Способ выявления токов обратной последовательности

(51) 02 3/08 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ безопасном от них расстоянии, преобразуют магнитный поток в электродвижущую силу на зажимах катушки, усиливают электродвижущую силу в Ку раз и поворачивают на угол , в магнитное поле вводят геркон с обмоткой управления,закрепляют его в точке М на середине стороны АВ так, чтобы зазор между контактами геркона оказался в этой точке, поворачивают геркон до совпадения его продольной оси с медианой, опущенной из вершины С, преобразователь магнитного поля в электродвижущую силу устанавливают в точкуна середине стороны ВС и поворачивают до совпадения ее продольной оси с медианой,опущенной из вершины А, воздействуют на геркон через обмотку управления дополнительным магнитным полем, созданным электродвижущей силой преобразователя магнитного поля, после этого постоянно контролируют состояние контактов геркона, и по их замыканию судят о появлении токов 2 обратной последовательности, равных или превосходящих заданную величину ср. Экономический эффект - способ позволяет создавать устройства, выявляющие токи обратной последовательности,без использования трансформаторов тока при расположении токопроводов фаз по вершинам произвольного треугольника, и, тем самым, экономить медь и сталь.(72) Клецель Марк Яковлевич Машрапов Бауыржан Ерболович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Клецель М.Я., Майшев П.Н., Токомбаев М.Т.,Жантлесова А.Б.,Фильтры симметричных составляющих для электроустановок с токопроводами фаз по вершинам треугольника//Проблемы энергетики, 2008, 3-4,с.76-78(54) СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ТОКОВ ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ(57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты. Технический результат - расширение области использования способа. Способ выявления токов обратной последовательности, заключающийся в том, что преобразователь магнитного поля в электродвижущую силу помещают в магнитное поле токов в токопроводах фаз электроустановки,расположенных по вершинам треугольника , на Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты. Известен способ выявления токов обратной последовательности, при котором измеряют токи в фазах А и В, преобразуют их во встречно направленные магнитные потоки с помощью трансреактора,компенсируют токи нулевой последовательности с помощью трансформатора тока, измеряют напряжение на зажимах вторичной обмотки трансреактора, и по этому напряжению судят о появлении токов обратной последовательности Н.В. Чернобровов. Релейная защита энергетических систем. М. Энергоатомиздат, 1998. с.800. Однако для реализации этого способа необходимы металлоемкие трансформаторы тока,что в современных условиях совершенно неприемлемо. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ выявления токов обратной последовательности, заключающийся в том, что преобразователь магнитного поля в электродвижущую силу помещают в магнитное поле токов в токопроводах, расположенных по вершинам треугольника , на безопасном от них расстоянии, преобразуют магнитный поток в электродвижущую силу на зажимах преобразователя, усиливают электродвижущую силу в Ку раз и поворачивают на уголКлецель М.Я., Майшев П.Н., Токомбаев М.Т., Жантлесова А.Б. Фильтры симметричных составляющих для электроустановок с токопроводами фаз по вершинам треугольника// Проблемы энергетики 2008. 3-4. с.76-82. Недостатком данного способа является ограниченная область использования, так как он позволяет выявлять токи обратной последовательности только в электроустановках с токопроводами фаз расположенными по вершинам равностороннего треугольника и не позволяет выявлять их при любом другом расположении фаз. Технический результат - расширение области использования способа. Технический результат достигается тем, что в способе выявления токов обратной последовательности, заключающемся в том, что преобразователь магнитного поля в электродвижущую силу помещают в магнитное поле токов в токопроводах фаз электроустановки,расположенных по вершинам треугольника , на безопасном от них расстоянии, преобразуют магнитный поток в электродвижущую силу на зажимах катушки, усиливают электродвижущую силу в Ку раз и поворачивают на уголдополнительно в тоже магнитное поле вводят геркон с обмоткой управления, закрепляют его в точке М на середине стороны АВ так, чтобы зазор между контактами геркона оказался в этой точке,поворачивают геркон до совпадения его продольной оси с медианой, опущенной из вершины С,преобразователь магнитного поля в электродвижущую силу устанавливают в точкуна 2 середине стороны ВС и поворачивают до совпадения ее продольной оси с медианой,опущенной из вершины А, воздействуют на геркон через обмотку управления дополнительным магнитным полем, созданным электродвижущей силой преобразователя магнитного поля, после этого постоянно контролируют состояние контактов геркона, и по их замыканию судят о появлении токов 2 обратной последовательности, равных или превосходящих заданную величину ср, причем Ку и должны удовлетворять следующим соотношениям 2,30 где , .- расстояния между токопроводами фаз А и В, А и С, В и С,соответственно ОМБ 2, СР 2 и 2 - длина каркаса обмотки управления, е средний диаметр и количество витков- частота 3, 3 - количество витков и площадь поперечного сечения катушки индуктивности 0 - магнитная постоянная- угол сдвига фаз между напряжением на выходе блока преобразований электродвижущей силы и током в обмотке управления- сопротивление выходной цепи этого блока. Способ может быть реализован с помощью устройства, представленного на фиг.1. Устройство содержит геркон 1 с контактами 2,обмотку управления 3, преобразователь магнитного поля в электродвижущую силу (ЭДС) 4, блок преобразования ЭДС 5. Геркон (МК) 1 и преобразователь 4 установлены в точках М и , лежащих в плоскости треугольника, образованного центрами поперечных сечений токопроводов фаз А, В и С, так, чтобы расстояния от токопроводов до этих точек удовлетворяли условиям техники безопасности. Причем продольная ось МК 1 совпадает с медианой СМ, а продольная ось преобразователя 4-е медианой ,тогда магнитные поля, созданные токами в фазах С и А, соответственно, на МК 1 и преобразователь 4 не влияют. Вдоль их продольных осей действуют Г При этом ВПР и ВПР, используя закон БиоСавара-Лапласа, можно записать следующим образомГ Откуда следует, что для получения (1 а) и (1 б) из(2) и (3), соответственно, необходимо выполнение следующих условий 0 0 0 продольной осью геркона (катушки индуктивности) и индукцией магнитного поля, созданного токами в фазах А, В, С, соответственно Г Г Г КИ КИ,,, В , КИ С - расстояния от токопроводов фаз А, В и С до точки М , соответственно, большие минимально допустимых по технике безопасности. Используя (4) и (5), а также соотношения сторон в треугольниках АМС, ВМС и , ,учитывая,КИ В, которая с помощью блока 5 усиливается в Ку раз, поворачивается на уголи подается на обмотку 3. Следовательно, по ней протекает ток, который создает магнитное поле с индукцией(зависит от параметров обмотки 3 и преобразователя 4) -90-- угол сдвига фаз между напряжением на выходе блока 5 и током в обмотке 3). Тогда суммарная магнитная индукция магнитных потоков,воздействующих вдоль продольной оси МК Если КОБМК 1 и -60, то вынеся 1 за скобки,получим внутри них известное выражение для 2 и как результат В ПР 3 К 12. Расчеты показали, что для обеспечения таких КОБМ инеобходимо, чтобы В ПР 3 К 12 . Если В ПРВ СР , где ВСР - индукция вдоль продольной оси МК, при которой он срабатывает, то геркон 1 замыкает контакты, и подает сигнал о появлении токов обратной последовательности равных или больших заданной величине, определяемой типом используемого МК(ВСР зависит только от него). При этих замыканиях также протекают токи А 1, В 1, С 1 прямой последовательности. Но МП, созданное ими, не действует ни на геркон с обмоткой, ни на КИ, так как при подстановке в (9) вместоА,В,С токов Индукция ВПР наводит в преобразователе 4 ЭДС где , ,- расстояния между токопроводами фаз А и В, А и С, В и С,соответственно ОБМ, 2 и 2 - длина каркаса обмотки управления, е средний диаметр и количество витков- частота 3, 3 - количество витков и площадь поперечного сечения катушки индуктивности 0 - магнитная постояннаясопротивление выходной цепи блока 5. Рассмотрим работу устройства при возникновении несимметрии в сети, например, при междуфазных замыканиях. Тогда в фазах А, В и С электроустановки появляются токи обратной последовательности А 2,2,2, однофазных коротких замыканиях, в фазах А, В, С электроустановки появляются токи нулевой последовательности А 0, В 0, С 0. Подставив их вместо А, В, С в формулу (9) и учитывая, что они равны, получаем В ПР 0, т.е. устройство не срабатывает. Экономический эффект - способ позволяет создавать устройства, выявляющие токи обратной последовательности,без использования трансформаторов тока при расположении токопроводов фаз по вершинам произвольного треугольника, и, тем самым, экономить медь и сталь. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ выявления токов обратной последовательности, заключающийся в том, что преобразователь магнитного поля в электродвижущую силу помещают в магнитное поле токов в токопроводах фаз электроустановки,расположенных по вершинам треугольника , на безопасном от них расстоянии, преобразуют магнитный поток в электродвижущую силу на зажимах катушки, усиливают электродвижущую силу в Ку раз и поворачивают на уголотличающийся тем, что в тоже магнитное поле вводят геркон с обмоткой управления, закрепляют его в точке М на середине стороны АВ так, чтобы зазор между контактами геркона оказался в этой точке, поворачивают геркон до совпадения его продольной оси с медианой, опущенной из вершины 3 С,преобразователь магнитного поля в электродвижущую силу устанавливают в точкуна середине стороны ВС и поворачивают до совпадения его продольной оси с медианой,опущенной из вершины А, воздействуют на геркон через обмотку управления дополнительным магнитным полем, созданным электродвижущей силой преобразователя магнитного поля, после этого постоянно контролируют состояние контактов геркона, и по их замыканию судят о появлении токов 2 обратной последовательности, равных или превосходящих заданную величину , причем Ку и должны удовлетворять следующим соотношениям,30 где , ,- расстояния между токопроводами фаз А и В, А и С, В и С,соответственно и - длина каркаса обмотки управления, е средний диаметр и количество витков- частота 3, 3 - количество витков и площадь поперечного сечения катушки индуктивности 0 - магнитная постоянная- угол сдвига фаз между напряжением на выходе блока преобразований электродвижущей силы и током в обмотке управления- сопротивление выходной цепи этого блока.