устройство для токовой защиты трехфазной электрической установки

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ, содержащее трансформатор тока, первичная обмотка которого предназначена для включения в одну из крайних фаз сети, и токовое реле, первый вывод которого подключен к началу вторичной обмотки трансформатора тока, отличающееся тем, что дополнительно введен тороидальный трансформатор тока, предназначенный для включения в две другие фазы сети, при этом начало вторичной обмотки тороидального трансформатора тока соединено с первым выводом токового реле, второй вывод которого соединен с концом вторичной обмотки тороидального трансформатора тока, который подключен к концу вторичной обмотки трансформаторного тока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и может быть использовано для защиты трехфазных электрических установок от повреждений и анормальных режимов работы.

Известна токовая защита со схемой соединения с двумя трансформаторами тока и одним реле, включенным на разность токов двух фаз [1]

Недостатком указанной защиты является пониженная чувствительность в раз при двухфазных коротких замыканиях на линии между фазами АВ и ВС, а также ее полная нечувствительность при коротком замыкании фазы В на Землю в режиме работы сети с глухозаземленной нейтралью.

Известна также токовая защита со схемой соединения трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду [2]

Недостатком такой защиты является то, что она реагирует не на все случаи однофазного короткого замыкания и поэтому применяется только для защиты, действующей при междуфазных повреждениях.

Техническим результатом данного технического решения является повышение чувствительности защиты за счет того, что отпадает необходимость в отстройке уставок защиты (по току и по времени) от пусковых и рабочих токов электроустановки, упрощение схемы токовых цепей защиты и расширение ее функциональных возможностей путем фиксирования всех видов несимметричных коротких замыканий.

На фиг. 1 изображены электрические принципиальные схемы первичной (силовой) и токовой вторичных цепей защиты; на фиг.2 изображена векторная диаграмма распределения токов во вторичных цепях и реле.

На фиг.1 обозначена трехфазная сеть 1,2,3, электроустановка 4, трансформаторы тока 5,6, причем в две фазы включен тороидальный трансформатор тока, токовое реле 7, трансформатор тока 5 проводом 8 соединен с выводом 10 реле 7 и подключен к началу вторичной обмотки трансформатора тока 6. Конец вторичной обмотки трансформатора тока 5 проводом 9 подключен к выводу 11 токового реле и к концу вторичной обмотки трансформатора тока 6.

Токовая защита работает следующим образом.

При подаче напряжения в сеть 1,2,3 к электроустановке 4 начинают протекать первичные фазные токи I_A, I_B, I_C, равные между собой. Эти токи, проходя через трансформаторы тока 5,6, трансформируются во вторичные токи защиты, причем на трансформаторе тока 5 происходит геометрическое суммирование токов фаз I_A + I_B (по варианту I_B + I_C; I_C + I_A), что приводит к образованию во вторичных обмотках трансформаторов тока 5,6 вторичных токов i_a+b (по варианту i_b+c; i_c+a) и i_с (по варианту i_a; i_b). При этом необходимо иметь ввиду, что за счет суммирования токов двух фаз, на трансформаторе тока 5 результирующий вторичный ток будет вытекать из конца вторичной обмотки. Ток трансформатора тока 5 i_a+b(по варианту i_b+c; i_c+a) будет вытекать из конца вторичной i_a+b обмотки по проводу 9 к выводу 8 реле 7, через обмотку этого реле 7 к его выводу 10 и далее по проводу 8 к началу вторичной обмотки трансформатора тока 5. Вторичный ток фазы C-i_c будет вытекать из начала вторичной обмотки трансформатора тока 6 по проводу 8 к выводу 10 реле 7, через его обмотку к другому выводу 11 того же реле 7 и далее по проводу 9 к концу вторичной обмотки трансформатора тока 5.

Таким образом, через токовое реле 7 протекают два равных по величине, но противоположно направленных тока (при геометрическом суммировании, в пределе, они компенсируют друг друга до нулевого значения, см. диаграмму фиг. 2). За счет этого появляется возможность не отстраивать защиту по току и по времени от пусковых и рабочих токов электроустановки 4. При возникновении несимметричных коротких замыканий нарушаются соотношения токов в цепях защиты в зависимости от вида и характера повреждения. Защита сработает при любом виде несимметричного короткого замыкания, при токе расбаланса, превышающем порог чувствительности реле 7.

Таким образом, техническое решение позволяет повысить чувствительность защиты исключением из установки защиты токов и времени пуска электроустановки 4, что снижает последствия аварии, выражающиеся в уменьшении стоимости ремонтно-восстановительных работ за счет уменьшения теплового воздействия токов короткого замыкания на обмотки электроустановки 4.