SU1661895A1 - Устройство дл защиты от коротких замыканий сети посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  защиты т говых сетей посто нного тока от коротких замыканий. Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и уменьшение числа ложных срабатываний. Устройство содержит датчик производной тока, пусковой орган, интегратор, три компаратора, два элемента запрета, элемент времени, причем к выходу датчика производной тока подключены входы интегратора, пускового органа и второго компаратора, к выходу интегратора подключены входы первого и третьего компараторов, элемент времени включен между выходом второго компаратора и входом второго элемента запрета, выход второго элемента запрета подключен к входу запрета первого элемента запрета. Благодар  этому повышаетс  отстройка от приращений токов нагрузки, снимаетс  возможность отказа в работе в режиме к. з. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к области электротехники и может быть применено дл  защиты сетей посто нного тока от токов короткого замыкани .

Цель изобретени  - повышение чувствительности и уменьшение числа ложных срабатываний .

На фиг. 1 приведена схема устройства дл  защиты сети посто нного тока; на фиг. 2 - временные диаграммы, показывающие работу устройства.

Устройство дл  защиты сети посто нного тока содержит датчик 1 производной тока, пусковой орган 2, интегратор 3, первый 4, второй 5 и третий 6 компараторы, первый 7 и второй 8 элементы запрета, элемент 9 времени , причем выход датчика 1 производной тока подключен к входам пускового органа 2, интегратора 3 и второго компаратора 5, выход интегратора 3 подключен к

входу первого 4 и третьего 6 компараторов, выход второго компаратора 5 подключен к входу элемента 9 времени, выход последнего подключен к входу второго элемента запрета , выход пускового органа подключен к входу первого элемента запрета, выход второго элемента запрета подключен к входу запрета первого элемента запрета, вход третье- его компаратора подключен к выходу интегратора , выход третьего компаратора подключен к входу запрета второго элемента запрета, выход первого элемента запрета подключен к управл ющему входу интегратора .

Кроме того, в устройство могут быть введены реле 10 времени, элемент И 11, причем вход реле 10 времени подключен к управл ющему входу интегратора 3, выход реле 10 времени подключен к первому входу элемента И 11, выход первого компаратора 4 подО О5

00 СО

ел

ключей к второму входу логического элемента ИИ.

Устройство работает следующим образом .

В режиме нагрузки, который может характеризоватьс  наложением двух соседних приращений тока, изменение тока показано кривой 12 слева (фиг. 2). Производна  этого тока показана кривой 13. Она представлена двум  экспонентами, наложенными од- на на другую. Уровень срабатывани  пускового органа 2 показан пр мой К2. Он позвол ет определить изменение тока, при котором и должен работать интегратор в случае к. з. Выходной сигнал пускового органа представлен кривой 14. Порог срабатывани  второго компаратора 5 показан пр мой К5. Выходной сигнал его представлен кривой 15. Элемент 9 времени, представл ет собой ограничитель длительности, он вырабатывает короткий сигнал 16, при каждом срабатыва- нии второго компаратора 5. Поскольку в этом случае на входе запрета второго элемента 8 запрета нулевой сигнал, т. е. запрет от третьего компаратора 6 отсутствует, сигнал на выходе блока 8 (крива  17) повтор ет сигнал на выходе элемента времени 9. Этот сигнал поступает на вход запрета первого элемента 7 запрета, его выходной сигнал (крива  18) кратковременно прерываетс . Интегратор 3 производит интегрирование лишь при наличии сигнала на его уп- равл ющем входе. При отсутствии сигнала (нулевом уровне) происходит сброс интегратора . Прерывание сигнала на управл ющем входе интегратора при каждом срабатывании второго компаратора приводит к сбросу накопленного значени  о предыдущем прира- щенин тока, что и позвол ет произвести отстройку от предыдущих приращений нагрузки . Выделенные интегратором приращени  нагрузки представлены кривой 19, крива  20 - выходной сигнал защиты. Максимальна  величина их меньше порога сраба- тывани  первого компаратора, представлен1- ного пр мой Кб.

В режиме, показанном на фиг. 2 справа, ток нарастает одним большим скачком (крива  12), однако в конце нарастани  тока к. з. по вл етс  приращение тока нагрузки. Это может случитьс , поскольку к. з. рассматриваетс  с минимальным током, т. е. наход щеес  в удаленной точке от защищаемого фидера, а нагрузка может быть приложена вблизи фидера, при удаленном к. з. напр жение вблизи фидера мало снижаетс  и возможен пуск подвижного состава. В таком хот  и редком случае совпадени  есть опасность отказа защиты при наличии к. з., так как повторное срабатывание второго компаратора может привести к сбросу инте- гратора. Чтобы избежать этого, сигнал сброса , вырабатываемый элементом 9 времени, блокируетс  при срабатывании третьего ком

5

0 о 5 0

5

5

0

паратора 6, порог срабатывани  которого (пр ма  Кб) меньше порога срабатывани  первого компаратора (крива  К4). Благодар  этому сигнал, поступающий на управл ющий вход интегратора, не прерываетс , интегрирование происходит до конца изменени  тока, которое определ етс  пусковым органом. При превышении выходным сигналом интегратора порога срабатывани  первого компаратора на его выходе по вл етс  сигнал (крива  18), служащий командой дл  блока отключени  фидерного выключател  (не показан). Таким образом, каждое приращение тока нагрузки анализируетс  отдельно, не суммиру сь друг с другом, что и обеспечивает снижение числа ложных срабатываний защиты. Соседство приращений нагрузки и к. з. не вли ет на вы вление режима к. з. и предупреждает отказы в работе.

Дальнейшее повышение чувствительности получают при дополнении устройства реле времени и логическим элементом И, подключенным так, что вход реле времени подключен к управл ющему входу интегратора, выход реле времени подключен к первому входу логического элемента И, выход первого компаратора подключен к второму входу логического элемента И. Реле времени при таком подключении определ ет длительность нарастани  тока. Благодар  этому различаютс  между собой приращени  тока нагрузки и тока к. з., даже если они близки друг к другу по величине. Больше по величине приращени  тока нагрузки по фидеру могут сформироватьс  лишь при близком расположении локомотива к фидеру, так как при двухстороннем питании фидерной зоны только в этом случае почти весь ток нагрузки приходитс  на защищаемый фидер. А в этом случае будет мала индуктивность т говой сети из-за ее малой длины и нарастание тока будет происходить быстрее, чем нарастание тока удаленного к. з. Поэтому в указанном режиме нагрузки, хот  и первый компаратор срабатывает, но реле времени еще не срабатывает, и на выходе логического элемента И сигнала не будет. Выход этого логи- ческого элемента используют в качестве выхода устройства защит.

Уставка компаратора пускового органа 2 выбираетс  сравнительно небольшой, чтобы можно было выделить практически все приращени  тока при к. з. Кроме компаратора , в пусковой орган 2 может входить последовательно соединенный с ним блок задержки пропадани  сигнала, позвол ющий увеличить отстройку от гармонических составл ющих в выходном сигнале датчика 1. Тогда входом пускового органа  вл етс  вход компаратора , а выходом пускового органа будет служить выход блока задержки пропадани  сигнала. Пусковой орган может, например, включать в себ  последовательно соединенные компаратор и одновибратор, с одновибратором на выходе, и тем самым будет определ ть приращение тока за фиксированное врем  или иметь другое построение, важно лишь, чтобы он определ л приращение тока по величине производной тока.

Уставка второго компаратора выбираетс  выше уставки компаратора пускового органа с тем, чтобы к моменту начала второго приращени  тока величина производной тока первого приращени  тока стала ниже уставки второго компаратора.

Минимальна  длительность импульса элемента 9 времени должна обеспечивать сброс интегратора в нуль, дл  этого достаточно долей миллисекунды, при времени пор дка единиц миллисекунд устройство дополнительно получает отстройку от быстрых приращений токов нагрузки, поскольку при этом не учитываетс  начальна  часть приращени  тока, а она при одном и том же времени от начала приращени  больше у указанных приращений токов нагрузки, чем у приращений токов удаленных. Поэтому длительность импульса целесообразно выбирать из услови  дополнительной отстройки от приращений токов нагрузки.

Уставка третьего компаратора выбираетс  в св зи с величиной порога срабатывани  второго компаратора, а именно за врем  достижени  производной тока порогового уровн  второго компаратора приращение тока, выделенное интегратором, должно превысить порог срабатывани  третьего компаратора . Поскольку величина приращени  тока и начальной производной тока короткого замыкани  заранее известна, то и порог срабатывани  легко определить.

Применение предлагаемого устройства позвол ет произвести отстройку от пусковых токов, повыша  тем самым чувствительность защиты т говой сети посто нного тока , и повыша  в целом надежность работы системы электроснабжени .

0

5

0

5

В тех случа х, когда наложение пуска на режим к. з. не опасно, третий компаратор и второй элемент запрета могут отсутствовать , и выход элемента 9 времени непосредственно подключают к входу запрета первого элемента запрета.

Claims (2)

1.Устройство дл  защиты от коротких замыканий сети посто нного тока, содержащее датчик производной тока, пусковой орган , интегратор, первый и второй компараторы , первый элемент запрета, причем выход датчика производной тока подключен к входам пускового органа, второго компаратора и интегратора, выход интегратора подключен к входу первого компаратора, выход пускового органа подключен к входу первого элемента запрета, отличающеес  тем, что, с целью повышени  чувствительности и уменьшени  числа ложных срабатываний , введены третий компаратор, второй элемент запрета, первый элемент времени, причем выход второго компаратора подключен к входу первого элемента времени, выход последнего подключен к входу второго элемента запрета, выход второго элемента запрета подключен к входу запрета первого элемента запрета, вход третьего компаратора подключен к выходу интегратора, выход третьего компаратора подключен к входу запрета второго элемента запрета, выход первого элемента запрета подключен к управл ющему входу интегратора.

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что в него введены второе реле времени и элемент И, причем вход второго реле времени подключен к управл ющему входу интегратора, выход второго реле времени подключен к первому входу элемента И, выход первого компаратора подключен к второму входу элемента И.

//

1

Фиг.1

1В

п

п

17

п

п

18

ц

ХЯХ1

Режим нагруэмРежим .з. снегщэхой

Фиг. Z

//