SU820599A1 - Device for maximum current protection of three-phase converter - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ '1ТЕХФАЗНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее в каждой фазе датчик производной тока, подключенный параллельно токоограничивающему эле—менту преобразовател , выходные це1Ш датчиков производной тока соединены ' по схеме "звезда с нулем", подюпочен- ньм входом к выходам датчиков производной тока трансформаторный фильтр симметричных составл ющих, содержащий обмотки фильтров нулевой последовательности, пр мой и обратной последовательностей, кажда  из которых выходом подключена к входу соответствующего вьшр мительного моста, выходы вьшеуказанньк вьтр мительных мостов соединены параллельно и подключены к исполнительному органу, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  надежности, обмотка.фильтра нулевой последовательности выпохг- нена с коэффициентом трансформации в 1,5-2 раза МЕНЬШИМ, чем обмотка фильтра пр мой и обратной последовательностей „а Ш^5В^У9^паева A DEVICE FOR MAXIMUM CURRENT PROTECTION OF THE 1TECHPHASE CONVERTER, containing in each phase a current derivative sensor connected in parallel to the current limiting element of the converter, the output centers of the current derivative sensor are connected according to the star-zero circuit, the terminal of the terminal of the terminal. a symmetric component filter containing windings of zero-sequence, direct and reverse sequences, each of which is connected to the input to the input its forward bridging bridge, the outputs of the above mentioned bridging bridges are connected in parallel and connected to an executive unit, characterized in that, in order to increase reliability, the zero-sequence filter winding is puffed out with a transformation ratio 1.5-2 times LESS than the winding filter of direct and inverse sequences of „a Ш ^ 5В ^ У9 ^ unit

Description

Изобретение относитс  к области электротехники и может быть использовано в устройствах защиты преобразователейThe invention relates to the field of electrical engineering and can be used in protection devices for converters.

Известно устройство дл  максимальной токовой защиты, содержащее в качестве датчиков трансформаторы тока с замкнутыми магнитопроводамиA device for overcurrent protection is known, which contains current transformers with closed magnetic cores as sensors.

Недостатком этих датчиков  вл етс  насыщение магнитопроводов,The disadvantage of these sensors is the saturation of the magnetic cores,

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  устройство дл  защиты трехфазного преобразовател , содержащее в каждой фазе датчик производной тока, подключённый парал-Closest to the invention in its technical essence and the achieved effect is a device for protection of a three-phase converter, which in each phase contains a current derivative sensor connected to a parallel

лельно токоограничивающему элементу преобразовател  и соединенный по схеме звезда с нулем, трансформаторный фильтр симметричных составл ющих, под- ключеиньй к входам двух вьтр мительных мостов соответственно, соединенных выходами параллельно и подк.люченных к исполнительному органу.In a straightforward current-limiting element of the converter and a star with zero connected according to the scheme, a transformer filter of symmetrical components connected to the inputs of two pilot power bridges, respectively, connected in parallel with the outputs and connected to the actuator.

Недостатком известного устройства  вл етс  низна  чувствительность, быстродействие при несимметричных коротких .замыкани х и, как следствие, низка  надежностьоA disadvantage of the known device is the low sensitivity, speed at asymmetrical short closures and, as a result, low reliability.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности Поставленна  цель достигаетс  тем что в известном устройстве обмотка фильтра нулевой последовательности вы полнена с коэффициентом трансформации в 1,5-2 раза меньшим, чем обмотка фильтра пр мой и обратной последовательности с На чертеже представлена принципиальна  схема устройства дл  максималь ной токовой защиты трехфазного высоко вольтного вьшр мител о К электрической системе 1 через коммутационньй аппарат 2 и последовательно соединенные с ним токоограничивающие элементы 3, .4, 5 подключен мопшый трехфазный высоковольтный выпр митель 6 с нагрузкой 7 о Параллельно токоограничиваюищм элементам подключены датчики производной тока 8, 9, 10, выходные цепи которых собраны ,по схеме звезда с нулем и соединен |с входом трансформаторного фильтра I симметричных составл ющих 11, состо  |щего из группы однофазных трехобноточных трансформаторов с. Выход фильтр пр мой и обратной последовательности 12 и выход фильтра нулевой последова тельности 13 через выпр мительные мо ты 14 и 15, соединенные параллельно, на выходе подключены к исполнительно органу защиты 16 Выпр мительные мосты 14 и 15 соде жат линии задержки в виде КС-цепей 17 и 18 Параллельнофидеру выпр мит л  к общим шинам 19 подключена сеть переменного тока 20„ Дл  исключени  шунтирующего вли ни  выпр мительных мостов 14, 15 на их выходе включены диоды 21 и 22„ В качестве датчиков производной тока В, 9, 10 могут быть использован Ъ зависимости от класса напр жени  цепи, в которой производитс  измерен однофазные трансформаторы напр жени  и, либо каскады однофазных трансформаторов напр жени , подключенные параллельно токоограничивающим элементам 3, 4, 5,, Работает устройство следующим образом . Напр жение на токоограничивающих элементах 3,. 4, 5, измен ющее величи ну пропорционально производной контролируемого тока, подаетс  на общий вход трансформаторного фильтра симметричных составл кщих 11 и через выпр мительные мосты 14, 15 - на вход исполнительного органа защиты 16о Схема включени  датчиков (8, 9, 10) обеспечивает подачу на вход трансформаторного фильтра 11 трехфазной системы напр жений Эта система моделирует реальную, когда в первичной цепи на выводах токоограничивающих элементов со стороны выпр мител  образуетс  нейтраль, Тоео при коротком замыкании (коЗ) на полюсах (К-1), внутреннем КоЗ„ выпр мител  (К-2) и однофазном КоЗ в его трехфазной цепи питани  (К-3), либо при к.Зо в сети 20, питающейс  параллельно с преобразователем 6 от общих шин 19с, В установившихс  режимах короткого замыкани  на полюсах посто нного тока (К-1) и при пробое плеча выпр мител  (К-2) на каждый из реакторов-ложитс  часть фазного напр жени  источника питани , пропорциональна  сопротивлению токоограничивающих элементов 3, 4, 5 В момент КоЗо токи преобразовате- . л  6 скачком возрасти не могут так как цепи КоЗ„ преимущественно индуктивные Поэтому напр жение на токоограничивающих элементах 3, 4, 5, опережающее токи практически на угол 1Г . , в момент КоЗо не равно нулю и по вл етс  мгновенноо Если предположить, что напр жение на выходе выпр мительных мостов 14 и 15 в момент к„зо проходило через максимум, то следующий максимум будет достигнут не позже, чем через 1/6 периода В установившемс  режиме однофазного к о 3 о в цепи питани  выпр мител  6 (точка К-3) или же при однофазном КоЗо в точ1се К-4, напр жение на токо- ограничивающем элементе поврежденной фазы отсутствует Напр жени  на токо- ограничивающих элементах двух других фаз сдвинуты друг относительно друга - 21Г на определенный угол (от до -Л-) о Трехфазный мост 14 вьшр мл ет разность этих сдвинутых во времени синусоидальнЕ1х напр жений о На выходе моста получаетс  пульсирующее напр жение, как в схеме однофазного двухполупериодного вьшр мителЯо Поскольку в этом случае пульсаци  выпр мленного напр жени  на выходе моста 14 происходит с двойной частотой, возможно запазда:вание защиты в пределе на полпериодао Этот недостаток устран етс  посредстBOM фильтра нулевой последовательности , напр жение с которого через вьтр мительный мост 15 подаетс  на вход исполнительного органа защиты 16 На вьгоодах разомкнутого треугольника фильтра нулевой последовательности9 в режиме однофазного КоЗ,, в цепи питани  вьшр мител  6 (точка К-3), или при однофазном КоЗ, в точке К-4, получаетс  напр жение, пропорциональное сумме напр жений на токоограничивак цих элементах неповрежденных фаз, пригем результирующее напр жение -сдвинуто по фазе относительно разности The aim of the invention is to increase reliability. The goal is achieved by the fact that, in a known device, the zero sequence filter winding is performed with a transformation ratio 1.5-2 times smaller than the forward and reverse sequence filter windings. The drawing shows a schematic diagram of the device for maximum current protection of a three-phase high-voltage power supply to the electrical system 1 through the switching device 2 and the current-limiting elements 3, .4, 5 connected in series with it A three-phase high-voltage rectifier 6 with a load of 7 o is connected. In parallel, current-derived sensors 8, 9, 10 are connected to the current-limiting elements, the output circuits of which are assembled according to the star with zero circuit and connected to the input of the transformer filter I of the symmetrical components 11, consisting from the group of single-phase three-note transformers with. The output filter of the direct and inverse sequence 12 and the output of the zero-sequence filter 13 through rectifying motors 14 and 15 connected in parallel, are connected to the protection body 16 at the output. Rectifying bridges 14 and 15 contain delay lines in the form of KS circuits 17 and 18 to the parallel driver; common bus 19 is connected to an alternating current network of 20 ". To eliminate shunting effect of rectifying bridges 14, 15, diodes 21 and 22" are connected to their output. Current sensor B, 9, 10 can be used B dependencies t class voltage circuit in which single-phase transformers manufactured measured voltage and a cascade voltage single-phase transformers are connected in parallel current-limiting elements 3, 4, 5 ,, device operates as follows. The voltage on the current-limiting elements 3 ,. 4, 5, which changes the value in proportion to the derivative of the monitored current, is fed to the common input of the transformer filter symmetric components 11 and through rectifying bridges 14, 15 - to the input of the protection actuator 16o. The sensor activation circuit (8, 9, 10) provides the supply to the input of a transformer filter 11 of a three-phase voltage system. This system simulates a real one, when the primary circuit at the terminals of current-limiting elements on the side of the rectifier forms a neutral, Tooeo's short circuit (koZ) at the poles (K-1), internal Koz rectifier (K-2) and single-phase KoZ in its three-phase power supply circuit (K-3), or when K. Zo in the network 20, feeding in parallel with the converter 6 from common buses 19c, B of established short circuits at the poles direct current (K-1) and during the breakdown of the rectifier arm (K-2) a portion of the phase voltage of the power supply is applied to each of the reactors, which is proportional to the resistance of the current-limiting elements 3, 4, 5 At the time of the inverter. L 6 cannot increase abruptly, since the KOZ circuits are predominantly inductive. Therefore, the voltage on the current-limiting elements 3, 4, 5 is ahead of the current by almost the angle 1G. , at the moment KoZO is not zero and appears instantly. If we assume that the output voltage of rectifier bridges 14 and 15 at the moment k = passed through a maximum, then the next maximum will be reached no later than 1/6 of period B steady-state single phase to about 3 o in the power supply circuit of rectifier 6 (point K-3) or with single-phase KoZo at point K-4, the voltage on the current limiting element of the damaged phase is absent Voltage on the current limiting elements of the other two phases shifted relative to each other - 21G for certain The angle (from ––––) to a three-phase bridge 14 means the difference of these time-shifted sinusoidal voltages. At the output of the bridge, a pulsating voltage is obtained, as in the single-phase full-wave circuit, since in this case the pulse of the rectified voltage the output of bridge 14 occurs at a double frequency, possibly a delay: protection in the limit by half a period. This disadvantage is eliminated by means of a BOM zero-sequence filter, the voltage from which through the ignition bridge 15 is applied to the input At the open triangles of the zero sequence filter 9 in single-phase KoZ mode, a voltage is obtained in the power supply circuit of top 6 (point K-3), or in single-phase KoZ, at point K-4, a voltage is obtained proportional to the sum of the voltages current limiting elements of the intact phases, we will result in the resulting voltage — shifted in phase relative to the difference

. ft. ft

этих напр жении на угол -х- и по амплитуде в три раза больше (при условии, что коэффициент трансформации фильтра симметричных составл ющих прин т равным единице)these voltages at an angle x and amplitude are three times greater (assuming that the transformation ratio of the filter of symmetric components is taken equal to unity)

Параллельное соединение выпр мительных мостов 14 и 15 повышает общую чувствительность защиты в 3 раза,Максимумы пульсирующего напр жени  на выходе моста 14 совпадают с провалами напр жени  на выходе моста 15, Тое пульсаци  общего выходного напр жени  происходит с зчетверенной частотой , поэтому запаздьшание защиты принципиально не превышает 1/4 периодаParallel connection of rectifying bridges 14 and 15 increases the overall sensitivity of protection by 3 times, the maxima of the pulsating voltage at the output of bridge 14 coincide with the dips of the voltage at the output of bridge 15, the total output voltage pulsation occurs with a quadruple frequency, therefore the protection lags not fundamentally exceeds 1/4 period

При подключении высоковольтного выпр мител  дл  плавки на отключенном проводе (ВЛ), работающего в неполнофазном режиме, по вентил м преобразовател  6 будет протекать ток наводки от проводов фаз ВЛ, оставшихс  в работе , это фактически соответствует режиму к„з„ на полюсах преобразовател  до тех пор, пока величина вьтр млен ного тока не превысит величины тока наводки, и могло бы пр1шести к срабатьшанию защитысWhen connecting a high-voltage rectifier for melting on a disconnected wire (VL) operating in a non-full phase mode, induction current from the wires of the VL phase phases remaining in operation will flow through the valves of the converter 6, this actually corresponds to the mode “s” at the poles of the converter to those until the magnitude of the current peak exceeds the value of the pickup current, and

Аналогичный режим может возникнуть при/- включении преобразовател  6 на выведенную из работы одну из цепей двухцепной ЛИНЮ1 электропередачи, а также при включении двух высоковольтных цреобразователей установки дл  плавки гололеда , соединенных последовательно на стороне посто нного тока„A similar mode may occur when / - switching on converter 6 on one of the two-circuit LINU1 transmission lines taken out of operation, as well as on switching on two high-voltage reversing units for melting ice, connected in series on the DC side

Дл  повьш1ени  селективности работы устройства в этих режимах в выпр мительные мосты 14 и 15 защиты введены линии задержки в виде RC-цепей (17,18)To increase the selectivity of device operation in these modes, delay lines in the form of RC circuits (17.18) are introduced into the rectifying bridges 14 and 15 of protection.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее в каждой фазе датчик производной тока, подключенный параллельно токоограничивающему эле-A DEVICE FOR MAXIMUM CURRENT PROTECTION OF A THREE-PHASE CONVERTER, containing in each phase a derivative of a current derivative connected in parallel to a current-limiting device