устройство для фильтра токов обратной последовательности трехфазной электрической установки

Формула изобретения

Фильтр токов обратной последовательности трехфазной электрической установки, содержащий включенные в рассечку фаз трехфазной сети трансформаторы тока, соединенные между собой по схеме треугольника, токовые цепи и дифференциальное реле с первой и второй уравнительной и дифференциальной обмотками, расположенными на одном стержне магнитопровода, отличающийся тем, что полярный вывод трансформатора тока первой фазы подключен к выводу первой уравнительной обмотки, полярный вывод второй фазы подключен к выводу второй уравнительной обмотки, полярный вывод третьей фазы подключен к выводу дифференциальной обмотки, другие выводы обмоток дифференциального реле соединены между собой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электротехники, в частности к релейной защите, и может быть использовано для фиксации токов обратной последовательности в устройствах релейной защиты энергосистем.

Известен фильтр-реле тока обратной последовательности типа РТФ-1М, содержащий активно-трансформаторный фильтр тока обратной последовательности (ФТОП), выпрямительный мост и исполнительный орган. Недостатком схемы такого реле является необходимость компенсации тока нулевой последовательности, которая производится соответствующим включением первичных обмоток трансформатора и трансреактора фильтра реле РТФ-1М.

Известна дифференциальная токовая защита в реле серии РНТ, предназначенное для дифференциальной защиты одной фазы силовых трансформаторов переменного тока, содержащее по силовой цепи электроустановку, подключенные со сторон высокого, среднего и низкого уровней напряжения, в рассечку фаз, трансформаторы тока, образующие дифференциальную схему защиты, токовые цепи и пороговые органы (реле). Недостатком такого реле является узкая область его применения.

Известно реле РТ40/Р, применяемое в качестве пускового органа в устройствах резервирования отказа выключателей УРОВ, содержащее трансформатор тока (сумматор) с тремя первичными обмотками и одной вторичной, к которой подключен через выпрямительный мост исполнительный орган. Две первичные обмотки имеют одинаковое количество витков, третья - вдвое больше.

Недостатком такого реле является ограниченная область применения реле РТ40/Р, сложность конструкции реле за счет применения активно-емкостного фильтра, отсутствие возможности регулирования уставок реле за счет изменения числа витков обмоток сумматора.

Известна схема соединения трансформаторов тока по схеме треугольника, а обмоток реле в звезду, содержащая силовую цепь, подключенные в рассечку фаз трансформаторы тока, образующие указанную схему, токовые цепи и пороговые органы (реле). Недостатком такой схемы является чувствительность реле защиты к токам прямой последовательности, т.е. реагирование защиты на симметричные виды коротких замыканий и перегрузок, что ограничивает область ее применения. Данная схема взята за прототип, как наиболее близкая по совокупности существенных признаков с заявленным изобретением.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение чувствительности устройства фильтра, возможность фиксации токов обратной последовательности путем включения одного дифференциального реле в трехфазные токовые цепи защиты, расширение диапазона регулирования уставок фазного тока обратной последовательности фильтра, упрощение схемы (отказ от компенсации токов нулевой последовательности), унификация релейной номенклатуры, снижение трудозатрат и времени на ее наладку и обслуживание.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается за счет того, что устройство для фильтра токов обратной последовательности трехфазной электрической установки, содержащее по силовой цепи трехфазную сеть, в рассечку фаз которой включены трансформаторы тока, соединенные между собой по схеме треугольника, токовые цепи и пороговый орган (реле), имеющий уравнительные с выводами 1 и 3, дифференциальную (рабочую) с выводом 6 обмотки, соединенные между собой на выходах 2 и 4, отличается тем, что полярные выводы трансформаторов тока разных фаз подключены к одному дифференциальному реле, причем полярный вывод трансформатора тока первой фазы подключен к выводу первой уравнительной обмотки дифференциального реле, полярный вывод второй фазы подключен к выводу второй уравнительной обмотки дифференциального реле, полярный вывод третьей фазы подключен к выводу дифференциальной (рабочей) обмотки дифференциального реле.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем - устройство для фильтра токов обратной последовательности трехфазной электрической установки, содержащее по силовой цепи трехфазную сеть, в рассечку фаз которой включены трансформаторы тока, соединенные между собой по схеме треугольника, токовые цепи и пороговый орган (реле), имеющий уравнительные с выводами 1 и 3, дифференциальную (рабочую) с выводом 6 обмотки, соединенные между собой на выводах 2 и 4, особенность заключается в том, что полярные выводы трансформаторов тока разных фаз подключены к одному дифференциальному реле, причем полярный вывод трансформатора тока первой фазы подключен к выводу первой уравнительной обмотки дифференциального реле, полярный вывод второй фазы подключен к выводу второй уравнительной обмотки дифференциального реле, полярный вывод третьей фазы подключен к выводу дифференциальной (рабочей) обмотки дифференциального реле, что поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображены принципиальные схемы первичной (силовой) и вторичной токовых цепей фильтра токов обратной последовательности. На фиг. 2 - 5 изображены векторные диаграммы токов в токовых цепях и дифференциальном реле устройства.

Фильт токов обратной последовательности содержит трехфазную первичную сеть 7, 8, 9, трансформаторы тока 10, 11, 12, включенные в рассечку фаз первичной (силовой) цепи, дифференциальное реле 13, имеющее первую 14, вторую 15 уравнительные и дифференциальную (рабочую) 16 обмотки, токовые цепи 17, 18, 19, соединяющие соответствующие трансформаторы тока 10, 11, 12 с выводами дифференциального реле 13-1, 2, 3, 4, 6.

Устройство для фильтра токов обратной последовательности работает следующим образом. При включении в сеть 7, 8, 9 устройства в силовой цепи последнего протекают первичные токи I_a, I_b, I_c, которые преобразуются в трансформаторах тока 10, 11, 12 во вторичные токи i_a, i_b, i_c, а затем суммируются в схеме треугольника трансформаторов тока 10, 11, 12, что изображено на фиг. 2, в токи i_a-i_b, i_b-i_c, i_c-i_a, которые по проводам (токовым цепям) 17, 18, 19 протекают через первую 14, вторую 15 уравнительные и дифференциальную (рабочую) 16 обмотки реле 13 по своим фазным контурам протекания токов, причем за счет абсолютной симметричности схемы в номинальном режиме ее работы через каждую из обмоток 14, 15, 16 реле 13 одновременно протекают по два фазных тока двух токовых фаз сети и направленных по контурному протеканию схемы встречно. Поскольку уравнительные 14, 15 и дифференциальная (рабочая) 16 обмотки расположены на одном среднем стержне магнитопровода дифференциального реле 13, то суммарные токи в обмотках 14, 15, 16 и магнитные потоки от них в магнитопроводе реле 13 при любых симметричных режимах равны нулю и следовательно защита не работает. Токи нулевой последовательности также не выходят за пределы треугольника трансформаторов тока, не имея пути для замыкания через реле. Устройство сработает при асимметрии токов и потоков в реле 13, превышающей заданный порог чувствительности (выбранную уставку) исполнительного органа (реле) 13. Следовательно фильтр токов обратной последовательности фиксирует несимметричные междуфазные короткие замыкания в силовой цепи 7, 8, 9 с временем работы вплоть до нулевого значения.

При одинаковом числе витков уравнительных первой 14, второй 15 и дифференциальной (рабочей) 16 обмоток фильтруется только составляющая несимметричного тока короткого замыкания (КЗ) обратной последовательности (I₂).

При различных соотношениях числа витков уравнительных (первой и второй) и дифференциальной обмоток в зависимости от режима работы сети и расчетных, выбранных из возможностей технических данных реле по токам I₁ и I₂ фильтруется I₁ + KI₂.