Устройство для дифференциальной защиты преобразовательной установки

(51) 02 7/10 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ трансформатором, дополнительно введены для каждой фазы дополнительный геркон, элемент И,элемент НЕ, три элемента выдержки времени и элемент памяти, а блок измерения выполнен в виде моста Уинстона, в качестве одного из плеч которого использован магниторезистор, предназначенный для размещения в магнитном поле токопровода постоянного тока преобразовательной установки, в качестве остальных плеч - резисторы, одна диагональ моста Уинстона использована в качестве выходов блока измерения, а другая диагональ моста Уинстона подключена к выходу источника постоянного оперативного тока, причем в каждой фазе дополнительный геркон предназначен для размещения в магнитном поле токопровода данной фазы переменного тока. Технико-экономическая эффективность устройства заключается в экономии металлов, и возможности использования устройства на преобразовательных установках, силовые трансформаторы которых имеют значительный бросок тока намагничивания.(73) Республиканское государственное казенное предприятие Павлодарский государственный университет имени С.Торайгырова Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Вестник ПГУ // Научный журнал Павлодарского государственного университета им. С Торайгырова, 2001, 3 с.96-102(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ(57) Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к устройствам дли защиты вентильных преобразовательных установок. Технический результат изобретения - повышение чувствительности устройства. Технический результат достигается тем, что в устройство для дифференциальной защиты преобразовательной установки,снабженной 22206 Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к устройствам дли защиты вентильных преобра-зовательных установок. Известно устройство для дифференциальной защиты преобразовательной установки, содержащее исполнительный орган, реле тока, подключенное к трансформаторам тока установки со стороны высшего и низшего напряжения. (Глух Е.М., Зеленов В.Е. Защита полупроводниковых преобразователей. М. Энергоиздат. -1982. с.152). Недостатком этого устройства является необходимость в металлоемких трансформаторах тока, без которых оно не может работать. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для дифференциальной защиты преобразовательной установки,снабженной трансформатором, содержащее исполнительный орган, герконы с управляющими обмотками,каждый из которых предназначен для размещения в магнитном поле токопровода соответствующей фазы переменного тока со стороны высшего напряжения трансформатора установки, блок измерения с источником постоянного оперативного тока, контролирующий геркон и регулируемый резистор, причем управляющие обмотки герконов через обмотку контролирующего геркона и регулируемый резистор подключены к выходам блока измерения (Марковский В.П. Магнитоуправляемые герметизированные контакты в дифференциальной защите преобразовательной установки. Вестник ПГУ (Научный журнал Павлодарского государственного университета им. С.Торайгырова) -2001. -3. с.96-102.). Однако это устройство обладает малой чувствительностью из-за того, что приходится отстраивать ток его срабатывания от броска тока намагничивания, возникающего при включении трансформатора преобразовательной установки на холостой ход. Технический результат изобретения - повышение чувствительности устройства. Технический результат достигается тем, что в устройство для дифференциальной защиты преобразовательной установки,снабженной трансформатором, содержащее исполнительный орган, герконы с управляющими обмотками,каждый из которых предназначен для размещения в магнитном поле токопровода соответствующей фазы переменного тока со стороны высшего напряжения трансформатора установки, блок измерения, с источником постоянного оперативного тока, контролирующий геркон и регулируемый резистор, причем управляющие обмотки герконов через обмотку контролирующего геркона и регулируемый резистор подключены к выходам блока измерения, дополнительно введены для каждой фазы дополнительный геркон, элемент И,элемент НЕ, три элемента выдержки времени и элемент памяти, а блок измерения выполнен в виде моста Уинстона, в качестве одного из плеч которого использован магниторезистор, предназначенный для размещения в магнитном поле токопровода 2 постоянного тока преобразовательной установки, в качестве остальных плеч - резисторы, одна диагональ моста Уинстона использована в качестве выходов блока измерения, а другая диагональ моста Уинстона подключена к выходу источника постоянного оперативного тока, причем в каждой фазе дополнительный геркон предназначен для размещения в магнитном поле токопровода данной фазы переменного тока, замыкающий контакт дополнительного геркона через первый элемент выдержки времени и элемент НЕ подключен к первому входу элемента И, выход которого подключен к входу исполнительного органа,размыкающий контакт соответствующего геркона с управляющей обмоткой подключен к входу записи элемента памяти, выход этого элемента памяти подключен к входу второго элемента выдержки времени, выход которого подключен к второму входу элемента И и к входу третьего элемента выдержки времени, а выход последнего подключен к входу сброса элемента памяти. На фиг.1 представлена схема устройства для дифференциальной защиты преобразовательной установки. Устройство содержит герконы 1-4 с управляющими обмотками и дополнительные герконы 5-7 без обмоток, мост Уинстона из резисторов 8 и магниторезистора 9, элементы 10-12 выдержки времени, элемент НЕ 13, элемент 14 памяти, элемент И 15, источник 16 постоянного оперативного тока, регулируемый резистор 17,исполнительный орган 18, блок 19 сигнализации. Начала управляющих обмоток герконов 1-3 подключены к клемме 20 выхода моста Уинстона, а концы - к началу обмотки управления геркона 4,конец которой подключен через регулируемый резистор 17 к клемме 21 выхода моста Уинстона. Герконы 1 и 5, 2 и 6, 3 и 7 закреплены в магнитном поле токопроводов 22 - 24 переменного тока фаз А, В, С преобразовательной установки,состоящей из трансформатора 25 и преобразователя 26, к которому подключена нагрузка 27. Магниторезистор закреплен в магнитном поле токопровода 28 постоянного тока преобразователя 26. Размыкающий контакт геркона 1 подключен к записывающему входу элемента 14 памяти,замыкающий контакт геркона 5 - к входу первого элемента 10 выдержки времени, выход элемента 10 к входу элемента НЕ 13, вход второго элемента 11 выдержки времени - к выходу элемента 14 памяти,выход второго элемента 11 - к первому входу элемента И 15 и входу третьего элемента 12 выдержки времени, выход последнего - к входу сброса элемента 14 памяти, выход НЕ 13 - к второму входу элемента И 15, выход И 15 - к исполнительному органу 18, к которому подключен и контакт геркона 4, другой контакт которого подключен к контактам герконов 1 - 3 и блоку 19 сигнализации. Контакты герконов 5-7 подключены к плюсу источника оперативного тока. Так же подключены герконы и логические элементы для фаз В и С. Устройство работает следующим образом. 22206 В режиме нагрузки преобразовательной установки магнитный поток Фу, созданный постоянным током У в управляющей обмотке каждого из герконов, например первого, и магнитный поток Фм от токов в токопроводе 22 воздействуют на геркон 1 так, что последний находится в сработанном состоянии, его контакты разомкнуты, на записывающий вход элемента 14 памяти сигнал не поступает, и исполнительный орган 18 не работает. Указанное воздействие обеспечивается за счет того, что ФуФмФСРФ 3 где Фм - магнитный поток,создаваемый амплитудным значением текущего тока М нагрузки токопровода ФСР - магнитный поток, под действием которого срабатывает каждый из герконов 1 - 3 Ф 3 - магнитный поток запаса,учитывающий, дискретность изменения у, скорость нарастания тока преобразователя,влияние токопроводов других фаз на геркон, укрепленный в магнитном поле рассматриваемой фазы.где- коэффициент схемы преобразовательной установки, Н - ток текущей нагрузки преобразователя у обеспечивается изменением величины сопротивления магниторезистора 9 в зависимости от тока нагрузки преобразовательной установки. Чем больше этот ток, тем больше сопротивление магниторезистора и тем больше величина напряжения постоянного тока на выходе моста Уинстона (между клеммами 20 и 21), а следовательно, и ток в обмотках герконов 1-3. При коротком замыкании (КЗ) в преобразователе 26, работающем в режиме выпрямителя, ток хотя бы в одном из токопроводов 22 - 24 увеличивается, а в токопроводе 28 уменьшается, и магнитный поток переменного тока токопровода, воздействующий,например, на геркон 1 в одну из полуволн переменного тока, оказывается большим магнитного потока тока обмотки управления. В результате контакты геркона 1, отпадая, замыкаются, подавая сигнал на записывающий вход элемента 14 памяти,который запускает элемент 11 выдержки времени,имеющий задержку 10,011 с. Через 1 сигнал подается на вход элемента И 15. На другой вход элемента И 15 поступает сигнал с элемента НЕ 13,так как на вход элемента НЕ 13 при КЗ сигнал не подается из-за того, что элемент 10 выдержки времени имеет задержку 10,01 с. и не успевает доработать за время замыкания контактов геркона 5,который срабатывает и отпадает в каждую полуволну переменного тока. Ток СР в токопроводе 22 (23, 24), при котором геркон 5 (6, 7) срабатывает,может быть выбран меньше номинального тока установки или несколько больше его (в первом случае срок работы геркона 2-3 года, а во втором,теоретически очень велик). И в том, и в другом случае при коротком замыкании (КЗ) время, в течение которого контакты геркона 5 замкнуты,30,01.с, поскольку длительность полуволны тока 40,01 с. Таким образом, на выходе элемента И 15 появляется сигнал и исполнительный орган отключает установку. При включении под напряжение или восстановлении напряжения после отключения внешнего КЗ происходит бросок тока намагничивания. Геркон 1, как и при КЗ,срабатывает и подает сигнал на вход элемента И 15. Срабатывает и геркон 5. Так как ток намагничивания через 0,01-0,012 с. после того, как он возник, близок к максимальному (имеет один максимум за период), элемент 10 выдержки времени подает сигнал на элемент НЕ 13, а на входе элемента И 15 сигнал снимается, и защита не работает. Через время 50,1 с. (такое время позволяет упростить исполнительный орган) элемент 12 выдержки времени подает сигнал на вход сброса элемента 14 памяти 1 выбрано большим 2, так как в противном случае сигнал, подаваемый элементом 11 выдержки времени на элемент И 15,при рассмотренном броске тока намагничивания появится до того, как будет снят сигнал с другого входа элемента И 15, и защита работала бы излишне. Таким образом, чувствительность предлагаемого устройства не ограничивается бросками тока намагничивания. Оно безопасно в обслуживании, не требует вывода установки из работы на время плановых проверок. Технико-экономическая эффективность устройства заключается в экономии металлов, и возможности использования на преобразовательных установках, силовые трансформаторы которых имеют значительный бросок тока намагничивания. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для дифференциальной защиты преобразовательной установки,снабженной трансформатором, содержащее исполнительный орган, герконы с управляющими обмотками,каждый из которых предназначен для размещения в магнитном поле токопровода соответствующей фазы переменного тока со стороны высшего напряжения трансформатора установки, блок измерения с источником постоянного оперативного тока, контролирующий геркон и регулируемый резистор, причем управляющие обмотки герконов через обмотку контролирующего геркона и регулируемый резистор подключены к выходам блока измерения, отличающееся тем, что в него для каждой фазы введены дополнительный геркон,элемент И, элемент НЕ, три элемента выдержки времени и элемент памяти, а блок измерения выполнен в виде моста Уинстона, в качестве одного из плеч которого использован магниторезистор,предназначенный для размещения в магнитном поле токопровода постоянного тока преобразовательной установки, в качестве остальных плеч - резисторы,одна диагональ моста Уинстона использована в качестве выходов блока измерения, а другая диагональ моста Уинстона подключена к выходу источника постоянного оперативного тока, причем в каждой фазе дополнительный геркон предназначен для размещения в магнитном поле токопровода данной фазы переменного тока, замыкающий контакт дополнительного геркона через первый элемент выдержки времени и элемент НЕ подключен к первому входу элемента И, выход 3 22206 которого подключен к входу исполнительного органа, размыкающий контакт соответствующего геркона с управляющей обмоткой подключен к входу записи элемента памяти, выход этого элемента памяти подключен к входу второго элемента выдержки времени, выход которого подключен к второму входу элемента И и к входу третьего элемента выдержки времени, а выход последнего подключен к входу сброса элемента памяти.