, выход которого через соединенные последовательно BTopoii выпр митель и вто-. рой интегратор подключен к второму входу упом нутого блока сравнени , а выход упом нутого исполнительного органа подключен к отключающему входу выключател  в цепи силового филыра.

Сущность предлагаемого способа защиты распределительной сети с силовым фильтром и нелинейной характеристикой нагрузки заключаетс  в том, что выдел ют ток резоиапсной частоты настройки сети и цопи нагрузки, сравнивают значени  выделенных резонансных токов, отключают силовой фильтр при превышении тока резонансной гармоники в распределительной сети тока этой гармоники, протекающей в цепи нагрузки .

На чертеже показана &труктурно- принципиальна  схема устройства защиты распределительно сети с одним силовым фильтром и нагрузкой в виде дуговой печи и тиристорного электропривода , имеющих резко нелинейные характеристики .

Устройство содержит датчик 1 тока {трансформатор тока распределительной сети 2, датчик 3 тока в цепи 4 нагрузки, кажды11 из датчиков тока через соответствующие фильтры 5 и 6

5

ВЫСП1ИХ rapMoiKTK, выпр мители 7 и 8 и интеграторы 9 и 10 подсоединен1 1 раздельно на входы сравнивающего узла 11, выход которого подсоединен через исполнительный орган 12 к управл ющему выключателю 13, включенному последовательно с силовым фштьтром 14. Защита распределительной сети с

силовым фильтром и нелинейной характеристикой нагрузки осуществл етс  следующим образом.

При работе потребител  с нелинейной характеристикой, например вентильного электропривода, из сети потребл етс  реактивна  мопшость и за счет коммутаций в преобразователе искажаетс  форма питающего тока. При отсутствии силовых фильтров ток в

распределительной сети идентичен току в цепи нагрузки, а следовательно, и токи высших гармоник в сети и цепи нагрузки равны между собой.

При подключении силового фильтра,

настроенного на одну из гармоник, значение тока резонансной гармоники в сети уменьшаетс , поскольку дл  упом нутой гармоники идеальный фильтр представл ет малое сопротивление.

Степень фильтрации определ етс  добротностью силового фильтра, качеством его настройки в резонанс и зависит от соотношени  мощностей сети и ус 1 ановленной мощности конденсаторной батареи фильтра.

В процессе эксплуатации возможна расстройка силового фильтра, котора  может быть вызвана изменением индук- тивно1 о или емкостного сопротивлени 

элементов при изменени х температуры и отклонени х частоты сети от номинальной, а также вследствие межвитковых замыканий в реакторе, выхода из стро  отдельных предохраниталей в конденсаторной батарее и т.п.

При работе силового фильтра в распределительной сети с нелинейной характеристикой потребител  в случае

его расстройки емкостного характера ток резонанс}юй гармоники в сети может значительно превышать ток гармоники в цепи нагрузки.

Аналогичное усиление резонансной или близлежащей к ней гармоники может происходить и при и;;еапьно настроенном фильтре вследствие параллельного резонанса инд т тивного сопротивлени  сети с емкостным сопротивлением конденсаторной батареи, если конфигураци  рпспределительно сети и ее сопротивление мен ютс  неконтролируемым образом. Однако как в первом, так и во втором случа х ток резонансной гармоники цепи нагрузки практически остаетс  неизменным , в то врем  как ток в электросети возрастает.

и 3 тока установленных

С помощью датчиков I (трансформаторов тока), в распределительной сети 2 и цепи 4 нагрузки измер ют несинусоидальные токи. На выходе датчиков 1 и 3 тока дл  выделени  резонансной гармоники

79ft5

Г клк1чеиы фильтры 5 и 6 соответственно .

Затем выделенные резонансные гармоники выпр мл ютс  посредством выпр мителей 7 и 8, а затем выпр мленные значени  резонансных гармоник интегрируютс  интеграторами 9 и 10 дл  исключени  пульсаций и сравниваютс  10 с помощью блока II сравнени . При превышении тока высп1ей гармоники в распределительной сети тока высшей гармоники , протекающего в цепи нагрузки, срабатывает исполнительный орган 12, 15 управл ющш выключателем 13 в цепи силового фильтра 14, благодар  чему и повышаетс  надежность функционировани  .

гг

Редактор М.Дылын

Составитель В.Молчанов Техред Л.Олийнык

Заказ 4138/51 Тираж 617Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

12

72

Корректор М.Демчик

Claims (2)

1. СПОСОБ ЗАЩИТЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСЕТИ С НЕЛИНЕЙНОЙ НАГРУЗКОЙ И СИЛОВЫМ ФИЛЬТРОМ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ТОКАМИ РЕЗОНАНСНОЙ ЧАСТОТЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

   1. Способ защиты распределительной электросети с нелинейной нагрузкой и силовым фильтром от перегрузки токами резонансной частоты, по которому измеряют ток электросети, выделяют в нем, ток резонансной частоты, сравнивают выделенную составляющую с заданным порогом и в случае превышения его выделенной составляющей формируют сигнал на отключение силового фильтра,· отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности функционирования путем увеличения чувствительности и селектив ности, дополнительно измеряют ток упомянутой нелинейной нагрузки, выделяют в нем величину тока резонансной частоты и используют эту выделенную составляющую в качестве упомянутого порога.
2. 2. Устройство для защиты распределительной электросети с нелинейной нагрузкой и силовым фильтром от перегрузки токами резонансной частоты, содержащее в каждой из трех фаз первый датчик тока электросети с подключенным к его выходу первым фильтром высших гармоник, исполнительный орган, подключенный к его входу, блок сравнения, к первому входу которого через последовательно соединенный первый интегратор и первый выпрямитель подключен выход первого фильтра высших гармоник, отличающееся тем, что, с целью увеличения чувствительности устройства, дополнительно введены второй датчик тока в цепи нелинейной нагрузки с подключенным к его выходу вторым фильтром высших гармоник, выход которого через соединенные последовательно второй выпрямитель и второй интегратор подключен к второму входу упомянутого блока сравнения, а выход упомянутого исполнительного органа подключен к отключающему входу выключателя в цепи силового фильтра.

   SU ,.„1337965

   I 33 7 965