Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13816
.pdf
Таким образом, в предпочтительной схеме защиты трехфазного высоковольтного фидера линии
электропередачи защита IS 85 обеспечивается тремя реле с временной дискриминацией, описанными выше,
одно из которых срабатывает при замыканиях на землю, а два других — при межфазных замыканиях.
Цепи включения катушек реле с временным ограничением 91 управляются четырьмя инициирующими реле:
тремя для межфазных замыканий и одним для замыканий на землю. Контакты трех реле, инициирующих
межфазные замыкания, соответственно управляют цепями включения трех вспомогательных контакторов
постоянного тока, два из которых управляют цепями к рабочим катушкам одного реле, определяющего время
возникновения межфазного замыкания, а третий управляет цепями другого реле межфазного замыкания j0j1.
Управление цепями включения трех контакторов также осуществляется с помощью реле выбора фазы,
система замыкания контактов которого управляется дифференциально двумя катушками, включенными в
цепи 10:
в соответствии с токами в двух фазах защищаемого фидера. Это реле выбора фазы срабатывает через два
контактора выбора, расположенных таким образом, что в обычном режиме и в случае трехфазного короткого
замыкания или короткого замыкания между одной парой фаз цепь к одному вспомогательному источнику
постоянного тока отключается.
Контактор подготовлен, а соответствующие цепи для двух других проводников постоянного тока...
Контакторы изготавливаются соответственно при возникновении неисправностей между двумя другими
парами фаз.
Реле инициирования замыкания на землю управляет реле временной дискриминации замыкания на землю
через три дополнительных вспомогательных контактора постоянного тока, при этом конкретный контактор
выбирается в соответствии с поврежденной фазой с помощью устройства выбора фазы, подобного
описанному в описании, прилагаемом к рассматриваемой заявке на британский патент № 11393 от 1930 года,
поданной 125 заявителями. Данная система выбора фазы включает в себя три реле выбора фазы, которые
запитываются в соответствии с напряжениями заземления на трех фазах и имеют контакты, соединенные
таким образом, чтобы обеспечить правильный выбор соответствующего контактора постоянного тока,
который, в свою очередь, обеспечивает включение катушек реле защиты от замыкания на землю с
соответствующей фазой.
Реле межфазного замыкания с временной дискриминацией, предназначенное для устранения замыканий
между двумя фазами, имеющими заданную последовательность фаз по отношению к двум фазам, от которых
активируется реле выбора фазы межфазного замыкания, имеет сопротивление, связанное с его токовой
катушкой. Это сопротивление шунтируется через катушку одним из двух блокировочных реле,
срабатывающих соответственно при возникновении замыкания на землю и когда ток в третьей фазе
превышает заданное значение (эта третья фаза является одной из двух фаз, от которых активируется реле
выбора фазы). При необходимости может быть предусмотрено еще одно блокировочное реле, которое
срабатывает (когда ток в другой из двух фаз, связанных с реле выбора фазы, превышает заданное значение)
и шунтирует сопротивление между обмотками тока другого реле временной дискриминации межфазного
короткого замыкания.
Следует отметить, что данное устройство описано лишь в качестве примера, и изобретение применимо и к
другим устройствам.
Дата: 10 мая 1930 года.
KILBIURN & STRODE, агенты заявителей.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области электрозащитных систем или относящиеся к ним.
3a Мы, A. REYROLLE & Com:ANY LIMITED, компания, зарегистрированная в соответствии с
законодательством Великобритании, из Хебберн-он-Тайн, графство Дарем, и Генри Лебен, гражданин
Польши, проживающий по адресу: 8, Queen's Walk, H, Харроу, Мидлсекс, настоящим заявляем о характере
данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в
следующем заявлении: «Настоящее изобретение относится к электрическим системам защиты трехфазных
цепей, обычно известным как импедансные или аналогичные системы защиты, работа которых основана на
том факте, что импеданс, реактивное сопротивление или сопротивление участка защищаемой линии между
местом повреждения и защитным реле пропорционально расстоянию от места повреждения до реле». В таких
системах ряд защитных «временных» реле или группы временных реле размещаются на концах участков
защищаемой линии. Эти реле используются для обеспечения избирательной защиты участков линии путем их
расположения таким образом, чтобы время срабатывания каждого реле было пропорционально импедансу
или другому соотношению параметров линии.
В таких системах обычно реле с временной дискриминацией находятся в нормально разомкнутом состоянии и
включаются в цепь при возникновении неисправности с помощью инициирующих реле; отдельные реле
предусмотрены для замыканий на землю и для межфазных замыканий. Однако было установлено, что при
таких настройках распределение тока и напряжения в защищаемом участке, возникающее в результате
определенных видов неисправностей либо в самом участке, либо в сети, внешней по отношению к участку,
может привести к неправильной работе защитного оборудования, 75 и целью настоящего изобретения
является создание системы, предотвращающей такую неправильную работу.
В защитной системе согласно изобретению реле 80 с временной дискриминацией, срабатывающее для
отключения защищаемой цепи в случае межфазного замыкания между двумя фазами, связано с
блокировочным реле, которое при срабатывании предотвращает некорректное отключение защищаемой цепи
85 таким реле с временной дискриминацией при возникновении неисправностей, отличных от тех, для
устранения которых оно предназначено.
Блокировочное реле может быть сконфигурировано 90 различными способами. Таким образом, в условиях
межфазного короткого замыкания ток короткого замыкания протекает одинаково, но в противоположных
направлениях в двух поврежденных фазах, в то время как в третьей фазе протекает относительно небольшой
ток. Однако при других условиях неисправности наблюдается иное распределение токов между фазами.
Например, в случае линии электропередачи, к которой в различных точках подсоединены трансформаторы
типа «звезда-треугольник» или другие силовые трансформаторы, межфазное замыкание на удаленной
стороне такого трансформатора вызовет протекание большого тока по одной из фаз линии и его возврат в
более или менее равных пропорциях по двум другим фазам.
Хотя устройства защиты от перенапряжения или аналогичные защитные устройства для линии
электропередачи не предназначены для предотвращения подобных неисправностей, возможно, что
возникающее в результате этого распределение тока 110 может привести к неправильной работе устройства.
Подобную некорректную работу можно предотвратить, установив блокировочное реле, срабатывающее
дифференциально от токов, протекающих в двух фазах, для неисправностей, между которыми происходит
временной сдвиг...
Предусмотрено реле, которое управляет реле с временной дискриминацией, за исключением случаев, когда
два тока равны и противоположны по знаку. Такое дифференциальное блокировочное реле предпочтительно
должно быть смещено таким образом, чтобы предотвратить некорректное срабатывание блокировки в
результате небольшого дисбаланса между его рабочими силами при протекании очень сильных токов
короткого замыкания. Для этой цели блокировочное реле может быть снабжено двумя электромагнитными
системами, одна из которых оказывает все рабочее усилие, зависящее от векторной разности двух токов, а
другая оказывает обычно небольшое удерживающее усилие, зависящее от векторной суммы двух токов.
В альтернативном и несколько упрощенном варианте блокировочное реле активируется током в третьей фазе
и срабатывает для управления реле с временной регулировкой, когда этот ток превышает заданное значение.
Данная схема обеспечит надлежащее выполнение требуемой операции блокировки в случае возникновения
неисправностей на удаленной стороне силового трансформатора.
При определенных обстоятельствах замыкание на землю на защищаемой линии может привести к
срабатыванию реле межфазного замыкания. Это нежелательно, поскольку время срабатывания реле
временной дискриминации межфазных повреждений не будет точно отражать расстояние повреждения, в
результате чего исправный участок может быть выведен из строя. Дифференциальное блокировочное реле,
установленное описанным выше способом, предотвратит такое некорректное срабатывание, однако
альтернативная схема, в которой блокировочное реле активируется от тока третьей фазы, будет в этом
отношении неэффективна. Согласно еще одной особенности изобретения, блокировочное реле
сконструировано таким образом, чтобы срабатывать в случае замыкания на землю на одной или любой фазе,
предотвращая неправильное отключение защищаемой цепи реле, различающим время возникновения
межфазного замыкания, причем такое блокировочное реле предусмотрено либо вместо, либо в дополнение к
блокировочному реле, активируемому током в третьей фазе.
- Блокировочное реле согласно изобретению особенно подходит для использования в импедансной или
аналогичной защитной системе, использующей схему выбора фазы, являющуюся предметом параллельной
заявки на британский патент № 32,S21 от 1929 года (серийный номер 341,985) на имя настоящих заявителей,
в которой реле выбора фазы, срабатывающее при возникновении неисправности в соответствии с
дисбалансом тока между двумя фазами защищаемой цепи, обеспечивает включение катушек реле временной
дискриминации замыкания на землю или межфазного замыкания от поврежденной фазы или фаз. - В такой
системе существует особый риск неправильной работы зоны реле временной дискриминации межфазного
замыкания, а именно той, которая предусмотрена для устранения неисправностей между двумя фазами,
имеющими заданную последовательность фаз относительно двух фаз, от которых включается реле выбора
фазы. Подобную некорректную работу можно предотвратить, установив дифференциальное реле блокировки
или реле блокировки при замыкании на землю и реле блокировки, питаемое от третьей фазы.
Однако блокировочное устройство, предложенное в соответствии с изобретением, также применимо к 85
другим формам защиты от помех или аналогичным защитным системам. Например, в системе, использующей
три реле с временной дискриминацией, срабатывающих соответственно при различных межфазных
повреждениях, к каждому реле с временной дискриминацией может быть подключено блокировочное реле
(например, дифференциальное реле, расположенное описанным выше способом), чтобы предотвратить
некорректное отключение защищаемого контура таким реле в случае повреждения, отличного от того, для
которого оно предназначено. В данной схеме три блокировочных реле могут быть снабжены
дополнительными последовательно соединенными контактами, благодаря чему одновременная блокировка
всех трех реле — в случае трехфазного короткого замыкания — приведет к замыканию цепи, приводящему в
действие одно или несколько реле с временной дискриминацией. 105-1 Блокировочное реле согласно
изобретению может действовать таким образом, чтобы вывести из строя соответствующее реле с временной
дискриминацией, например, путем разрыва цепи вспомогательного контактора через 1010, через который
инициирующее реле управляет реле с временной дискриминацией. Хотя такая схема будет
удовлетворительно работать при всех обычных условиях неисправности, было обнаружено, что могут
возникнуть обстоятельства, при которых она выйдет из строя.
Таким образом, например, реле межфазного замыкания может быть заблокировано при возникновении
замыкания на землю, и если случится так, что межфазное замыкание произойдет практически одновременно в
другой точке между двумя фазами, с которыми работает такое реле, оно не сможет устранить межфазное
замыкание. Для решения этой проблемы блокировочное реле, вместо полной блокировки 125-контактного
реле с временной дискриминацией, предпочтительно срабатывает таким образом, чтобы сделать такое реле
относительно нечувствительным. Это позволяет избежать некорректного отключения реле защищаемой цепи
130 341,986 при возникновении неисправности, для устранения которой оно не предназначено, но в то же
время реле сохраняет способность удовлетворительно работать в случае одновременного возникновения
неисправности, для устранения которой оно предназначено.
Способ изменения чувствительности реле с временной дискриминацией будет зависеть от типа
используемого реле.
В предпочтительной конфигурации каждое реле с временной дифференциацией относится к типу, описанному
в британском патентном описании.
Патент № 319 637, зарегистрированный на имя пяти нынешних заявителей и еще одного лица, имеет токовые
и нагрузочные катушки и переменное сопротивление, управляемое механизмом синхронизации в цепи,
скажем, нагрузочных катушек, и в этом случае блокировочное реле при срабатывании будет подключать
параллельно токовой катушке сопротивление, тем самым увеличивая срабатывание реле и позволяя
подключать его к цепи через соответствующее инициирующее реле или через управляемый им контактор
постоянного тока. Действие этого сопротивления заключается в пропускании части тока, который обычно
протекал бы через катушку с малым током, таким образом, изменяется не только значение срабатывания
реле, но и коэффициент его срабатывания, так что его срабатывание при любой конкретной неисправности
увеличивается. Сопротивление, которое обеспечивает реле, делает его менее восприимчивым к
неправильной работе, однако не приводит к его полной неработоспособности, поэтому, если оно доступно, его
необходимо использовать для обработки сигнала iip, iaiternh1laseu-alilt 0ie lilnd для ->--.ie e ieaa-ice, когда оно
расширено.
Может ли это быть реализовано на практике? си лев трехфазного фидера фо.3 джд 10; Va.-t ol-' a hitI -otage
transmllc.ss'i Al, -,G -, 1 a re iii S -. изд.. ia.. n a m3 -, atie' oi& e-обильно в нескольких l1 C;el l, anll l raw >.
t" s ii t'2 igta3<elneitT an ri'1lie - ll p ro -- o sec. 1, 3 управляется _.t _,rer 4, работающим от катушки отключения.5
0 8:it 1 'histrated имеет мощность 6, i h. it. t ie ieutrl -o;rt the s{--sir-coiiiieclted primary 6 n'' 'ml Srh2 at 3. Фидер proc.
i e-' a grons O c' rrenl transtr- h s:onia'irs J1 12: 13 aratav coted iat 14, and also with a ml ria-l transfoimer having star
connertAd ir1irarv windings 20 and stareolnnced secondary windings 21, 22, 6)0 -2'. «Эти реле обеспечивают
подачу энергии для некоторых реле в данной конфигурации. Поскольку для некоторых из этих реле
целесообразно использовать пониженные напряжения, можно предусмотреть трансформатор напряжения 30,
первичная обмотка которого питается от вторичных обмоток 21, 22, 23 основного трансформатора
напряжения, а его вторичные обмотки имеют два комплекта отводов 31, 32, 33 и 34, 35, 36. 70 Защита
обеспечивается с помощью трех реле с временной дифференциацией 40, 50, 60.
Каждое из этих реле предпочтительно относится к типу, описанному в британской патентной заявке №
319637, зарегистрированной на имя '75 нынешних заявителей, и еще одно реле, имеющее токовые и
нагрузочные катушки 41, 42 (или 51, 52 или 61, 62) и переменное сопротивление 43 (или 53 или 63) в цепи,
например, нагрузочных катушек. Сопротивления 43, 53, 8g 63 управляются контактными рычагами 44, 54, 64,
приводимыми в движение механизмом синхронизации с постоянной скоростью, например, часовым
механизмом (обозначенным на 70), электромагнитом, управляемым катушкой 71 8s, питаемой от шин
управления постоянного тока 75, 76.
Контакты 45, 55, 65 трех реле с временной дискриминацией управляют цепью, ведущей к катушке отключения
автоматического выключателя 5. Одно из реле 40, определяющих линейное распределение, обрабатывает 90
неисправностей, в то время как два других, 50, 50, 60, обрабатывают внутренние неисправности. Ток питания
катушки 51 реле 50 подается от трансформатора тока, и мы получаем ток питания катушки 61 реле 60 от
трансформатора тока в фазе 8, в то время как ток реле защиты от замыкания на землю 40 запитывается от
остаточного тока через нейтральное соединение 100; C1I подключен к вторичным обмоткам трансформатора.
Эти цепи включают в себя другие параметры, которые будут подробно рассмотрены позже. Катушка
напряжения 52 реле I)9 подключена с одной стороны к отводу 31 вспомогательного потенциального
трансформатора 30, а с другой стороны — к одному из отводов 3-3, и катушка напряжения 62 реле 60 i1 oeTe;
- -d froni tli-i l 3ino:3, 33.
'T1 -le 110 i ese rmmc on e lav.a'1 d7ea 31 ---ti i rtephas-e Farlf t.', e7 Я пропускаю R 1 aidi' или lm tweee rbhses 1 и
3, ml t the r"la (,- d'3 f -al h i w lhetwl-efn plhaese " 2 и ",. Катушка 1ot1"ge 115 42 o' время замыкания на землю i
crii ima iirela 40 запитана в соответствии с i l -1ies фазы IlV, the ! f'Satg. ein' rOe- iied from one or ot'iei of the
reduced voltage tappings 120 3, 5.,:, an tlhe an diary i otential tr -Ifoi ma y' 30.
Катушки TIG-резиквина обычно не имеют цепи, но являются заземлёнными.
в ciii - это посредством инициирования. Реле 125 (предварительно аналогичное тому, что описано в
британской патентной заявке заявителей № 500008), четыре таких инициирующих реле 80. '9(, 100, 110 heino'
используются.
Инициирующее реле 80 обрабатывает короткие замыкания типа -.riih ePar-tlh 13G 1, его токовая катушка 81
соединена последовательно с токовой катушкой 41 реле временной дискриминации замыкания на землю 40, в
то время как его катушка напряжения 82 питается от -5 токового трансформатора 9 на нейтральном
заземляющем соединении 8 от первичной обмотки силового трансформатора 6, 7. Инициирующее реле 90
срабатывает при межфазных замыканиях между фазами 1 и 3; его токовая катушка 91 питается от вторичной
обмотки трансформатора тока 1, а катушка напряжения 92 — от вторичных обмоток трансформатора
напряжения 21, 23. Инициирующее реле срабатывает при межфазных замыканиях между фазами 1 и 2. Его
токовая катушка 101 питается от вторичной обмотки 12, а катушка напряжения 102 — от вторичных обмоток
21, 22. Инициирующее реле 110 срабатывает при межфазных замыканиях между фазами 2 и 3; его токовая
катушка 111 питается от вторичной обмотки 13, а катушка напряжения 112 — от вторичных обмоток 22, 23.
Четыре инициирующих реле управляют цепями катушек реле с временной дискриминацией через
вспомогательные контакторы постоянного тока.
Таким образом, контакты 83 реле инициирования замыкания на землю 80 управляют цепями включения трех
контакторов постоянного тока 120, 130, 140, каждый из которых имеет переключающий контакт 121, 131 или
141 и три нормально разомкнутых контакта 122, 123, 124, 132, 133, 134 или 142, 143, 144. Три переключающих
контакта 121, 131, 141 обычно замыкают цепь включения токовой катушки 81 пускового реле S0 от вторичных
обмоток трансформатора тока 11, 12, 13, при этом токовая катушка 41 реле защиты от замыкания на землю 40
находится вне цепи, но когда срабатывает любой из контакторов, токовая катушка 41 подключается к одной из
трех вторичных обмоток 11, 12, 13 в соответствии с тем, какой контактор сработал. Аналогичным образом,
нормально разомкнутая катушка напряжения 42 реле защиты от замыкания на землю с временной
дискриминацией подключается к одной из трех отводов пониженного напряжения 34, 35, 36 на
вспомогательном трансформаторе напряжения путем замыкания одного из контактов 122, 132, 142.
Контакты 123, 133, 143 соединены параллельно и управляют цепью включения управляющей катушки 71
механизма синхронизации 70, в то время как контакты 124, 134, 144 также соединены параллельно для
подготовки цепи к катушке отключения 5 в готовности к срабатыванию контактов 45 реле временной
дискриминации замыкания на землю после соответствующего временного интервала.
60' Контакты 93, 103, 113 трех реле инициирования межфазных замыканий соответственно управляют цепями
включения трех дополнительных вспомогательных контакторов постоянного тока 150, 160, 170, каждый из
которых имеет нормально замкнутый контакт 151, 161 или 171 и три нормально разомкнутых контакта 152,
153, 154 или 162; 163, 164 или 172, 173, 174. Контакты 151 и 161 соединены последовательно и в нормальном
режиме замыкают накоротко токовую катушку 51 реле с временной чувствительностью 50, в то время как
контакт 171 в нормальном режиме замыкает накоротко токовую катушку 61 реле с временной
чувствительностью 60. Три контакта 152, 162, 172 управляют соединениями катушек напряжения 7552, 62 этих
двух реле с временной чувствительностью от отводов 31, 32; 33 вспомогательного трансформатора
напряжения. Контакты 153, 163 подготавливают цепь к катушке отключения 5 для срабатывания реле с
временной чувствительностью 50, а контакт 173 аналогичным образом подготавливает цепь для
срабатывания реле 60. Контакты 154, 164, 174 управляют...
цепь питания управляющей катушки 71 из 85 механизма синхронизации 70.
Определение того, какой из вспомогательных контакторов постоянного тока 120, 130, 140, 150, 160, 170
должен быть активирован, осуществляется с помощью реле выбора фазы 180. Данное реле 9g включает в
себя систему замыкания контактов 181 (которая может быть выполнена в виде поворотной балки или
вращающегося шпинделя), управляемую дифференциально двумя катушками 182, 183, питаемыми от
вторичных обмоток трансформатора тока 95-11, 13 в соответствии с токами в двух фазах 1 и 3 защищаемой
цепи. Контактный элемент 181 имеет три рабочих положения, одно из которых занято в нормальном режиме, а
также при возникновении неисправности, в результате чего в фазах 1 и 3 протекают равные токи, тогда как
два других положения заняты соответственно, когда ток в фазе 1 больше или меньше тока 105 в фазе 3.
Таким образом, при замыкании на землю на фазе 2, межфазном замыкании между фазами 1 и 3 или при
трехфазном замыкании элемент 181 займет показанное нормальное сбалансированное положение. Элемент
110 181 будет перемещаться в одном направлении для соединения контактов 184, 185 при замыкании на
землю на фазе 1 или при межфазном замыкании между фазами 1 и 2, и в противоположном направлении для
соединения контактов 186, 187 115 при замыкании на землю на фазе 3 или при межфазном замыкании между
фазами 2 и 3.
Хотя реле может также управлять третьей парой контактов в своем нормальном сбалансированном
положении, так что оно может напрямую управлять цепями включения вспомогательных контакторов
постоянного тока, предпочтительнее (как показано) обеспечить контакты только в двух несбалансированных
положениях, при этом цепи контакторов постоянного тока управляются двумя парами 125 селекторных
контакторов 190, 200 и 210, 220, управляемых фазовым селекторным реле 180. — Селекторные контакторы
190, 200 управляют вспомогательными контакторами защиты от замыкания на землю 120, 130, 140, каждый из
которых имеет 13Q 341,{986, останутся в своем сбалансированном положении, так что будет включен только
контактор постоянного тока 150, и реле с временной дискриминацией 50 будет задействовано для устранения
неисправности. Следует отметить, что при межфазных замыканиях контакторы выбора замыкания на землю
190, 200 будут срабатывать, но они будут неэффективны, поскольку реле инициирования замыкания на землю
80 останется неактивным. 75 При замыкании на землю на фазе 1 реле инициирования 80 замкнет свои
контакты 83, и реле выбора фазы 180 вызовет срабатывание контактора выбора 190, так что цепь 80
замыкается через контакты 83 и 192 на контактор постоянного тока 120, отвечающий за замыкание на землю.
Этот контактор будет воздействовать на контакт 121, подавая напряжение на токовую катушку 41 реле
защиты от замыкания на землю 40 от фазы 1 85, и на контакт 122, подавая напряжение на катушку
напряжения 42 этого реле в соответствии с напряжением заземления на фазе 1, одновременно запуская
механизм синхронизации 70 и подготавливая цепь катушки отключения. Затем 90-градусное реле защиты от
замыкания на землю с временной дифференциацией устранит неисправность обычным способом. При
замыкании на землю на фазе 2 инициирующее реле 80 замкнет свои контакты 83 и, таким образом, замкнет
цепь до контактора 130, поскольку реле выбора фазы 180 останется в сбалансированном положении.
Это приведет к тому, что катушки реле с временной дискриминацией 40 будут запитаны от фазы 2.
Аналогичным образом, короткое замыкание на землю на фазе 3 вызовет включение контактора 140 за счет
замыкания контактов 83 и 202, и катушки реле с временной дискриминацией будут включены от фазы 3. 105
При описанной выше схеме при определенных условиях неисправности может произойти некорректное
срабатывание реле временной дискриминации межфазного короткого замыкания.
Таким образом, например, серьезное замыкание на землю на фазе 1 (Ei0) может привести к срабатыванию
реле инициирования межфазного замыкания 90, но поскольку реле выбора фазы 180 в этом случае вызовет
размыкание контакта 211 и замыкание контакта 212, некорректного срабатывания 115 не произойдет.
Аналогично, если серьезное замыкание на землю на фазе 2 приведет к срабатыванию инициирующего реле
100, реле выбора фазы останется в сбалансированном положении, оставив контакт 212 120 разомкнутым и
тем самым предотвратив некорректную работу. С другой стороны, замыкание на землю на фазе 3 вызовет
замыкание контакта 222, и поскольку такое замыкание может также привести в действие инициирующее реле
110, то возможно, что реле 60, определяющее время возникновения межфазного замыкания, будет включено
в цепь контактором 170.
Снова неисправность на удаленной стороне силового трансформатора 130, соединенного по схеме
звезда-треугольник: нормально замкнутый контакт 191 или 201 и нормально разомкнутый контакт 192 или 202.
Контакт 192 управляет цепью, ведущей к контактору 120, а контакты 191 и 201, соединенные
последовательно, управляют контактором 130, в то время как контакт 202 управляет контактором 140.
Контакторы выбора 210, 220 управляют контакторами межфазного замыкания 150, 160, 170, при этом цепь rj к
контактору 150 управляется нормально замкнутыми последовательно соединенными контактами 211, 221,
цепь к контактору 160 — нормально разомкнутым контактом 212, а цепь к контактору 170 — нормально
разомкнутым контактом 222.
Таким образом, при межфазном замыкании между фазами 1 и 3 сработает инициирующее реле 90, замкнув
свои контакты 93 и тем самым замкнув цепь постоянного тока.
Контактор 150 через контакты 211, 221 остаются замкнутыми, поскольку реле выбора фазы 180 остается в
сбалансированном положении. Таким образом, контактор 150 соединит катушки реле с временной
дискриминацией 50 способом, соответствующим межфазному короткому замыканию между фазами 1 и 3 (т.е.
при этом катушка тока 51 будет запитана от фазы 1, а катушка напряжения 52 — от фаз 1 и 3), и запустит
механизм синхронизации 70, одновременно подготавливая цепь отключающей катушки на контакте 153. Реле
50 с временной дискриминацией будет срабатывать известным образом, замыкая контакты 55 реле W5 и,
таким образом, отключая автоматический выключатель 4 через интервал времени, зависящий от расстояния
до места повреждения реле. При повреждении между фазами 1 и 2, пусковое реле 100 активирует свои
контакты 103, а реле выбора фазы 180 активирует контактор выбора 910. Таким образом, контактор
постоянного тока 160 будет запитан через контакты 212 и 103 и соответствующим образом соединит катушки
реле с временной дискриминацией (при этом катушка тока 51 будет запитана от фазы 1, а катушка
напряжения 52 — от фаз 1 и 2).
Аналогично, при коротком замыкании между фазами 2 и 3 Zj контактор 170 активируется за счет замыкания
контактов 113 инициирующего реле 110 и контакта 222 селекторного контактора 220, так что реле 60 Z5,
определяющее время срабатывания, приводится в действие для устранения неисправности. Таким образом,
реле выбора фазы 180 с контакторами выбора 210, 220 гарантирует, что катушки реле, различающие время
возникновения межфазных замыканий, будут правильно активированы от поврежденной пары фаз, даже если
замыкание было таким, что вызвало срабатывание более чем одного из инициирующих реле. При трехфазном
коротком замыкании все реле инициирования межфазных повреждений C5 сработают, и реле выбора фазы
341,986, подключенное к линии электропередачи вне защищаемого участка, может нарушить поток тока в
линии таким образом, что это приведет к неправильному срабатыванию реле инициирования. В целом можно
сказать, что в большинстве случаев следствием короткого замыкания является протекание сильного тока по
одной фазе и его последующее возвращение по двум другим фазам в более или менее равных пропорциях.
Таким образом, сильный ток, протекающий по фазе 3 и возвращающийся по фазам 1 и 2, может вызвать
срабатывание пускового реле 110, а реле выбора фазы 180 вызовет замыкание контакта 222 селекторного
контактора 220, что может привести к неправильной работе контактора постоянного тока 170. Сильный ток,
протекающий по фазе 1 и возвращающийся по фазам 2 и 3, может вызвать срабатывание пускового реле 90,
но в этом случае реле выбора фазы 180 приведет в действие контактор выбора 210, обеспечивая
стабильность системы. При сильном токе, протекающем по фазам 2 и -25 и возвращающемся по фазам 1 и 3,
инициирующее реле 100 может сработать, но действие реле выбора фазы будет зависеть от относительной
величины токов в фазах 1 и 3, и в некоторых случаях возможно, что ток в фазе 1 может быть достаточно
большим, чем ток в фазе 3, чтобы вызвать срабатывание контактора выбора 210 с последующим
неправильным срабатыванием контактора постоянного тока 160.
Для предотвращения некорректной работы, вызванной условиями, описанными в предыдущих параграфах,
предусмотрено одно или несколько блокировочных реле согласно изобретению -40. Эти блокировочные реле
могут быть расположены различными способами, но в схеме, показанной на рисунке 1, используются три
таких блокировочных реле.
Неправильная работа контактора 170 предотвращается замыканием на землю в линии с помощью
блокировочного реле 230, в цепи включения которого последовательно подключен нормально замкнутый
контакт 2M31. Реле 230 nrl расположено непосредственно под управлением реле 80, инициирующего
замыкание на землю, так что в случае замыкания на землю контактор 170 становится неработоспособным.
Для предотвращения неправильной работы контактора 170 в результате межфазного замыкания на
удаленной стороне силового трансформатора, блокировочное реле 240, срабатывающее в соответствии с
током в фазе 1, имеет свой нормально замкнутый контакт 241 последовательно с контактом 231 в цепи
включения контактора 170. Это блокировочное реле настроено на размыкание контакта 241 при заданном
значении перегрузки, выбранном таким образом, чтобы реле срабатывало в случае любого короткого
замыкания на удаленной стороне силового трансформатора, но оставалось неработоспособным в случае
межфазного короткого замыкания между фазами 2 и 3 на защищаемой линии 1, 2, 3.
Дополнительно предусмотрено аналогичное блокировочное реле 250, 70, которое активируется током в фазе
'3, и нормально замкнутый контакт 251 которого управляет цепью включения контактора постоянного тока 160.
Альтернативная схема блокировки показана на рисунке 2 (75), где изображены только те цепи, которые
задействованы в схемах блокировки; остальная часть системы идентична системе, показанной на рисунке 1.
Там, где это применимо, используются те же порядковые номера, что и на рисунке 1.
В этой альтернативной конфигурации три реле блокировки 230, 240, 250 заменены двумя
дифференциальными реле блокировки 270, 280. Реле 270 имеет две рабочие катушки 85 271 и 272, которые
запитываются соответственно в соответствии с токами во 2-й и 3-й фазах, а его контакт 273 управляет цепью
включения контактора постоянного тока 170. Реле сконструировано таким образом, что контакт 273
замыкается только тогда, когда в фазах 2 и 3 протекают равные и противоположные по знаку токи (т. е. когда
на линии между этими двумя фазами действительно происходит межфазное замыкание), так что такая
конструкция эффективно предотвращает некорректную работу контактора 170. Второе дифференциальное
реле 280 имеет аналогичную конструкцию, при этом его рабочие катушки 281 и 282 активируются
соответственно в соответствии с токами во 2-й и 1-й фазах, а его контакт 283 управляет цепью контактора
160. Следует отметить, что блокировочное реле 250 на рисунке 1 при желании может быть сохранено вместо
второго дифференциального блокировочного реле 280.
Для того чтобы гарантировать, что дифференциальное реле 270 не разомкнет свой контакт 273 в случае
очень серьезного межфазного замыкания между фазами 2 и 3, что может произойти при простой конструкции
дифференциального реле, желательно обеспечить реле удерживающей силой, которая увеличивается с
увеличением токов, протекающих в двух фазах. Это может быть достигнуто с помощью реле поворотной
балки, в котором на балку воздействуют в противоположных направлениях две электромагнитные системы,
одна из которых стремится привести реле в действие и активируется векторной разностью двух токов, в то
время как другая стремится ограничить его работу и активируется в гораздо меньшей степени векторной
суммой двух токов. 125 Следует понимать, что (т.е. описанные выше блокировочные устройства
предназначены, в частности, для использования с импедансной или аналогичной защитной системой,
использующей реле выбора фазы, работающее в соответствии с дисбалансом тока между двумя фазами (или
с альтернативным вариантом, иногда более удобным на практике, в котором используются два таких реле
выбора фазы, одно для замыканий на землю, а другое для межфазных замыканий, с их рабочими катушками,
соответственно соединенными последовательно друг с другом), и что блокировочные устройства могут быть
модифицированы в рамках изобретения для соответствия другим схемам выбора фазы.
Также возможно расположить блокировочные реле таким образом, чтобы исключить необходимость в
отдельном реле выбора фазы, по крайней мере, в том, что касается управления реле межфазных
повреждений. Такое расположение схематически показано на рисунке i (на котором изображены только те
части всей системы, которые были задействованы; номера ссылок на рисунке используются там, где это
применимо). В этом примере используется симметричная схема из трех дифференциальных блокировочных
реле 300, 310, 32a, каждое из которых имеет две рабочие катушки 301, M02 или 311, 312 или 321, 3220,
расположенные способом, описанным со ссылкой на рисунок 2. Катушки 301 и 312 питаются последовательно
от фазы 1, катушки 311 и 322 — от фазы 2, а катушки 321 и 302 — от фазы 3. Контакты 303, 313, 323 этих реле
соответственно блокируют соответствующие контакторы 150, 160, 170, за исключением случаев, когда токи в
двух соответствующих фазах равны и противоположны по знаку, и обеспечивают правильный выбор фазы
для реле межфазной неисправности, а также предотвращают их неправильное срабатывание в результате
других неисправностей.
Каждое реле снабжено вторым контактом 304, 314 или 324, замыкающимся при разомкнутом первом контакте,
чтобы обеспечить работоспособность системы в случае трехфазного короткого замыкания. Эти три контакта
соединены последовательно в альтернативной цепи питания для одного из контакторов, например,
контактора 150. Таким образом, одновременное срабатывание трех реле в случае трехфазного короткого
замыкания замкнет цепь через контакты одного из инициирующих реле, что приведет к срабатыванию одного
из реле, определяющих время срабатывания. Аналогичный результат может быть получен и с помощью
альтернативной формы реле блокировки, и такая схема показана на рисунке 4, где также используются
порядковые номера с рисунка 1, где это применимо. В этом случае каждый из трех межфазных контакторов
короткого замыкания 150, 160, 17(0) выводится из строя блокировочным реле 400, 410 или 420, активируемым
от третьей фазы. Таким образом, блокировочное реле 400, срабатывающее от фазы 2, управляет
контактором 150 при замыканиях между фазами 1 и 3 через свой контакт 401; блокировочное реле 410,
срабатывающее от фазы 3, управляет контактором 160 при замыканиях между фазами 1 и 2 через свой
контакт 411; а блокировочное реле 420, срабатывающее от фазы 1, управляет контактором 170 при
замыканиях между фазами 2 и 3 через свой контакт 421; при этом дополнительное реле блокировки при
замыкании на землю 430 (срабатывающее всякий раз, когда срабатывает реле инициирования замыкания на
землю 80) своим контактом 431 отключает все три межфазных контактора.
Для обеспечения возможности устранения трехфазных замыканий предусмотрены последовательно
соединенные дополнительные контакты 402, 412, 422, которые, будучи последовательно соединены с
контактом 93 инициирующего реле 80, подают напряжение на контактор 150. Как видно, данная схема
обеспечивает правильный выбор фазы для реле межфазного замыкания; кроме того, схема может быть
расширена (как показано) за счет установки дополнительных контактов 403, 413, 423 на блокировочных реле,
что позволяет обеспечить правильный выбор фазы при замыкании на землю. Таким образом, контакт 40.3 на
реле 400, находящийся под напряжением 90° от фазы 2, управляет постоянным током при замыкании на
землю.
Контактор 130, контакт 413 реле 410, находящийся под напряжением фазы 3, управляет контактором 140, а
контакт 42.3 реле 420, находящийся под напряжением фазы 1, управляет контактором 120. Все эти цепи также
находятся под управлением реле 80, инициирующего замыкание на землю.
При использовании защитных систем с различными формами импеданса или аналогичными системами можно
задействовать 10 описанных выше блокировочных реле для выполнения функций одного или нескольких
инициирующих реле.
На рисунке 5 показана предпочтительная модификация системы, изображенной на рисунке 1, в которой 105
блокировочных реле, вместо того чтобы размыкать цепи питания контакторов постоянного тока, действуют
для снижения чувствительности реле с временной дискриминацией. На этом рисунке также показана
дальнейшая модификация рисунка 11O в отношении схемы выбора фазы при замыкании на землю. Данная
модифицированная система выбора фазы не является частью настоящего изобретения, но относится к тому
типу, который является предметом параллельной заявки на британский патент № 11393 от 1930 года,
поданной заявителями настоящего изобретения. В показанном примере данная схема фазового
переключения включает три фазовых реле 5.00, 510, 520, соответственно, активируемых 1.20 от вторичных
обмоток трансформатора напряжения 21, 22, 2,'- в соответствии с напряжениями заземления на трех фазах.
Каждое реле имеет два контакта 501, 502 или 511, 512 или 521, 522, из которых первый размыкается, а второй
замыкается, когда напряжение падает до заданного значения. Эти контакты настолько взаимосвязаны, что
обеспечивают правильный выбор соответствующего контактора дифференциального электропитания.
Таким образом, контакты 501, 512 соединены последовательно для управления цепью включения контактора
130, контакты 602, 521 управляют контактором 120, а контакты 511, 522 — контактором 140. Эти цепи также
управляются контактами 83 реле инициирования замыкания на землю 80. Контакторы постоянного тока 150,
160, 170 для обнаружения межфазных замыканий управляются, как показано на рисунке 1, фазовым
селекторным реле 180 и селекторными контакторами 210, 220. Реле 60, определяющее время возникновения
межфазного замыкания, имеет сопротивление 66, связанное с его токовой катушкой 61; это сопротивление
шунтируется через катушку за счет замыкания любого из контактов 531, 541 двух блокировочных реле 530,
540, срабатывающих соответственно при возникновении замыкания на землю и когда ток в фазе I превышает
заданное значение.
Другое реле 50, определяющее время возникновения межфазного короткого замыкания, также имеет
сопротивление 56, которое шунтируется на его токовой катушке 51 при замыкании второго контакта 532 на
реле блокировки замыкания на землю 530, когда контактор постоянного тока 150 сработал, разомкнув свой
контакт 151, но шунтирование сопротивления на катушке 51 не требуется, когда контактор 160 сработал.
Таким образом, чувствительность реле, различающих по времени межфазные неисправности, снижается,
если они ошибочно включены в цепь при возникновении неисправности, отличной от той, для устранения
которой они предназначены, так что они по-прежнему могут устранять собственные неисправности, если
таковые возникнут одновременно.
На рисунке 5 также показана дополнительная модификация, предназначенная для обработки симметричных
трехфазных коротких замыканий, при которых контактор 150 приводится в действие реле выбора фазы 180.
При таких неисправностях обнаруживается, что реле срабатывают за более короткое время, чем допустимо,
и, следовательно, желательно снизить чувствительность реле 50, определяющего время срабатывания, к
возникновению таких неисправностей. С этой целью контактор 150 снабжен дополнительным контактом 155,
который управляет альтернативной цепью включения реле блокировки замыкания на землю 530 через
контакты 103 инициирующего реле 100, благодаря чему реле блокировки замыкания на землю 530
срабатывает при возникновении трехфазного короткого замыкания, шунтируя сопротивление 56 между
катушкой 51 и контактором. Следует отметить, что сопротивление 56 не будет шунтировано относительно
катушки 51 при возникновении межфазного замыкания — между фазами 1 и 3, поскольку в этом случае реле
инициирования 100 не сработает.
Следует понимать, что описанные более подробно варианты приведены лишь в качестве примера и могут
быть модифицированы различными способами в рамках данного изобретения.
Теперь, подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы
заявляем, что то, что мы заявляем, является 70 1 В трехфазной или подобной защитной системе,
представляющей собой комбинацию с реле с временной дискриминацией, являющимся частью такой системы
и предназначенным для отключения защищаемой цепи в случае однофазного замыкания между двумя
фазами, блокировочного реле, срабатывающего при его включении, чтобы предотвратить неправильное
отключение защищаемой цепи таким реле с временной дискриминацией при возникновении неисправностей,
отличных от тех, для устранения которых оно предназначено.
2.
Трехфазное сопротивление или что-то подобное
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_341987.txt ===
Соседние файлы в папке патенты