Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2158
.pdf
Следовательно, электродвижущая сила будет находиться в квадратуре с потенциалом, создаваемым
клеммами 24. Характеристики вспомогательных трансформаторов обеспечивают следующие преимущества:
Возбуждаемые от клемм 24 реле могут быть такими, что даже при значительном снижении потенциала из-за
перегрузок или коротких замыканий энергия, доступная в реле, не претерпит существенных изменений. Кроме
того, конструкция вспомогательного трансформатора, возбуждаемого от трансформатора тока 4, может быть
такова, что энергия, возникающая в реле 9 из-за этого источника, может снижаться при чрезмерных
перегрузках. Таким образом, работа аппарата будет обладать характеристиками, связанными с защитой с
переменным смещением, при этом величина обратной мощности, необходимой для срабатывания реле,
будет больше в условиях перегрузки, благодаря чему настройка реле может быть такой, чтобы обеспечить
чувствительное срабатывание при небольших значениях отрицательной мощности, но при этом обеспечить
определенную стабильность при воздействии очень больших электрических токов.
Усовершенствования в области защитных устройств, работающих на отчуждающем токе, и связанные с ними
аспекты. Компания LIMITED, британская компания, зарегистрированный офис которой находится по адресу:
Crown House, Aldwych, London, W.C. 2, an(1) субъект, из Гейбл Лодж. Хендон Лейн. Настоящим заявляем, что
сущность данного изобретения заключается в следующем: данное изобретение относится к устройствам
защиты от переменного тока, в которых неисправности, возникающие в любом участке распределительной
или другой цепи, автоматически приводят к отключению поврежденного участка, и имеет особое отношение к
защите параллельных проводников с помощью электрочувствительных устройств, предназначенных для
отключения любого из ряда параллельных проводников, если ток, протекающий в них, претерпевает
относительное изменение направления по отношению к току, протекающему в остальных проводниках. Одной
из целей данного изобретения является разработка средства защиты двух параллельных фидеров, питающих
подстанцию, не получающую энергию ни из какого другого источника (при таких условиях повреждение одного
фидера не приведет к увеличению тока в этом фидере), без использования динамометра или других видов
дифференциальных реле. Для достижения этой цели мы разработали дифференциально-действующее
электрочувствительное устройство, описанное в нашем патенте № 193434, которое может работать
совместно с любым удобным типом реле, отличающимся низкой стоимостью и простотой конструкции.
В аналогичной заявке № 20460 от 1922 года мы показали, как дифференциально действующее
электрочувствительное устройство может быть использовано для обеспечения защиты от обратной
полярности питания. В данной заявке представлен способ применения дифференциальной или
сравнительной защиты от обратной мощности к двухфидерной системе. Прилагаемый чертеж иллюстрирует
один из способов реализации данного изобретения. Этот чертеж представляет собой однофазную схему,
отображающую схему, включающую параллельные фидеры 2, соединенные с общей шиной 1 и снабженные
трансформаторами тока 4 с равным коэффициентом трансформации, если фидеры 2 обычно несут
эквивалентные токи, или, альтернативно, имеют такой коэффициент трансформации, что их вторичные токи
эквивалентны, когда их первичные обмотки несут нормально распределенную нагрузку. В данной схеме мы
используем три дифференциально действующих электрочувствительных устройства, которые мы можем
кратко описать как трансформаторы смещения, причем 5, 17 и 20 являются удерживающими обмотками
каждого из трех трансформаторов смещения, 6, 18 и 21 — рабочими обмотками, а 7, 19 и 22 — вторичными
обмотками этих же трансформаторов; следует отметить, что вторичная обмотка 19 выполнена в двух
экземплярах.
Ограничительная обмотка 5 снабжена соединением в своей средней точке, а соединения между
трансформаторами тока 4 и первым трансформатором смещения выполнены таким образом, что при любых
условиях, когда токи в параллельных проводниках 2 обычно делятся, ток будет циркулировать во вторичных
обмотках трансформаторов тока 4 и в ограничительной обмотке 5, при этом ток в рабочей обмотке 6 не
возникает. Если теперь произойдет повреждение на одном из фидеров, например, в точке F, то условия на
поврежденном фидере между местом повреждения F и концом подстанции изменятся. В случае очень
сильного повреждения питание будет подаваться как напрямую от генератора на неисправном фидере, так и
от подстанции на неисправном фидере через исправный фидер. Следовательно, неисправный фидер будет
передавать обратную мощность между неисправным и поврежденным участком. Если неисправность
относительно невелика, неисправный фидер может продолжать подавать питание как на поврежденный
участок, так и на часть нагрузки, хотя основная часть нагрузки будет обеспечиваться исправным фидером.
Неисправный фидер между местом повреждения и концом подстанции теперь передает меньшую прямую
мощность, чем обычно, и эта прямая мощность состоит из нормальной положительной нагрузки, сложенной с
обратной нагрузкой, потребляемой неисправным фидером. В этих условиях токи в фидерах уже не делятся,
как обычно, и по исправному фидеру проходит больший ток. Таким образом, в рабочей обмотке 6 возникнет
разностный ток, направление которого будет соответствовать направлению тока фидера, по которому
протекает больший ток, т.е. направлению тока исправного фидера. Следовательно, энергия будет
передаваться вторичной обмоткой 7 только в том случае, если в одном из параллельных фидеров 2 возникнет
неисправность, и направление этой энергии будет зависеть от того, какой из двух фидеров поврежден. В
условиях, вызванных неисправностями в удаленных участках сети, когда фидеры 2, несмотря на свою
исправность, могут пропускать аномально большие токи, соответственно, в удерживающей обмотке 5 будет
протекать увеличенный вторичный ток, и любой небольшой разностный ток, который может возникнуть в
рабочей обмотке из-за дисбаланса между фидерами 2 или трансформаторами тока 4, окажет незначительное
влияние на вторичную обмотку 7 из-за усиленного сопротивления, оказываемого обмоткой 5.
Соединение осуществляется от вторичной обмотки 7 к рабочей и удерживающей обмоткам, последовательно
соединенным со вторым трансформатором смещения, причем их пропорции таковы, что количество энергии,
индуцированной во вторичных обмотках, остается приблизительно постоянным в широком диапазоне
возбуждения благодаря вторичной обмотке 7. Данная схема более подробно описана в вышеупомянутой
заявке № 20460/22, находящейся на рассмотрении. Третий трансформатор смещения снова в точности
аналогичен описанному в качестве потенциального элемента, согласно рисунку 1 на рисунке 20460/22. Он
возбуждается источником потенциала, получаемым от клемм 24, в квадратуре с разностью потенциалов, из-за
которой ток течет в фидерах 2, и снабжен резистивной обмоткой 23, подключенной параллельно его
вторичной обмотке 22 для целей, описанных в Спецификации № 20460/22. Таким образом, между вторичными
обмотками 22 и 19 предусмотрены два параллельных пути, которые, как показано на рисунке, соединены с
реле 9. Токи, меньшие порогового значения срабатывания, обычно появляются в реле 9/elite при возбуждении
потенциала, причем два тока подаются параллельно от одной вторичной обмотки 22.
При всех нормальных условиях ток в обмотке 6 не течет, и, соответственно, обмотки 7, 17 и 18 инертны.
Однако при возникновении неисправности на любом из фидеров обмотки 17 и 18 будут запитаны, и
напряжение появится в каждой из обмоток 19. Соединения между вторичными обмотками 19 и 22 и реле 9
расположены таким образом, что в одной ветви цепи разность потенциалов на вторичных обмотках 19 и 22
противоположна, а в другой ветви разность потенциалов суммируется. Таким образом, будет видно, что
потенциальный ток, обусловленный только первоначальным возбуждением, в одном реле уменьшится, а в
другом — увеличится, при условии, что последнее, срабатывая под действием указанного увеличения тока,
изолирует неисправный фидер. Усовершенствования в области защиты систем переменного электрического
тока и связанные с ней вопросы.
Мы, компания THE BRITISH THOMSON-HOUSTON COMPANY LIMITED, британская компания,
зарегистрированный офис которой находится по адресу: Crown House, Aldwych, London, W.C. 2, и Алан
Стюарт Фицджеральд, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Gable Lodge, Hendon Lane,
London, N. 3, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые
будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: — Данное изобретение относится к защите
или управлению цепями переменного тока, в которых реле или подобное электрочувствительное устройство
сконструировано таким образом, чтобы срабатывать на отрицательной мощности в случае одной цепи или на
аномальном относительном распределении мощности в случае двух или более цепей, соединенных
параллельно. Целью изобретения является устранение необходимости использования реле с неподвижными
и подвижными катушками, динамометрических и других дифференциальных реле, а также замена их
простыми реле или другими электрочувствительными устройствами, такими как реле с притягивающимся
якорем.
Согласно нашему изобретению, мы уравновешиваем различные эффекты в одном или нескольких
трансформаторах смещения и для этой цели используем новые схемы в системе защиты и новые
соотношения обмоток трансформаторов смещения относительно магнитной цепи, так что вторичный ток
одного или нескольких трансформаторов смещения, управляющих реле или подобным устройством, зависит
от фазы j, но не от величины первичных токов. Мы определяем трансформатор смещения как трансформатор,
имеющий рабочую или первичную обмотку, вторичную обмотку, индуктивно связанную с первичной, и
удерживающую обмотку, не находящуюся в индуктивной связи с первичной или вторичной обмоткой, но
приспособленную для приема тока с целью регулирования магнитного потока, создаваемого первичной
обмоткой в ответ на определенные условия цепи. При определенных условиях может быть предусмотрена
одна или несколько дополнительных обмоток; и магнитная цепь может быть сформирована таким образом,
чтобы обеспечить воздушный зазор или аналогичное сопротивление на пути магнитного потока, создаваемого
удерживающей обмоткой.
Подобный трансформатор более подробно описан в описании нашего патента № 193434, где он упоминается
как статический электрический трансформатор. Срабатывание реле может осуществляться в соответствии с
любой заранее заданной векторной зависимостью между током в цепи (в случае одноцепной системы, где
требуется индикация и отключение цепи при изменении направления тока) и любой заранее заданной
разностью потенциалов, связанной с цепью и используемой в качестве координатора при сравнении. В случае
параллельных цепей может потребоваться индикация и отключение цепи, если нормальное распределение
мощности нарушается из-за замыкания на землю, разрыва фаз или других нештатных ситуаций. Нештатное
состояние может привести или не привести к абсолютному изменению направления мощности в любой цепи,
но если оно приводит к тому, что какая-либо цепь потребляет больше или меньше своей надлежащей
нормальной доли нагрузки, изобретение может обеспечить индикацию и отключение указанной цепи. Во всех
случаях результирующий ток, управляющий реле или подобным устройством, формируется с помощью
трансформаторов смещения.
Изобретение будет легче понять, обратившись к прилагаемым чертежам, на которых показаны пояснительные
рисунки и в качестве примера проиллюстрированы рабочие схемы. На рисунках 1, 2, 3 и 8 обычные стрелки
показывают направление тока в защитном устройстве, обусловленного прямым током; пунктирные стрелки —
направление тока, обусловленного обратным током. Кроме того, на рисунках 1, 2 и 3 представлены
пояснительные схемы, а на рисунке 8 — предпочтительная практическая схема для одной цепи. На рисунке 1
показана шина 1, подающая питание на фидер 2 или получающая от него питание. В цепь включен
выключатель или автоматический выключатель 3 и трансформатор тока 4. Трансформатор тока 4 соединен с
трансформатором смещения, имеющим удерживающую обмотку 5, рабочие обмотки 6 и 29 и вторичную
обмотку 7. Ограничительная обмотка 5 и рабочая обмотка 6 соединены последовательно со вторичной
обмоткой трансформатора тока 4. Вторичная обмотка 7 трансформатора смещения подключена к простому
реле 9, предназначенному при срабатывании для замыкания цепи отключающего устройства 8 и размыкания
автоматического выключателя 3.
Устройство отключения 8 питается от любого подходящего источника, например, от источника постоянного
тока, как показано на рисунке. На клеммах 24 предусмотрено наличие источника переменного тока,
создающего разность потенциалов, получаемую непосредственно или путем преобразования этого
потенциала, благодаря которому ток течет в первичном проводнике 2. В этом случае между шиной и землей
подключается трансформатор напряжения. На трансформаторе смещения предусмотрена дополнительная
рабочая обмотка 29, возбуждаемая последовательно с неиндуктивным сопротивлением 30 от клемм 24.
Сопротивление 30 выбрано таким образом, чтобы оно было большим по сравнению с реактивным
сопротивлением рабочей обмотки 29, так что ток в указанной рабочей обмотке будет приблизительно
совпадать по фазе с разностью потенциалов, имеющейся на клеммах 24. Таким образом, соединения
расположены таким образом, что при обратной мощности в проводнике 2 и единичном коэффициенте
мощности возбуждающие ампер-витки в обмотках 6 и 29 будут суммироваться. В соответствии с прямой
мощностью, трансформатор смещения будет возбуждаться только разностью указанных возбуждений.
Ток в обмотке 29, возникающий из-за потенциала, можно считать постоянным. С другой стороны, ток в
удерживающей обмотке 5 и рабочей обмотке 6, будучи пропорциональным току в первичном проводнике 2,
будет иметь переменную величину. Работа трансформатора смещения осуществляется следующим образом:
установлено, что если рабочая и удерживающая обмотки трансформатора смещения, имеющие воздушный
зазор в магнитной цепи удерживающей обмотки, соединены последовательно, и если используется
соответствующее количество ампер-витков, то ток во вторичной обмотке, подключенной к соответствующему
реле, может поддерживаться на приблизительно постоянном уровне, когда ток, протекающий в рабочей и
удерживающей обмотках, изменяется в широком диапазоне. Таким образом, будет видно, что если обмотка 29
не возбуждается потенциалом, то в реле 9 будет возникать ток, обусловленный возбуждением тока, — при
этом он будет оставаться постоянным при больших колебаниях возбужденного тока и ниже значения, при
котором срабатывает реле.
На рисунке 5 показана зависимость тока реле от тока первичной обмотки. Ток реле будет оставаться
приблизительно постоянным от небольших долей нормальной нагрузки до максимально возможной
перегрузки. С другой стороны, мы показали, что возбуждение, вызванное обмоткой 29, останется постоянным,
поскольку разность потенциалов, от которой оно подается, также считается постоянной величиной. Таким
образом, видно, что если обе рабочие обмотки находятся под напряжением, ток будет течь во вторичной
обмотке 7 и реле 9 в соответствии с векторной зависимостью между потенциалом и током, и, как описано
выше, соединения могут быть расположены таким образом, чтобы электродвижущие силы, генерируемые в
обмотке 7 вследствие возбуждения обмоток G и 29, были противоположными, когда направление мощности
положительное, и, кроме того, когда направление мощности отрицательное, при этом реле 9 срабатывает в
последнем случае. Однако, согласно внесенным изменениям, мы компонуем нашу схему так, как показано на
рисунке 2.
На рисунке 2 на клеммах 24 имеется источник разности потенциалов переменного тока, который в данном
случае получается либо непосредственно, либо путем преобразования из таких точек системы, что он
находится в квадратуре с разностью потенциалов, благодаря которой ток течет в проводнике 1, способом,
описанным и по причинам, изложенным в описании патента № 4595/1915. Вторичная обмотка
трансформатора тока 4 подключена к трансформатору смещения 5, 6, 7, а другой трансформатор смещения
20, 21, 22 питается от клемм потенциала 24, получающих энергию от трансформатора потенциала,
подключенного между двумя другими фазами системы, когда система трехфазная или, в общем случае,
квадратурная по отношению к этому потенциалу, благодаря которому в проводнике 2 протекает ток. В каждом
случае обмотки 5 и 20 являются соответственно удерживающими обмотками, а обмотки 6 и 21 — рабочими
обмотками, при этом рабочая и удерживающая обмотки соединены последовательно и аналогичным образом
в обоих случаях. Вторичные обмотки 22 и 7 обоих трансформаторов смещения соединены последовательно с
реле 9.
В качестве альтернативы, как показано на рисунке 3, мы можем возбудить дополнительную рабочую обмотку
31 с помощью обмотки 22; или мы можем инвертировать эту последнюю схему, подключив обмотку 22
непосредственно к реле 9 и обеспечив дополнительную рабочую обмотку на трансформаторе 20, 21, 22,
соединив эту дополнительную обмотку последовательно со вторичной обмоткой 7. На рисунке 4 показана
характеристическая кривая для трансформатора потенциального смещения. Благодаря соответствующей
конструкции трансформатора смещения мы можем добиться того, чтобы ток во вторичной обмотке, вместо
того чтобы оставаться постоянным, изменялся приблизительно обратно пропорционально напряжению
возбуждения, в соответствии с показанной кривой. Мы обозначили точку А на кривой, которая, по нашему
мнению, соответствует нормальному рабочему напряжению. Дополнительным преимуществом использования
такого трансформатора смещения является то, что при воздействии импульсных перенапряжений, способных
вызвать мгновенное повышение потенциала, ток реле немного уменьшится, что снизит вероятность
неправильной работы устройства в таких условиях.
С другой стороны, в условиях короткого замыкания, при которых может произойти значительное снижение
напряжения в сети, можно предусмотреть, чтобы ток в реле, вместо соответствующего уменьшения, слегка
увеличивался, прежде чем окончательно упасть до нуля. Как видно, при половинном нормальном напряжении
наблюдается небольшое увеличение вторичного тока за счет потенциала, благодаря чему мы получим более
эффективную работу в условиях пониженного напряжения. Опять же, если предположить, что потенциальные
обмотки 20 и 21 (рисунки 2 и 3) не возбуждаются, то ток будет протекать в реле 9 из-за возбуждения обмоток 5
и 6 трансформатора смещения тока, если ток протекает в первичном проводнике 1. Этот ток также
организован таким образом, чтобы оставаться приблизительно постоянным от небольших долей нормальной
нагрузки до максимально возможной перегрузки, как описано в связи с рисунком 1. Подобная
характеристическая кривая представлена на рисунке 5. Характеристики трансформатора смещения,
возбуждаемого током, могут быть, при желании, организованы аналогично показанной на рисунке 4, то есть
значение вторичного тока может быть настроено таким образом, чтобы оно уменьшалось с увеличением
первичного тока, так что в условиях очень сильного короткого замыкания трансформатор может стать
неработоспособным, если это потребуется.
Таким образом, будет видно, что если оба трансформатора смещения находятся под напряжением, то ток в
вторичных обмотках 7 и 22, а следовательно, и в реле 9, будет протекать в соответствии с векторной
зависимостью между потенциалом и током, и соединения могут быть расположены таким образом, чтобы
электродвижущие силы в обмотках 7 и 22 были противоположными, когда направление тока положительное,
и, кроме того, когда направление тока отрицательное, при этом реле 9 срабатывает в последнем случае. В
патентной заявке № 4595/1915 показано, что преимущества достигаются, если потенциальные соединения
отключаются от точек цепи таким образом, чтобы напряжение находилось в квадратуре с напряжением, из-за
которого протекает ток в проводнике 1, и поэтому необходимо обеспечить, чтобы электродвижущая сила,
возникающая во вторичной цепи из-за трансформатора смещения, возбуждаемого потенциалом, при
единичном коэффициенте мощности не имела векторного смещения относительно указанного тока. Обмотка
сдерживания 20 имеет очень высокое реактивное сопротивление по сравнению с рабочей обмоткой 21 и не
имеет с ней индуктивной связи, поэтому обнаружено, что ток, протекающий в рабочей обмотке 21, будет
отставать от возбуждающего напряжения, получаемого от клемм 24, на угол чуть менее 90°, что обусловлено
потерями в железе и меди в трансформаторе смещения.
Для обеспечения работы устройства, точно пропорциональной векторному смещению тока и потенциала, на
рисунке 2 показано сопротивление 23, подключенное параллельно клеммам рабочей обмотки 21, благодаря
которому результирующее напряжение, возникающее в цепи 7, к которой подключено реле 9, снова
смещается точно на ту же величину из-за ошибки, вносимой потерями в железе и меди. Таким образом, эта
электродвижущая сила будет находиться в квадратуре с потенциалом, создаваемым клеммами 24. На
рисунке 3 сопротивление 23 не требуется, поскольку требуемое векторное смещение достигается за счет
реактивного сопротивления обмотки 31. На рисунке 6 представлена простая векторная диаграмма,
иллюстрирующая операцию таким образом. Вектор OA представляет собой значение вторичного тока,
обусловленного потенциалом. Если предположить, что напряжение в сети не изменяется, его величину и
положение можно считать постоянными. OB обозначает радиус длиной, соответствующей значению тока, при
котором реле 9 срабатывает, из чего видно, что AB обозначает значение тока, возникающего во вторичной
цепи из-за первичного тока, когда реле находится в точке срабатывания.
Сконструировав устройство таким образом, чтобы величины приблизительно соответствовали схеме, можно
добиться срабатывания реле, как показано на рисунке 7, то есть, на протяжении более 1800 дуг,
представляющих отрицательную мощность. Устройство, обладающее еще большими преимуществами, может
быть получено с помощью устройства, показанного на рисунке 8, где изображен трансформатор смещения,
возбуждаемый потенциалом, включающий обмотки 20, 21 и 22, но не имеющий сопротивления 23. Однако
вместо того, чтобы напрямую соединять вторичную обмотку 7 со вторичной обмоткой 22 и реле 9, мы
соединяем эту обмотку с первичной обмоткой 25 другого вспомогательного трансформатора, в котором,
однако, отсутствует удерживающий элемент. Вторичную обмотку 26 этого трансформатора мы, как и прежде,
подключаем ко вторичной обмотке 22 и реле 9. Работа данной системы осуществляется в точности в
соответствии с ранее описанным, с учетом следующих изменений. Дополнительное преобразование,
связанное с обмотками 25 и 26, выполняет ту же функцию, что и сопротивление 23, показанное на рисунке 2, а
именно: угловое смещение, вызванное преобразованием между обмотками 25 и 26, происходит в таком
направлении, чтобы компенсировать смещение между напряжением, приложенным к 24, и квадратурным
током в 22, которое, как было объяснено ранее, обусловлено потерями в трансформаторе потенциального
смещения.
Кроме того, при соответствующей конструкции обмоток 25 и 26 можно придать им такое сопротивление,
которое приведет к потерям в меди, имеющим следующий эффект. В условиях нормальной нагрузки фазовый
сдвиг, вызванный преобразованием между обмотками 25 и 26, может быть таким, что вызовет срабатывание
защиты в соответствии с рисунком 7. Однако в условиях перегрузки, вызванной насыщением железных
сердечников, обнаруживается, что отношение сопротивления к реактивному сопротивлению в цепях,
связанных с обмотками 25 и 26, увеличивается. Это приведет к еще большему фазовому сдвигу из-за
преобразования между обмотками 25 и 26, так что в условиях сильной перегрузки характеристики
срабатывания, вместо соответствия рисунку 7, будут соответствовать рисунку 9. На этом рисунке вектор OA
представляет собой значение вторичного тока, обусловленного потенциалом. Если предположить, что
напряжение в сети не изменяется, то его можно считать постоянным по величине и положению.
Вектор AB представляет собой значение тока во вторичной цепи, обусловленное первичным током в фидере,
в условиях нормальной нагрузки, когда реле находится в точке срабатывания. Вектор AC представляет
направление этого тока в условиях сильной перегрузки, и, следовательно, OC представляет собой длину,
соответствующую значению тока, при котором реле 9 сработает из-за комбинированного воздействия как
тока, так и напряжения. Преимущества, получаемые от такой схемы, заключаются в следующем:
существующая практика, учитывая тот факт, что все сильные эффекты короткого замыкания неизбежно будут
связаны с токами с низким коэффициентом мощности и отставанием по току, отдает предпочтение
подключению источника питания таким образом, чтобы ось срабатывания смещалась в сторону реактивных
коротких замыканий. В настоящем изобретении показано, что при проектировании аппарата в соответствии с
рисунком 8 обеспечивается симметричная ось срабатывания при нормальных нагрузках, но при сильных
перегрузках достигается указанный выше эффект, как показано на рисунке 10.
Из этой диаграммы видно, что срабатывание реле в ответ на условия сильной перегрузки происходит в дуге
приблизительно 150°, представляющей отрицательную мощность, и 30°, представляющей положительную
мощность с очень низким коэффициентом мощности; эта область срабатывания соответствует значению тока,
обозначенному OC на рисунке 9. Следовательно, в условиях сильных токов ток, отстающий ровно на 90°, даст
больший релейный ток, чем ток, опережающий на 90°, и это свойство позволяет более точно различать
ситуации, сопровождающиеся током короткого замыкания с низким коэффициентом мощности и большой
амплитудой, одновременно сохраняя точное соотношение плоских токов меньшей величины, например, тех,
которые указывают на замыкание на землю. Следует понимать, что угловая разница между опережающими
токами, имеющими прямую составляющую мощности, и отстающими токами, имеющими отрицательную
составляющую мощности, может составлять не более нескольких градусов, и что аппаратура,
сконструированная таким образом, чтобы срабатывать при симметричном угловом отклонении от единичного
коэффициента мощности, обязательно должна работать со значительной степенью точности, чтобы оказаться
эффективной.
Однако, согласно настоящему изобретению, обладающему характеристиками, соответствующими
расположению, показанному на рисунке 8, не будет тенденции к срабатыванию при возникновении очень
сильных запаздывающих токов, связанных с прямой мощностью, например, таких, которые могут быть
представлены в направлении линией X Y, в то время как в зоне срабатывания находится столь же реактивный
ток, связанный с запаздывающей отрицательной мощностью (X YI). Однако, поскольку симметричное
отключение обеспечивается в условиях, не связанных с сильными перегрузками, не будет тенденции к
срабатыванию из-за токов заряда или емкости, а также других опережающих токов с более низким
коэффициентом мощности, которые могут возникать в синхронных машинах. Показав на рисунках 1, 2, 3 и 8,
как трансформатор смещения может быть использован для обеспечения защиты от обратной тяги, теперь на
рисунках 11, 12 и 13 покажем, как он может быть использован для дифференциальной или сравнительной
защиты от обратной тяги в параллельных цепях. Защитное устройство, показанное на рисунках 11 и 12,
сконструировано таким образом, чтобы быть эффективным независимо от того, работают ли два или более
питателей.
Если в эксплуатации находится более двух фидеров, защита от перегрузки по току обеспечивает абсолютную
безопасность; если же в эксплуатации находятся только два фидера, необходима защита от перегрузки по
мощности. В дальнейшем описании, со ссылкой на рис. 11, предполагается, что в эксплуатации находятся
только два фидера и что защитное устройство третьего фидера закорочено из-за того, что выключатель 32
находится на своих верхних контактах. Если все эти фидеры будут введены в эксплуатацию, показанное
оборудование будет работать в соответствии с принципами сбалансированного тока. На рис. 12
сбалансированная защита по мощности и сбалансированному току объединены; то есть при определенных
условиях неисправности, когда эти фидеры находятся в работе, обе системы могут совместно вызывать
срабатывание неисправной цепи. На рис. 11 представлена однофазная схема, иллюстрирующая схему,
включающую параллельные фидеры 2, соединенные с общей шиной 1 и снабженные трансформаторами тока
4 с равным коэффициентом трансформации, если фидеры 2 обычно несут эквивалентные токи, или,
альтернативно, с таким коэффициентом трансформации, что их вторичные токи эквивалентны, когда их
первичные обмотки несут нормально распределенную нагрузку.
В этой схеме мы соединяем трансформаторы тока 4 таким образом, что ток нормально циркулирует между
ними, и соединяем между эквипотенциальными точками на цепях циркулирующего тока трансформаторы
смещения, имеющие рабочую обмотку 6, соединенную последовательно с удерживающей обмоткой 5.
Вторичная обмотка 7 соединена последовательно с реле 9 и вторичной обмоткой 22 трансформатора
смещения, возбуждаемого потенциалом, как описано в связи с предыдущими рисунками. Как видно из рисунка
11, в условиях, когда все фидеры 2 исправны и, следовательно, по ним протекает нормально разделенный
ток, ток будет циркулировать во вторичных обмотках трансформаторов тока 4, но не будет обнаружен в
обмотках 5 и 6, и, следовательно, в реле 9 не будет тока, за исключением тока, вызванного потенциальным
возбуждением, которое, в соответствии с описанным ранее принципом работы, само по себе ни при каких
условиях не может привести к срабатыванию реле. Однако при возникновении неисправности на одном из
фидеров 2 возникнут следующие условия, при условии, что шина 1 получает энергию только от двух фидеров
2.
Если предположить также, что в момент возникновения неисправности к шине 1 не подключена нагрузка и,
соответственно, в проводниках 2 ранее не было тока, то станет ясно, что неисправность будет частично
питаться непосредственно от источника питания, не показанного на рисунке 11, а в большей степени — через
шину 1, при этом ток в исправном фидере 2 будет представлять собой прямую мощность, а ток в неисправном
фидере 2 — отрицательную мощность. Токи во втором фидере будут эквивалентны по величине, но их
векторные величины будут неравными. Соответственно, при данных условиях ток будет обнаружен в
обмотках 5 и 6, которые, будучи соединены согласно схеме, будут представлять собой разность токов в
фидерах. Поскольку эти величины имеют противоположное направление, векторная разность токов будет
равна арифметической сумме. Разность токов, протекающих в рабочей обмотке
направленно-дискриминационного устройства, включающего обмотки 5, 6, 7, 20, 21, 22 и т. д., будет иметь
такое фазовое соотношение, которое представляет собой отрицательную разность мощностей на
неисправном фидере и положительную разность мощностей на исправном фидере, в результате чего
сработает реле 9, связанное с первым.
Если рассмотреть возникновение неисправности при подключении нагрузки к шине 1, то станет очевидно, что
токи в проводниках 2 будут состоять из эквивалентных составляющих нагрузки, наложенных друг на друга,
при этом в исправном фидере возникнет ток, имеющий прямую составляющую мощности и равный той части
тока в зоне неисправности, которая проходит через шину 1. Соответственно, в поврежденном фидере на ток
нагрузки будет наложен эквивалентный ток короткого замыкания, представляющий собой, однако,
отрицательную мощность. Если характер повреждения таков, что оно вызывает лишь ограниченный ток,
например, замыкание на землю в системе с сопротивлением заземления нейтрали, то возможно, что
величина тока короткого замыкания, питаемого через шину 1, может быть того же порядка, что и ток нагрузки,
протекающий по проводникам 2, в результате чего величина тока в исправном проводнике 2 может быть
больше, чем в поврежденном проводнике 2. Однако в этих условиях разностный ток будет возникать только в
цепи направленного разделения, и работа по отношению к последней будет точно такой же, как если бы на
фидере не было нагрузки.
Подобная схема одинаково хорошо подойдет и для защиты более чем двух параллельных фидеров, если
соединения будут расширены в соответствии с рисунком 11. Было пояснено, что в условиях, когда оба
проводника 2 исправны, ток в рабочих цепях не будет обнаружен. При возникновении сильных коротких
замыканий на других участках сети, частью которой являются проводники 2, могут возникать небольшие
разностные токи из-за дисбаланса между трансформаторами тока или импеданса самих проводников. Если
необходимо, чтобы работа оборудования в аварийных условиях носила чувствительный характер,
желательно исключить срабатывание защитного оборудования из-за таких небольших разностных токов,
возникающих в условиях чрезмерной перегрузки. На рисунке 12 показана схема, предназначенная для защиты
нескольких фидеров (которая может быть адаптирована для 2 фидеров и более), в которой разность токов,
необходимая для срабатывания защитного устройства, увеличивается с увеличением нагрузки на
защищаемый фидер.
Мы предлагаем дополнительный трансформатор смещения, имеющий рабочую обмотку 25 и вторичную
обмотку 26. На этом трансформаторе смещения мы предусмотрели удерживающую обмотку 27,
подключенную к цепи циркулирующего тока в соответствии со схемой, где видно, что она возбуждается
последовательно с трансформатором тока на соседнем проводнике. Смещающий трансформатор, связанный
с обмотками 25, 26 и 27, имеет характеристики, описанные нами ранее в связи с подобным устройством,
которые обеспечивают пренебрежимо малое сдерживающее воздействие в условиях нормальной нагрузки.
Этого можно добиться, создав воздушный зазор в магнитной цепи удерживающей обмотки. Однако при
возникновении сильных коротких замыканий на удаленных участках сети, в результате которых проводники 2,
будучи исправными, могут пропускать аномально большие токи, в удерживающей обмотке 27 будут
обнаружены вторичные токи соответствующей величины. Эффект от такого усиления ограничений приведет к
снижению чувствительности аппарата, и, соответственно, такие малые разностные токи, которые могут
возникать в рабочей обмотке из-за нарушений баланса, будут неэффективны.
Однако дополнительные преимущества могут быть обеспечены устройством, представленным на рисунке 12.
Было отмечено, что условия, требующие применения средств индивидуальной защиты такого рода, связаны с
подачей энергии на подстанцию, не имеющую собственного источника питания, посредством двух
параллельных фидеров. Однако такое оборудование может быть установлено для защиты на подстанции
большего числа фидеров, чем два, что желательно в связи с тем, что могут существовать условия, при
которых в эксплуатации находятся только два фидера. Как видно, для защиты такого увеличенного числа
фидеров условия, по сути, не потребуют защитного снаряжения с направленными элементами, поскольку
такие условия можно обеспечить с помощью устройств, работающих на основе баланса тока. Тем не менее, в
связи с тем, что при определенных условиях эксплуатации в работе могут находиться только два из
питателей, часто бывает целесообразно оснастить все питатели таким защитным оборудованием, которое
описано в настоящем изобретении.
Выше были упомянуты обстоятельства, сопровождающие возникновение неисправности, величина которой
сопоставима с величиной тока нагрузки, протекающего в неисправных фидерах, ток в которых не превышает
ток в исправных, и именно поэтому средства защиты от перенапряжения не могут быть использованы. Если
же, с другой стороны, рассмотреть характер протекания тока при возникновении серьезных коротких
замыканий, станет ясно, что в этих условиях, то есть при количестве фидеров более двух, неисправный
фидер неизменно будет пропускать больший ток, чем любой другой проводник. Опять же, установка
оборудования, описанного в настоящем изобретении, может применяться для защиты фидеров, входящих в
подстанцию, которая при различных условиях работы может либо принимать, либо подавать электроэнергию.
В последнем случае, даже если имеется всего два фидера, неисправный фидер неизменно будет пропускать
ток преобладающей величины.
В связи с этим обстоятельством может оказаться желательным, чтобы устройство, описанное на рисунке 12,
имело следующие характеристики, чего можно добиться, обеспечив соответствующее количество витков на
удерживающих обмотках 27. Как видно из диаграммы, при использовании только двух фидеров на приемной
подстанции и сильном повреждении одного из них ток в рабочей обмотке будет, как объяснялось ранее,
арифметической суммой токов во вторичных обмотках двух трансформаторов тока и, следовательно, в
удерживающей обмотке. Следовательно, количество ампер-витков, возбуждающих рабочую обмотку, будет
вдвое больше, чем в удерживающей обмотке 27. Таким образом, мы полагаем, что только при этих условиях
мы получим характеристики, указанные на рисунке 5. При любых других возможных условиях, связанных с
серьезными неисправностями, в исправных фидерах соотношение рабочего и сдерживающего ампер-витков
будет меньше двух, а во всех неисправных фидерах соответствующее соотношение будет больше двух.
Таким образом, при этих последних условиях, как мы увидим, обратившись к рисунку 7, площадь
срабатывания исправных фидеров станет меньше 180°, а неисправных — больше 180°. При этом, даже при
достаточно серьезных неисправностях, приводящих к полному исчезновению потенциала, все равно будет
достигнуто правильное срабатывание неисправного фидера, поскольку площадь срабатывания неисправного
фидера охватывает все 360° потенциала, что обеспечит срабатывание даже при отсутствии потенциала.
Соответственно, зона срабатывания у здоровых кормушек в тех же условиях полностью исчезнет, что сделает
невозможным срабатывание при любом фазовом соотношении тока и потенциала, даже если потенциал
будет полностью поддерживаться. Снова обратимся к рисунку 12, и увидим, что мы предусмотрели
вспомогательные переключатели 32, механически связанные с масляными выключателями, так что при
замыкании масляных выключателей вспомогательные переключатели замыкают нижний ряд контактов и
размыкают верхний ряд контактов.
Однако при разомкнутых автоматических выключателях справедливо и обратное. По причинам, аналогичным
тем, которые более подробно описаны в Полном описании нашего патента 205866, желательно, чтобы
верхний ряд контактов замыкался до размыкания контактов автоматического выключателя при нажатии
кнопки открытия и установления контакта при нажатии кнопки закрытия. Кроме того, желательно организовать
размыкание нижнего ряда контактов таким образом, чтобы оно происходило после размыкания контактов при
первом ходе и, наоборот, при втором ходе. Таким образом, при размыкании любого из автоматических
выключателей, в результате чего один из фидеров перестает работать, на оставшемся фидере
обеспечиваются все функции, упомянутые в настоящем изобретении, и одновременно полностью
исключается неправильное включение реле 9 во время перемещения масляных выключателей. При
применении защитного снаряжения, связанного с потенциальным возбуждением, часто возникает
необходимость свести к минимуму энергопотребление от этого источника. С этой целью на рисунке 13
показана схема, подходящая только для двух питателей, но адаптированная для обеспечения всех функций,
ранее отнесенных к настоящему изобретению, при применении к нескольким питателям.
Однако, с учетом указанных выше требований, мы предусмотрели использование только одного
потенциального трансформатора смещения. Принцип работы во всех отношениях аналогичен предыдущему
варианту, за исключением того, что мы сочли предпочтительным использовать показанную форму
соединений, в которой вместо последовательного соединения вторичной обмотки 22 с реле мы возбуждаем
две дополнительные рабочие обмотки 28 на каждом трансформаторе смещения перегрузки. Следует
отметить, что в данной спецификации описываются трансформаторы смещения, в которых регулирование
магнитного потока, осуществляемое удерживающей обмоткой, приводит к постоянному или уменьшающемуся
вторичному току в широком диапазоне изменяющихся значений величины первичного или рабочего тока. Это
отличается от других случаев (см. нашу спецификацию). № 205866), где ток в удерживающих обмотках
используется для смещения реле, предотвращая его срабатывание при перегрузке, или для различения двух
эффектов. Регулирующий или смещающий трансформатор, благодаря регулировке количества витков
обмотки и воздушного зазора, может быть сконструирован таким образом, чтобы обеспечивать широкий
диапазон различных рабочих характеристик для удовлетворения различных условий.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_210295.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=210295&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
Patent Translate
Powered by EPO and Google
Patent Translate is currently overloaded by requests. Please try again in a few seconds.
We apologise for any inconvenience this may cause.
Contact Patent Translate team
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_210296.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=210296&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB210296A
[]
ПОЛНОСТЬЮ СООТВЕТСТВУЕТ СПЕЦИФИКАЦИИ.
Усовершенствования в системах отлова животных.
Я, Харлей Маршал Бритаджр, гражданин Соединенных Штатов Америки, проживающий в Огайо, округ Дейд,
штат Флорида, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о
способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к пружинным ловушкам, специально предназначенным для отлова мышей,
крыс и тому подобных животных, и изобретательская идея предусматривает создание обычной пружинной
ловушки со съемной широкой контактной пластиной для грызунов или педальной пластиной, которая не
только обеспечивает широкую поверхность для наступания грызуна, но и имеет съемный приемник крови,
благодаря которому кровь, взятая у грызуна, предотвращает окрашивание и появление неприятного запаха на
Соседние файлы в папке патенты