SU1474781A1

SU1474781A1 - Устройство дл защиты от короткого замыкани однофазной линии переменного тока с преобладающей активной составл ющей сопротивлени

Info

Publication number: SU1474781A1
Application number: SU874245173A
Authority: SU
Inventors: Иван Тимофеевич Сидоренко; Константин Николаевич Маренич; Сергей Виталиевич Дзюбан; Станислав Иванович Сафронов
Original assignee: Донецкий политехнический институт
Priority date: 1987-05-18
Filing date: 1987-05-18
Publication date: 1989-04-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл защиты от короткого замыкани однофазной линии переменного тока с преобладающей активной составл ющей сопротивлени , например, кабелей. Цель изобретени - повышение надежности функционировани устройства путем увеличени чувствительности и селективности при изменении угла фазового регулировани . С этой целью в устройство введен третий пороговый блок, логические элементы, а также управл емый ими RC - контур. В результате взаимодействи этих блоков и элементов о факте коротко замыкани суд т по соотношению сигнала, пропорционального амплитуде тока сети, и сигнала, пропорционального интервалу времени между полуволнами одинаковой пол рности тока и напр жени , т.е. их фазе. 5 ил.

Description

1

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл защиты от короткого замыкани однофазной линии переменного тока с преобладающей активной составл ющей сопротивлени , например кабельной .

Целью изобретени вл етс повышение надежности функционировани устройства путем увеличени чувствительности и селективности при изменении угла включени фазового регулировани нагрузки линии.

На фиг. 1 показана блок-схема; ца фиг. 2-5 временные диаграммы,по сн ющие принцип работы устройства.

Устройство содержит датчик 1 тока , датчик 2 напр жени , первый 3, второй 4 и третий 5 пороговые элементы соответственно элемент НЕ 6, ключ 7, диод 8, конденсатор 9, резистор 10, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, И 12, а также блок 13 отключени .

Устройство работает следующим образом .

Сигналы, пропорциональные мгновенным значени м тока i и напр жени U защищаемой сети, снимаютс с выходов соответствующих датчиков 1 и 2 и подаютс на входы v пороговых элементов 3 и 5 соответственно, которые в данном случае выполн ют функции нуль-органов. С выхода порогового элемента 3 снимаютс пр моуголь- ные импульсы U1 (фиг.2 - 5), длительность которых совпадает с длительностью полуволны тока защищаемой сети. Снимаемые с порогового элеЈъ 1

U 1

00

мента 5 пр моугольные импульсы иг имеют длительность, равную продолжительности фазного напр жени 1)ф сети той ке пол рности, что и полуволна тока сети. Импульсы U2 инвертируютс в элементе НЕ 6. Таким образом , с выхода элемента TJ б снимаютс пр моугольные импульсы U3,передний фронт которых совпадает с моментом окончани полуволны синусоиды напр жени сети, пол рность которой совпадает с пол рностью полуволны измер емого тока. Сигнал, пропорциональный величине тока сети, через диод 8 зар жает конденсатор 9. Потенциал этого конденсатора U4 пропорционален величине измеренного тока i. В момент времени t7, соответствующий окончанию полуволны синусоиды напр жени контролируемой фазы U, пол рность которой совпадает с пол рностью полуволны измер емого тока , импульсом U} открываетс ключевой элемент 7, и конденсатор 9 начинает разр жатьс на резистор 10, В течение времени разр да (t,-t3) с выхода порогового элемента 4 снимаетс пр моугольный импульс Uj. Посто нна времени цепи разр да- конденсатора 9 зависит от параметров конденсатора 9, резистора 10, ключа 7 и входного сопротивлени порогового элемента 4. Элементы 4,7, 9 и 10 схемы преобразуют амплитуду измер емого тока i ф в длительность импульса U5, (). Далее сравнивают продолжительность участков (ta-t3) и (t4-t4) посредством логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 и И 12 (момент времени t соответствует окончанию полуволны синусоиды измер емого тока i ф, пол рность которой совпадает с пол рностью напр жени Uф контролируемой фазы).

На один из входов элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 подают сигнал U1 с выхода элемента 3, а на второй вход - сигнал U5 с выхода элемента 4. На выходе элемента I1 будет иметь место логическа единица U6 в случае,если на одном из его входов будет нуль а на другом - единица. Это будет иметь место в случае, если существу- ет сигнал Ut и отсутствует сигнал U, а также,., если отсутствует сигнал U, и существует сигнал Ue.Последнее соответствует аварийной ситуации , когда продолжительность (t4-t3)

больше, чем (t4-t4). Импульс подтверждени U5 подаетс на один из входов логического элемента И 12 и

при наличии на другом его входе единичного импульса U4 с выхода элемента 12 снимаетс логическа единица U , котора будет воздействовать на блок 13 отключени сети.

0 В нормальном режиме работы сети при отсуствии коротких замыканий, как при фазовом регулировании величины выходного напр жени (фиг.4), так и без такого регулировани

5 (фиг.2), продолжительность (t4-t3) импульса -Uj, пропорциональна величина амплитуды фазового тока, меньше времени (t,-t4) между моментами окончани полуволн одинаковой

0 пол рности напр жени и тока сети. Поэтому защитного отключени электроустановки не произойдет.

В случае возникновени короткого замыкани при отсутствии фазового

5 регулировани напр жени сети будет иметь место следующее соотношение токов (фиг„3). Рабочий ток асинхронного электродвигател i ЛА существенно отстает от напр жени сети.

0 Ток короткого замыкани i К5 совпадает по фазе с напр жением сети.065

0

5

0

5

1ф 1 АД+ 1ЦЗ

отстащий ток сети ет от напр жени на существенно меньший угол, чем при отсутствии короткого замыкани . Поэтому угол сдвига фаз (врем ()) уменьшаетс . Амплитуда тока 1ф будет увеличена по сравнению с током 1дд. Поэтому длительность импульса Uy превысит длительность промежутка времени (), в результате чего будет сформирован сигнал U7 на защитное отключение электроустановки.

При фазовом регулировании напр жени в сети, содержащей индуктивную нагрузку (асинхронный электродвигатель ), длительность интервала времени (t4-t4) между окончани ми полуволн напр жени и тока сети одной пол рности находитс в зависимости от величины рабочего тока сети . При отсутствии коротких замыканий длительность (t1-t3) сигнала U5, пропорционального величине тока i $ сети, будет меньше интервала времени (tt- t4), и срабатывани защиты не произойдет (фиг.4). При возникновении короткого замыкани , как и в

случае отсутстви фазового регулировани , интервал времени (t7-t4) уменьшаетс , а величина общего тока сети 1ф и интервала времени (tz-t3) (длительность импульса Uj) увеличиваетс (фиг.5).В результате будет сформирован сигнал U7 на защитное отключение сети.

Таким образом, осуществл етс функционирование зашиты как при токах КЗ меньших тока нагрузки, так и при фазовом регулировании напр жени , что и обеспечивает достижение поставленной цели,

Claims

Формула изобретени

Устройство дл зашиты от короткого замыкани однофазной линии пе

о т л и ч а

6

ГС Щ

е е с тем,

что, с целью повышени надежности Функционировани путем увеличени чувствительности и селективности при изменении угла включени фазового регулировани нагрузки линии, дополнительно введены третий пороговый блок, элемент ИСКШОЧАЩЕЕ ИЛИ, элемент НЕ, ключ, диод, конденсатор и резистор, при этом второй выход датчика тока через диод подключен к объединенным друг с другом второму входу первого порогового блока, пер5 вому полюсу конденсатора и первому полюсу ключа, второй выход датчика напр жени подключен к первому входу третьего порогового блока, выход которого через элемент НЕ подключен к

ременного тока с преобладающей актив- 2о управл ющему входу ключа, второй поной составл ющей сопротивлени , содержащее датчики тока и напр жени , предназначенные дл подключени к защищаемой линии, первый и второй пороговые блоки, элемент И, выход 25 которого подключен к управл ющему входу блока отключени , вьгход второго порогового блока подключен к первому входу элемента И, а первый выход датчика тока объединен с первы- 30 ми входами первого и второго пороговых блоков и первым выходом датчика напр жени и подключен к нулевой шилюс ключа объединен с первым полюсом резистора и подключен к второму входу второго порогового блока, второй полюс резистора объединен с вторым полюсом конденсатора и вторым входом третьего порогового блока и подключен к нулевой шине, выход первого порогового блока подключен к первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к второму входу элемента И, а второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ объединен с выходом второго порогового блока.

управл ющему входу ключа, второй полюс ключа объединен с первым полюсом резистора и подключен к второму входу второго порогового блока, второй полюс резистора объединен с вторым полюсом конденсатора и вторым входом третьего порогового блока и подключен к нулевой шине, выход первого порогового блока подключен к первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к второму входу элемента И, а второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ объединен с выходом второго порогового блока.

Фаг.1

Фиг 2

uf,ir

Фиг Л

uf, /,

Its HaS

Фиг З

Фиг S