Защита от обрыва фазы при питании с берега

Для защиты электроэнергетической системы от работы на двух фазах и для подачи сигнала о снижении напряжения при питании с берега применяется устройство ЗОФН. Оно рассчитано на работу в сетях трёхфазного переменного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц при токе нагрузки 800 или 1500 А в зависимости от модификации трансформаторов тока.

Устройство работает в судовых условиях при температуре окружающего воздуха от + 5 до + 50º C, длительных отклонениях напряжения ± 10% и частоты ± 3% от номинальных значений, а также при перегрузках по току сверх номинальных значений (10% в течении 2 ч, 25% в течении 30 мин, 50% в течении 1 мин).

Устройство рассчитано таким образом, чтобы не происходило ложных срабатываний при возникновении следующих отклонений от нормального состояния в сети:

симметричных (трёхфазных) и несимметричных (двухфазных и однофазных) коротких замыканий;

симметрии токов нагрузки, доходящих до 25%;

набросов любой нагрузки (по величине и характеру) и сбросов нагрузки до нуля;

кратковременных колебаний напряжения от - 25 до + 13% и частоты тока от - 6 до + 4% относительно номинальных значений.

ЗОФН состоит из двух блоков: блока защиты и сигнализации, смонтированных в одном корпусе, и блока трансформаторов тока.

Функциональная схема ЗОФН изображена на рис.18.

Рис. 18 Функциональная схема ЗОФН

Блок защиты и сигнализации включает в себя три узла: измерительный, исполнительный и узел сигнализации.

Измерительную часть схемы составляют: выпрямительный мост В1, измерительное реле Р1, а также элементы форсировки и ограничения тока в обмотке этого реле - конденсатор C1 и сопротивление R1. Питание реле Р1 получает через выпрямитель В1, подключённый к вторичным обмоткам W2 трансформаторов тока, которые соединены в открытый треугольник.

Исполнительную часть схемы составляют: трёхфазный выпрямитель В2, исполнительное реле Р2, элементы выдержки времени срабатывания этого реле - конденсатор С2 и сопротивление R2, а также шунтирующее сопротивление Rш. Питание на выпрямитель В2 поступает от вторичных обмоток W3 трансформаторов тока, соединённых в звезду.

Узел сигнализации содержит реле Р3, получающее питание через выпрямитель В3 и блок стабилитронов Ст1 и Ст2 от понижающего трансформатора Тр, включённого на линейное напряжение системы.

Блок трансформаторов тока состоит из трёх специальных быстро насыщающихся двухобмоточных трансформаторов тока ТТ1, ТТ2, ТТ3.

Работа защиты от обрыва фазы основана на принципе суммирования третьих гармонических составляющих ЭДС, возникающей в обмотках W3, соединённых в звезду.

При ненасыщенной магнитной системе трансформаторов тока сумма ЭДС вторичных обмоток W2 будет равна нулю. В случае насыщения сердечников трансформаторов тока форма ЭДС вторичных обмоток резко отличается от синусоидальной и по обмотке W2 протекают третьи гармонические составляющие тока. На выводах обмоток трансформаторов тока, т.е. на выпрямителе В1, будем иметь утроенную величину третьей гармоники ЭДС.

Третьи гармонические составляющие ЭДС воздействуют на измерительную часть схемы, контролируя неисправность фаз.

ЭДС вторичной обмотки W2 воздействует на исполнительную часть схемы (реле Р2), приводя сигнал об обрыве фазы к исполнителю.

При нормальной работе системы и насыщенных сердечниках трансформаторов тока и в их вторичных обмотках W2 третьи гармоники ЭДС, суммируясь, воздействуют на измерительное реле Р1, которое, сработав, разомкнёт свой размыкающий контакт в цепи обмотки исполнительного реле Р2. Обмотки W3 трансформатора, соединённые в звезду через выпрямитель В2, нагружены только на сопротивление RШ.

В случае обрыва какой-либо фазы токи в исправных фазах будут равны по величине и сдвинуты по фазе на 180º. Во вторичных обмотках трансформаторов тока, соединённых последовательно, наводятся равные по величине и противоположные по направлению ЭДС, результирующая которых на выходе будет равна нулю. Реле Р1, потеряв питание, подключает своим размыкающим контактом реле Р2 на выход выпрямителя В2. При этом конденсатор C2 и сопротивление R2 создают медленное нарастание напряжения на реле Р2, т.е. выдержку времени при срабатывании. Реле Р2, сработав, подаёт импульс на отключение автомата питания с берега.

При нормальном напряжении в системе стабилитроны Ст1 и Ст2 открыты, реле Р3 находится под напряжением и его замыкающие контакты размыкают цепь сигнализации. Снижение напряжения системы на 15 - 20% приводит к тому, что стабилитроны запираются, реле Р3 теряет питание и замыкает свой контакт, подавая импульс на включение сигнализации.

Лучшие статьи по информатике

Проектирование приборов времени
В данной курсовой работе предстоит спроектировать часовой механизм с целью закрепления теоретических сведений, полученных при прослушивании курса лекций, и ...

Сравнительный анализ социальных сетей
Мы живем в 21 веке в эпоху бурного развития информационных технологий. Мобильные устройства, интернет и «умная» бытовая техника присутствуют в каждом ...

Схемотехника параметрических, линейных и импульсных стабилизаторов напряжения постоянного тока
Для выполнения курсовой работы были выбраны две схемы источников вторичного электропитания с линейным и импульсным регулированием. Импульсное регулировани ...