СИСТЕМА УНИВЕРСАЛЬНОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к релейной защите, и может быть использовано при создании различных видов защит от превышений токов в отдельных фазах и линиях номинальных значений, вызванных, например, повреждениями в электроустановке в одной из защищаемых линий, сопровождаемыми короткими замыканиями. В частности полезная модель может бьпь применена для создания токовой направленной дифференциальной защиты, для защиты шин, трансформаторов, электродвигателей, при создании высокочастотной дифференциальной защиты и в других случаях.
Известные системы защит трёхфазной электрической установки, содержат, как правило, трансформаторы тока, подключенные в каждую фазу каждой линии в рассечку фаз силовой цепи, токовые электромагнитные реле и реле направления мощности по одному на каждую фазу 1.
Недостатком известного устройства является сложность, из-за наличия в каждой фазе токового реле и реле направления мощности, и, как следствие, значительная потребляемая мощность по цепям переменного тока защиты и низкая чувствительность. Другим недостатком известного устройства является низкая чувствительность защиты из-за намагничивания трансформаторов тока, что увеличивает токи небаланса. Кроме того, применение в устройствах защиты электромеханических устройств усложняет устройство защиты и его обслуживание.
Техническим результатом предложенной полезной модели является устранение указанных выше недостатков, то есть упрощение, снижение потребляемой мощности и повышение чувствительности защиты, а также упрощение обслуживания. Технический результат достигается за счет того, что в система универсальной комплексной защиты трехфазной электрической установки, содержащая, по файней мере, три измерительных трансформатора тока, первичные обмотки которых включены в рассечки силовых фазовых цепей электроустановки, содержит, по крайней мере, один суммирующий трансформатор, при этом вторичные обмотки измерительных трансформаторов тока подключены через соответствующие согласующие трансформаторы к соответствующим первичнымобмоткамсоответствующегосуммирующего
трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к соответствующему входу реле, замыкающие контакты которого включены в цепь отключения трехфазной электрической установки, кроме того, реле выполнено на основе полупроводниковых элементов, и/или на основе интефальной микроэлектроники, и/или на основе микропроцессорных структур.
Кроме того, в частном случае применения, например для создания направленной защиты двух параллельных линий система универсальной комплексной защиты трехфазной электрической установки может содержать, по крайней мере, один промежуточный трансформатор напряжения, первичные обмотки которого подключены к соответствующим линейным или фазовым напряжениям трехфазной элеюрической установки непосредственно или через последовательные цепи из конденсатора и переменного резистора, а его выходная обмотка подключена к другому входу реле.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 приведена схема частного случая выполнения полезной модели, в состав которой входят три измерительных трансформатора тока и один суммирующий трансформатор. На фиг2 приведен пример выполнения другого частного случая системы защиты, в состав которой кроме измерительных трансформаторов тока входит промежуточный трансформатор напряжения.
.Система универсальной комплексной защиты, изображенная на фиг.1, содержит линию 1 в рассечки фаз А, В, и С которой включены первичные обмотки измерительных трансформаторов тока 2, 3 и 4, соответственно. Вторичные обмотки трансформаторов 2, 3 и 4 соединены в звезду и включены последовательно с первичными обмотками согласующих трансформаторов 11, 12 и 13, соответственно, свободные выводы которых соединены с началами соответствующих первичных обмоток 6, 7 и 8 суммирующего трансформатора 5. Концы первичных обмоток 6, 7 и 8 соединены в общую точку. Вторичные обмотки трансформаторов 11, 12 и 13 включены между началами соответствующих первичных обмоток 6, 7 и 8 и общим выводом вторичных обмоток трансформаторов 2, 3 и 4. Первичные и вторичные обмотки каждого из трансформаторов 11, 12 и 13 соединены согласно последовательно относительно друг друга. Вторичная обмотка 9 суммирующего трансформатора 5 подключена к входу реле 10, в состав которого входит замыкающий контакт, включенный последовательно в цепь отключения выключателя 14 трехфазной электрической установки от сети. Реле 10 может иметь несколько входов, к которым могут подключаться выходные (вторичные) обмотки других суммирующих трансформаторов, первичные обмотки которых связаны с вторичными обмотками других измерительных трансформаторов тока, аналогично трансформаторам 2, 3 и 4. При этом место подключения первичных обмоток разных групп измерительных трансформаторов тока зависит от вида защиты, в которой она используется Например, при использовании схемы фиг.1 в системе
высюкочастотной дифференциальной фазной защиты, раскрытой в (2), используются две группы, каждая из трёх измерительных трансформаторов тока, установленных на разных концах линии. При использовании схемы фиг.1 в системе направленной защиты двух параллельных линий (см., например, (3)), первичные обмотки трансформаторов тока первой и второй групп включаются в разрыв фазовых цепей разных параллельных линий. При использовании данной схемы для защиты шин, например, в устройстве, приведенном в (6), первичные обмотки трансформаторов тока разных групп включаются в разрыв силовых цепей разных систем шин. При использовании устройства для защиты силовых трансформаторов , первичные обмотки измерительных трансформаторов тока разных фупп включают в цепи соответствующих обмоток силового трансформатора (см. 11).
К входам реле 10 кроме выходов суммирующих трансформаторов, связанных с измерительными трансформаторами тока, могут быть подключены выходы (выходные обмотки), одного или нескольких промежуточных трансформаторов напряжения, как представлено на фиг. 2 чертежа. Промежуточный трансформатор напряжения 17 содержит три первичные обмотки 19-21 и вторичную обмотку 19. обмотки 19-21 соединены в звезду и подключены непосредственно или через соответствующие последовательные цепи из переменных резисторов 25-27 и конденсаторов 22-24 к соответствующимобмоткам трехфазного основного
трансформатора напряжения, другие обмотки которого соединены с фазными выводами линии 1. Такая схема может быть использована, например, при построении направленной дифференциальной защиты, приведенной в (4, 5). Измерительные органы и логические части реле 10, или всё реле выполняются на основе интефальных микросхем (см. 7) или на основе цифровой обработки сигналов (см. 8). Суммирующий трансформатор 5, в частном случае, может быть выполнен в виде насыщающегося трансформатора тока, конструкция которого приведена в (9). При этом трансформатор 5
может содержать тормозную обмотку 15, включенную между общей точкой его первичных обмоток и общей точкой вторичных обмоток трансформаторов 2-4, предотвращающую ложные срабатывания за счет загрубления реле.
Промежуточные трансформаторы напряжения могут быть выполнены в соответствии с (10)
Защита трёхфазной электрической установки с применением предложенного устройства, изображенного на фиг. 1 реализуется следующим образом. При включении в сеть элеетроустановки в проводах фаз А, В, С линии 1, и в первичных обмотках трансформаторов тока 2-4 протекают первичные фазные токи Га, ГЬ, Гс первой линии 1, которые преобразуются во вторичные фазные тош ia, ib, ic.
Токи ia, ib, ic, протекая через первичные обмотки согласующих трансформаторов 11, 12, 13, наводят в их вторичных обмотках токи, величины которых определяются коэффициентами трансформации согласующих трансформаторов 11, 12 и 13, которые можно менять, используя промежуточные отводы от их обмоток. Суммы токов первичных и вторичных обмоток трансформаторов 11-13 поступают на соответствующие первичные обмотки 6-7 суммирующего трансформатора 5, и создают в сердечнике его магнитопровода результирующий магнитный поток, величина и направление которого определяется величиной и направлением геометрической сумы токов ia, ib, ic, которая, в свою очередь, связана однозначной зависимостью с геометрической суммой токов Га, ГЬ, Гс.
На вторичной обмотке 9 трансформатора 5 формируется напряжение, величина которого определяется величиной
результирующего магнитного потока сердечника трансформатора 5..
Напряжение с обмотки 9 поступает на соответствующий вход реле 10, на другие входы которого могут поступать напряжения с выходных обмоток других суммирующих трансформаторов, и/или промежуточных трансформаторов напряжения.
При превышении напряжений соответствующих входов реле заданных пороговых значений его замыкающие контакты замыкаются, активизируя цепи отключения выключателя, отключающего электроустановку от сети. Алгоритм работы реле зависит от вида защиты, в которой оно используется и в частном случае может соответствовать алгоритму, в соответствии с которым осуществляют преобразование входных сигналов соответствующие узлы в устройствах, раскрытых в источниках (2-6). Однако в отличие от известных устройств, выполненных на основе электромеханических реле, обработка сигналов, поступающих от измерительных цепей осуществляется структурами, выполненным в виде интефальных микросхем или микропроцессоров.
источники информации
1.RU 2017303 С1, 30.07.1994
2.RU 2171003 С1, 20.07.2001
3.RU 18808 U1, 10.07.2001
4.RU 19339 и 1,20.08.2001
5.RU 2159490 С, 20.11.2000
6.RU 217100201,20.07.2000
7.ЛИНТ Г.Э. Серийные реле защиты, выполненные на интегральных микросхемах, Москва, Энергоатомиздат, 1990.
8.ШНЕЕРСОН Э.М. Дистанционные защиты, Москва, ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1986, с. 45, 174-188.
9.ОВЧИННИКОВ В. В. Реле РНТ в схемах дифференциальных защит, Москва, Энергия, 1973, с.27,28.
10.ФОКИН ГГ. и др. Панели дистанционных защит ПЗ-2/1 и ПЗ-2/2, Москва, Энергия, 1975,с.22-24.
11.RU 2176123 01,20.11.2001
О. М. Шинкаренко  А. О. Шинкаренко