SU605287A1 - "Устройство дл ограничени тока короткого замыкани в сети переменного тока4 - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к системам электроснабжени  и может быть Еспользовадо в электроустановках трехфазного переменного тока напр жением выше 1000 В с большими токами короткого замыкани .

Известны токоограничивающие устройства резонансного типа. Такие устройства содержат последовательно включенные индуктивность и емкость, настроенные в резонанс на частоте источника питани . При коротком замыкание емкость шунтируетс , сопротивление устройства растет, что приводит к уменьшению тока короткого замыкани . В резонансном токоограничивающем устройстве при коротком замыкании в сети емкость шунтируетс  искровым промежутком и параллельно включенным с ним электромагнитным контактором с общим добавочным сопротивлением. Однако изготовление искровых промежутков и воздушных разр дников дл  значительных мошностей представл ет большие технические трудности. Поэтому упом нутые токоограничи;ваюш ,ие устройства не получили практического применени .

Из известных токоограничивающих устройств наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство резонансного типа. Это устройство имеет индуктивность и последовательно с ней включенную емкость. Параллельно емкости подключена

электрическа  цель, представл юп1,а  собой последовательно включенные индуктивность, активное сопротивление и блок управл емых силовых тиристоров тиристорного выключател . Управление силовыми тиристорами этого выключател  осуществл етс  от блока управлени , вход которого соединен с делителем напр жени , подключенного параллельно к выводам указанной емкости устройства. При коротком замыкании в сети напр жение на емкости растет и достигает величины, при которой блок управлени  выдает сигнал на отпирание силовых тиристоров шунтирующей емкость цепи.

В этом токоограничивающем устройстве по условию допускаемого перенапр жени  на конденсаторах отпирание силовых тиристоров, щунтирующих емкость, происходит при напр жении , в 3,5-4 раза превышающем номинальное напр лсение емкости. Энерги , накопленна  в емкости к моменту отпирани  этих тиристоров, превышает в 12-16 раз величину запасенной в ней энергии при номинальном напр жении. Поэтому прв каждом коротком

замыкании элементы шунтирующей емкости цепи подвергаютс  воздействию значительных токов ее разр да; требуетс  громоздкое активное сопротивление дл  поглощени  энергии емкости. При небольших интервалах времени

между последующими короткими замыкани мй мощность указанного сопротивлени1Я существенно растет.

Сети (Промышленных предпри тий, дл  которых обычно возникает необходимость ограничени  тока короткого замыкани , имеют относительно небольшое активное сопротивление. Поэтому при коротком замыкании е начальный момент переходного процесса цепь короткого замыкани  можно .представить в виде колебательного Контура с последовательным соединением активного сопротивлени , индуктивности и емкости. Кроме того, емкость токоограничивающего устройства компенсирует только часть результирующей индуктивности цепИ| короткого замыкани . Следовательно, свободные составл ющие напр жени  на емкости и тока короткого замыкани  имеют частоту существенно меньше частоты источника питани . Известно, что в таких цеп х скорость нарастани  результирующего напр жени  на емкости в начальный период переходного процесса будет существенно меньще скорости нарастани  тока в короткозамкнутой цепи. При этом отпирание шунтирующих емкость тиристоров может наступить в момент, когда мгновенный полный ток в цепи достигнет значени , близкого к максимальной величине -первой полуволны тока короткого замыкани , что приводит к существенному снижению токоограничивающего эффекта устройства в начальный период переходного процесса.

Целью изобретени   вл етс  устранение указанных недостатков. Дл  этого датчики: состо ни  защищаемой сети выполнены на соединенных последовательно в каждой фазе измерительном трансформаторе, подключенном к защищаемой сети, и преобразователе измеренного сигнала в производную по времени, выходы которых через логический элемент ИЛИ и преобразователь подключены к входу указанного блока управлени  тиристорным выключателем.

Па чертеже представлена схема устройства дл  ограничени  тока короткого замыкани  в цеп х трехфазного переменного тока.

Указанное устройство содержит катушки индуктивности 1, 2 и 3, конденсаторы 4, 5 и 6, блоки 7-9 бипол рно включенных групп тиристоров одной фазы трехфазного тиристорного выключател , добавочные катущки индуктивности 10, 11 и 12, измерительные трансформаторы 13, 14 и 15, преобразователи измеренного сигнала в производную по времени 16, 17 и IS, логический элемент ИЛИ 19, преобразователь 20 и блок управлени  21 тиристорным выключателем.

Устройство дл  ограничени  тока короткого замыкани  работает следующим образом.

В нормальном режиме блоки тиристоров 7, 8 и 9 наход тс  в отключенном состо нии. Катущки индуктивности 1, 2, 3 и соответственно конденсаторы 4, 5 и 6 на частоте источника питани  компенсируют друг друга. При трехфазном коротком замыкании в цепи происходит возрастание фазных токов, протекающих

по первичным обмоткам измерительных траисформаторов 13, 14 и 15. В их вторичных обмотках индуктируемые ЭДС, пропорциональные производным по времени этих токов, почти скачком возрастают и при достижении установленного порога срабатывани  на выходе преобразователей 16, 17 и 18 по вл ютс  импульсы, в Общем случае сдвинутые друг относительно друга во времени, которые поступают по мере их по влени  на вход логического элемента 19 релейной защиты. Логический элемент ИЛИ обеспечивает срабатывание преобразовател  20 и выдачу одного общего отпирающего сигнала на все тиристоры выключател  по первому во времени импульсу на входе этого элемента. Конденсаторы каждой фазы .шунтируютс  одновременно и результирующее сопротивление растет, что приводит к ограничению тока короткого замыкани . Преобразователь 20 служит дл  согласовани  с блоком управлени  21 тиристорного выключател .

Минимальна  величина добавочных катущек индуктивности 10, И HI 12 определ етс  нормативно допустимым значением производной тока в тиристорах. Предлагаемое устройство дл  ограничени  тока выгодно отличаетс  от указанного прототипа, так как суммарное врем  срабатывани  устройства не превышает несколько дес тков микросекунд. В результате ток в коротко замкнутой цепи и напр жение на конденсаторе в момент отпирани  тиристоров выключател  незначительно отличаютс  от их величины в предшествующем нормальном режиме, отпадает необходимость применени  специальных разр дных активных сопротивлений , улучшаютс  услови  коммутации при одновременном увеличенИИ -быстродействи  устройства, что увеличивает сферу его применени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  ограничени  тока короткого замыкани  в сети переменного тока, содержащее в каждой фазе последовательный резонансный контур из катушки индуктивности и конденсаторов с цепью щунтировани , выполненной на последовательно соединенных добавочной катушке индуктивности и блоке тиристорного выключател , и общий блок управлени  тиристорным выключателем, соединенным с датчиком состо ни  защищаемой сети, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  быстродействи  и уменьшени  потребл емой мощности, датчики состо ни  каждой фазы защищаемой сети, выполнены на соединенных последовательно измерительном трансформаторе и преобразователе измеренного сигнала в производную по времени, выходы которых через дополнительно введенные логический элемент ИЛИ и преобразователь подключены к входу указанного блока управлени  тиристорным выключателем.