186660. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés gyűjtősínek zárlatvédelmére
1 186 660 A találmány tárgya eljárás és berendezés gyűjtősínek zárlatvédelmére. A gyűjtősínek zárlatvédelmére régóta ismert és alkalmazott olyan megoldás, amelynél a több gyűjtősínes rendszerben szakaszolók segédérintkezőinek felhasználásával az áramváltó szekunder köröket a primer körök diszpozíciójának megfelelő kapcsolásba hozzák, és így egy-egy gyűjtősín szakaszra ellenőrzik a Kirchhoff csomóponti törvény teljesülését. Ezt a kapcsolást fázisonként, vagy összegező áramváltó alkalmazásával a három fázisáram valamilyen alkalmas összegére hozzák létre. Ha valamelyik gyűjtősín szakaszon zárlat lép fel, akkor a zárlatos szakasz áramváltó szekunderéin ek öszszegző ágában a leágazási áramok összege, azaz a zárlati árammal arányos áram fog folyni, míg az ép szakaszoknál ez az összeg nulla lesz. Pontosabban csak közel nulla, mert az áramváltók különbözősége, vagy egyes áramváltók esetleges telítődése miatt mindig folyik egy bizonyos nagyságú hibaáram. A hibaáram miatt az összegágban nem alkalmazható egyszerű túláramelem, hanem egy ún. fékezéssel rendelkező differenciálrelét kell alkalmazni. A fékezés mértéke általában állítható és attól függ, hogy a leágazási áramváltóknak mekkora a hibájuk az adott gyűjtősín szakasz zárlatára. Fékezési jelként általában áz egyes gyűjtősín szakaszok leágazási áramai abszolút értékének összegével arányos jelet alkalmaznak, tehát egyenirányítás után összegzik a leágazási áramokat a szakaszolók állásának megfelelően. Hátránya ennek az abszolút érték összegezési eljárásnak, hogy belső zárlat esetén is igen nagy fékezésijei lép fel, amely a védelem sebességének csökkenését vonja maga után, és a nem fázisonkénti kiépítés esetén földrövidzárlat esetén túlfékezést eredményezhet. Hátrányos még ezen kívül, hogy a primer körök diszpozíciójának követése miatt szükséges sok átkapcsoló elem költséges, és az elemek nagy száma a meghibásodási valószínűséget növeli. A találmány szerinti eljárás és berendezés olyan zárlatvédelmet ad, amely átkapcsolásmentes és fékező jelként az összes gyűjtősín szakasz leágazási áramai közül a legnagyobbal arányos jelet használ. A találmány tehát egyrészt eljárás gyűjtősínek zárlatvédelmére, amelynek során a gyűjtősín differenciálreléjének fékezésére jelet állítunk elő, és az jellemzi, hogy fékezési jelként a mindenkori legnagyobb leágazási árammal arányos jelet állítunk elő, és ezt a fékezési jelet használjuk minden egyes gyűjtősín szakaszra. A találmány másrészt berendezés gyűjtősínek zárlatvédelmére, amelynek az egyes gyűjtősín szakaszok differenciálreléjét fékező jelet előállító, a gyűjtősín szakaszok leágazásainak áramváltóihoz csatlakoztatott áramköre van. A találmány szerint a leágazások áramváltóihoz maximumkiválasztó egység csatlakozik, amelynek fékezési jelet szolgáltató kimenete valamennyi gyűjtősín szakasz differenciálreléjéhez csatlakoztatva van. A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakjában a maximumkiválasztó egység leágazási áramokkal táplált közbenső áramváltókat, ezek szekunder körére csatlakoztatott ellenállásokat és az ellenállásokhoz kapcsolt egyenirányítókat tartalmaz, amely egyenirányítók egyenoldala egymással párhuzamosan van kapcsolva. Úgy is kialakítható a találmány szerinti berendezés, hogy a maximumkiválasztó egység leágazási áramokkal táplált közbenső áramváltókat és ezek szekunder körére csatlakoztatott egyenirányítókat tartalmaz, amely egyenirányítók egyenoldala ellenálláson keresztül sorosan van kapcsolva. A találmány szerinti megoldásnál jelentős gazdasági előnyt biztosít az a tény, hogy a fékezési ágban elmaradhatnak a szokásos kapcsolóelemek. Ezzel egyben az üzembiztonság is növekedik. További előny még, hogy a megoldás egyfázisú földrövidzárlatok esetén sem okoz túlfékezést. A találmányt a továbbiakban a rajzokon szemléltetett előnyös kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti berendezés elvi kapcsolási vázlata, a 2. és 3. ábra pedig a találmány szerinti berendezés maximumkiválasztó egységének egy-egy kiviteli alakját mutatja egyszerűsített kapcsolási rajzzal. Az 1. ábrán látható gyűjtősín rendszer I, II, ... m gyűjtősín szakaszokból áll, amelyekhez At, A2, ... An, An+i, ... Ak, Ak+1, ... A[ áramváltókon keresztül 1, 2, ... n, n+ 1, ... k, k + 1, ... 1 leágazás csatlakozik. Az 1, 2, ... 1 leágazások természetesen bármelyik I, II, ... m gyűjtősín szakaszra csatlakozhatnak, az áttekinthetőség végett csak egy lehetséges diszpozíciót ábrázolunk. Az I, II, ... m gyűjtősín szakaszok közötti áthidalások a megfelelő gyűjtősín szakasz számára szintén n + 1, k + 1, ... leágazásokat képeznek. Az 1, 2,... 1 leágazások A,, A2, ... An, An+1, ... Ak, Ak+1, ... A, áramváltóinak szekunder körei M maximumkiválasztó egység bemeneteire csatlakoznak. Az M maximumkiválasztó egység olyan áramköröket tartalmaz, amely a bemenetéin lévő jelek közül mindenkor a legnagyobbat szolgáltatja K kimenetén. Tételezzük fel, hogy zárlat lép fel az I gyűjtősín szakaszon, ez esetben az 1. ábrán feltüntetett nyilak jelzik az I|, I2 » ... I) áramok folyásának irányát, amelyek öszszege az egyes I, II, ... m gyűjtősín szakaszokra az alábbi lesz: r1-i1+i2 + ..,+ïn+in+1=Tz îll - Jn+i +ïn+2 + ••• +ïk + ík+i = Ihll - 0 ïm =ïk+i +ïk+2 + ».+ Ij=Ihm -0 A fenti képletekben I7 a zárlati áram, Ihn és Ihm pedig a II illetve m gyűjtősín szakasz hibaárama. A fékezési jelet csakis az I gyűjtősín szakaszra csatlakozó 1, 2, ... n, n + 1 leágazások közül az egyik szolgáltatja, mivel az n + 1 leágazáson folyó áram az n + 2, ... 1 leágazásokon folyó áramok összege, tehát vagy az n + 1 leágazás árama, vagy valamelyik 1, 2,... n leágazás árama a legnagyobb. A működés szempontjából mindegy, hogy melyik áram a legnagyobb, nagy valószínűséggel igaz, hogy az. n + 1 leágazás árama lesz a legnagyobb. A továbbiakban ezt feltételezzük. A zárlatvédelem megszólalásának az a feltétele, hogy az adott I, II, ... m gyűjtősín szakaszra a leágazási áramok vektoriális összege nagyobb legyen a fékezési jelnél. A kettő összefüggése az I,II, ...m gyűjtősín szakaszra az alábbi: I, > C-Tn+I Ihll <"' C-In+1 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
