Пристрій для струмового захисту від пошкоджень в мережі змінного струму

Винахід відноситься до електроенергетики, конкретно, пристроїв захисту та автоматики і може бути використаний для розробки пристроїв захистів елементів електроенергетичних систем. Найближчим по технічній суті до рішення, що заявляється, є пристрій для струмового захисту від пошкоджень в мережі змінного струму (Авт. св. СРСР №741361, опубл. Бюл. №22, 1980), який містить послідовно ввімкнені давач струму, пристрій порівняння і виконавчий пристрій, а також пристрій формування уставки, який з'єднаний з другим входом пристрою порівняння. Однак даний пристрій має низьку чутливість і малу зону дії. В основу винаходу поставлене завдання створення пристрою для струмового захисту від пошкоджень в мережі змінного струму, який би дозволив, за рахунок введення нового елементу, підвищити чутливість струмових захистів, а також збільшити зону їх дії. Поставлене завдання вирішується тим, що у пристрої для струмового захисту від пошкоджень в мережі змінного струму, який містить послідовно ввімкнені давач струму, пристрій порівняння і виконавчий пристрій, а також пристрій формування уставки, який з'єднаний з другим входом пристрою порівняння, згідно з винаходом, додатково містить функціональний перетворювач, який ввімкнений між давачем струму і пристроєм порівняння. Введення функціонального перетворювача дозволяє перетворити діюче значення струму I в I n, і тим самим збільшити крутизну залежності I n від відстані до місця короткого замикання, що збільшує чутливість струмових захистів, а також збільшує зону їх дії. На фіг.1 зображено пристрій для струмового захисту від пошкоджень в мережі змінного струму; на фіг.2 - графік залежності струму короткого замикання від віддаленості до місця пошкодження. На кресленнях позначено: 1 - давач струму, 2 - функціональний перетворювач, 3 - пристрій порівняння, 4 - пристрій формування уставки, 5 виконавчий пристрій, I - миттєве значення струму, I - діюче значення струму, I n - діюче значення струму в n - ій степені, I уст. - значення струму уставки, I - залежність струму короткого замикання від віддаленості до місця пошкодження для максимального режиму, II - залежність струму короткого замикання від віддаленості до місця пошкодження для мінімального режиму, III залежність струму короткого замикання в n - ій степені від віддаленості до місця пошкодження для максимального режиму, IV - залежність струму короткого замикання в n - ій степені від віддаленості до місця пошкодження для мінімального режиму. Пристрій для струмового захисту від пошкоджень в мережі змінного струму містить послідовно ввімкнені давач струму 1, функціональний перетворювач 2, пристрій порівнняння значення I n із значенням I уст. 3 і виконавчий пристрій 5, а також пристрій формування уставки 4, який з'єднаний з другим входом пристрою порівняння 3. Сигнал від давача струму 1 подається на функціональний перетворювач 2, який перетворює струм I в I n, де n - може бути 2 або 3 і т.д. В пристрої 3 здійснюється порівняння I n з уставкою Iуст., яка задається у пристрої формування уставки 4 і у випадку, коли I n ³ I уст. спрацьовує виконавчий пристрій 5, який формує сигнал на вимкнення пошкодженого елементу. При розрахунку струму спрацювання струмової відсічки (1 - ої ступені струмового захисту) струм спрацювання вибирається з умов відлагодження від струму трифазного короткого замикання в кінці лінії в максимальному режимі, що зменшує зону дії захисту, а чутливість, яка перевіряється при двофазному короткому замиканні на початку лінії в мінімальному режимі, не завжди задовольняється. Струм короткого замикання лінії визначається з виразу: де xc - реактанс системи; x0 - питомий опір лінії; lкз - віддаль від початку лінії до місця короткого замикання; Uc - напруга системи. Залежність струму короткого замикання від віддаленості до місця короткого замикання наведена на фіг.2 (крива I - для максимального режиму, крива II - для мінімального). У пристрої для струмового захисту від пошкоджень в мережі змінного струму, що базується на вимірюванні фазних струмів лінії, які порівнюються з уставкою, згідно винаходу вимірювальною величиною є I n, де I - значення фазного струму; n = 2, 3,... Оскільки у виразі (1) значення знаменника (a0 + b0lкз) £ 1, для реальних параметрів залежність Iкзn(3) = f(lкз) буде лежати значно вище кривих I кз(3) = f(lкз) (криві III, IV - для максимального та мінімального режиму відповідно (фіг.2)). При цьому крутизна характеристик суттєво збільшується, що збільшує коефіцієнт чутливості до значення Kчn, де Kч - коефіцієнт чутливості, який визначається з виразу При цьому зона дії захисту збільшується (фіг.2). Даний пристрій можна застосувати і для інших струмових захистів - максимального струмового захисту та струмової відсічки з витримкою часу. Наведений вище пристрій для струмового захисту від пошкоджень в мережі змінного струму може бути реалізований як аналоговими, так і цифровими пристроями і дозволить підвищити чутливість струмових захистів, збільшити зону їх дії і, як наслідок, суттєво розширити можливість застосування.