Устройство для защиты от замыкания на землю фазы воздушной сети с изолированной нейтралью напряжением свыше 1000в

Устройство для защиты от замыкания на землю фазы воздушной сети с изолированной нейтралью напряжением свыше 1000в

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

««. р

Н. И, Зуль, А. И. Селивахин и M.À. Юндин (72) Авторы изобретения

Московский ордена Трудового Красного Знамени: институт инженеров сельскохозяйственного производства им. В ° П. Горячкина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕИДО

ФАЗЫ ВОЗДУШНОЙ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЫ

НАПРЯЖЕНИЕМ СВЫШЕ 1000 В

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройству, защищающему людей от поражения элект рическим током в сети напряжением свыше 1000 В. с изолированной нейтралью и определяющему расстояние до места повреждения от шин подстанции.

Замыкания фазы сети на землю по причине ухудшения изоляции или из-за механических повреждений необходимо ликвидировать в кратчайший срок, поскольку, во-первых, они увеличивают опасность поражения лодей электрическим током, во-вторых, способствуют перерастанию в межфазные короткие замыкания, а при длительном протекании тока замыкания на землю возрастает вероятность порчи электрооборудования сетей.

Известно устройство для защиты от замыкания фазы сети на землю, благодаря которому производят обнаружение и замыкание поврежденной фазы сети и которое содержит замыкающие контакты, 2 включенные между землей и фазами сети, безынерционный .блок сравнения, источник опорного напряжения на базе трансформатора с трехфазным двухполупериодным выпрямителем (1 .

5 Однако укаэанное устройство обеспечивает лишь безопасность в электри" ческих сетях, не решая вопроса об измерении расстояния до места замыкания на землю.

Известно также устройство дистанционного определения места замыкания на землю, содержащее генератор, преоб разователь частоты и напряжения, орган измерения, пороговый элемент и

1 . элемент присоединения, подключенный к сети. Данное устройстбо, используя способ наложения токов, позволяет определить расстояние до места замыкания без отключения потребителей (2 .

Недостатками данного устройства являются значительное влияние частот помех на точность измерения и Отс тст»

24 ф да органа измерения реактивной составляющей сопротивления, третий вход которого присоединен к измерительному трансформатору напряжения, причем выход органа измерения реактивной составляющей сопротивления соединен с первым входом элемента блокировки на время проведения замера, второй вход которого присоединен ко второму выходу органа выявления поврежденной фазы, при этом элемент блокировки на время проведения замера соединен своими выходами с блоком пофазного включения неповрежденной фазы, со вторым входом блока пофазного включения поврежденной фазы и с релейными защитами присоединений.

Кроме того, токоограничивающий элемент может быть выполнен в виде резистора, колебательного контура или конденсатора.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит орган выявления поврежденной фазы 1 (ОВПФ), присоединенный входными клеммами через фильтры 2 и 3 к измерительному трансформатору 4 напряжения, а выходнымик блоку пофазного включения поврежденной фазы 5 (БПВПФ) и к элементу блокировки на время проведения замера 6 (ЭБ). ЭБ б, получая сигнал от органа измерения реактивной -составляющей сопротивления 7 (ОИ), воздействует на цепи репейных защит присоединений, на

БПВПФ 5 и на блок пофазного включения неповрежденной фазы 8 (БПВНФ), который, в свою очередь, управляет работой коммутационных элементов 9- 12.

Кроме этого, на элементы 9-11 воздействует еще и БПВПФ 5. Коммутационные элементы 9-11 пофазно соединяют фазы сети через токоограничивающий элемент

13 с контуром заземления подстанции.

При замыкании в сети фазы на землю, данное замыкание автоматически переводится в искусственно создаваемый режим двойного замыкания на время, достаточное для определения расстояния до точки повреждения, после чего искусственное двойное замыкание вновь автоматически переводится в замыкание на землю с последующим шунтированием места повреждения.

Устройство работает следующим образам.

При отсутствии повреждения коммутационные элементы 9-12 находятся в отключенном положении. При замыкании, 3 10032 вие электробезопасных мер при его реализации.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство защиты от замыкания фазы сети на землю путем автоматического шунтирования однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, выявляющее наличие замыкания в сети и поврежденную фазу по факту повышения напряжения на фазе,1О опережающей поврежденную в схеме прямой последовательности и производящее автоматическое включение соответствующей фазы выключателя с пофазным управлением на контур заземления подстанции 3 ).

При этом процесс отыскания повреждения удлиняется от нескольких часов до суток, так как дальнейшее определение места замыкания в режиме шунти- gg рования осуществляется оперативным персоналом при помощи переносных приборов типа "Поиск", "Волна" или "Зонд", для обеспечения работы которых в контур искусственного. замыкания на землю 25 включают генератор тональной частоты.

Цель изобретения †. расширение функциональных возможностей устройства путем измерения расстояния до места замыкания фазы воздушной сети с изолированной нейтралью.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты от замыкания на землю фазы воздушной сети с изолированной нейтралью напряжением свыше 1000 В, содержащее подключенный . 35 к измерительному трансформатору напряжения через фильтры нулевой и прямой последовательстей орган выявления поврежденной фазы, соединенный через блок пофазного включения поврежденной фазы с приводами трех коммутационных элементов, включенных между фазами сети и землей, дополнительно введены токоограничивающий элемент, четвертый . коммутационный элемент, орган измереДЯ ния реактивной составляющей сопротивления, элемент блокировки на время проведения замера, блок пофазного включения неповрежденных фаз, прйчем последний соединен с каждым из трех приводов упомянутых коммутационных элементов, а также с приводом четвертого коммутационного элемента, шунтирующего токоограничивающий элемент и включенного между общей точкой трех коммутационных элементов и землей, при этом между токоограничивающим элементом и землей включены два вхоформула изобретения

5 10032 например фазы 14 на землю, на,измерительном трансформаторе происходит изменение фазных напряжений. При этом в фильтре 3 сработает реле 15, скоммутировав свои контакты 16 и 17, а в фильтре 2 срабатывают реле 18. и 19 максимального напряжения, которые КоМ мутируют соответственно свои контакты

20"23 в ОВПФ 1. Этим достигается вы" бор поврежденной фазы, что проявляет- 10 ся в срабатывании реле 24, принадлежащем ОВПФ 1. Срабатывание реле 24 вызывает замыкание контактов 25 и 26 в БПВПФ 5 и БПВНФ 8 соответственно.

Одновременно с реле 24 срабатывает и реле 27 в ЭБ 6, коммутируя свои контакты 28 .и 29 в ЭБ 6 и контакт 30 в

БПВНФ 8. В результате этого в БПВНФ

8 получит питание катушка 31 электромагнита, принадлежащая приводу комму- 20 тационного элемента (вторая катушка

32, находящаяся в БПВПФ 5, этого же коммутационного элемента, обесточена при этом), вызвав срабатывание послед него. Таким образом, замыкание на зем- 25 лю фазы 14 искусственно переводится . в двойное замыкание фаз 14 и 33. Через токоограничивающий элемент 13 начнет протекать ток. B это время начинает свою работу ОИ 7, в котором опре- зв деляется реактанс поврежденного участка воздушной линии. Происходит это следующим .образом.

Поступающие величины тока и напряжения от измерителей 34 и 4 соответ: ственно преобразовываются и выпрямляются посредством элементов 35-42 в удобную для работы аналогового делителя 43 форму. С аналогового делителя 43 информация о величине реактанса поступает на указатель 44. Одновременно с этим в ОИ 7 посредством контакта 45 токового реле 46 включается реле 47 времени, которое коммутирует свои контакты 48-51, находящиеся в различных цепях устройства. Так в ЭБ б контакт 49 обесточивает реле 27, при этом с выдержкой времени контакт

51 включит реле 52, которому принад-. лежат контакты 53-56. Срабатывание реле 52 и отпадание реле 27 приводят к тому, что коммутационный элемент 11 возвращается в исходное положение, при этом коммутационный элемент 9„ включающий электромагнит 57 которого

„55 получает питание, включается и шунтирует токоограничивающий элемент 13.

После отключения элемента 11 электромагнитом 58 контакты положения комму24 б тационных элементов 59- 61 также возвращаются в исходное состояние, В результате этого в БПВПФ 5 получает питание электромагнит 62, который включит коммута цион ный элемен т 9 (второй электромагнит 63 этого же элемента обесточен). Электромагниты 64 и 65, принадлежащие коммутационному элементу 10, и электромагниты 31 и 32 коммутационного элемента 11 при этом оказываются заблокированными. Таким образом, место замыкания на землю фазы 14 оказывается зашунтированным.

После устранения повре>::дения устройство автоматически возвращается в ис" ходное положение. Аналогично работает устройство при..замыкании на землю на любой другой фазе, воздействуя через соответствующие элементы: 66-74.

ОВПФ 1 представляет собой группу промежуточных реле напряжений, срабатывающих в последовательности, зависящих от работы фильтров напряженйя

2 и 3.

Исполнение БПВНФ 8 аналогично

БПВПФ 5 и отличается от последнего порядком чередования переключений электромагнитов коммутационных элементов.

ЭБ 6 выполнен в виде релейно-контактного блока, алгоритм функционирования которого состоит в запрете действия релейных защит присоединений и

БПВПФ 5 при разрешении работы БПВНФ 8 во время появления замыкания на землю в сети. После вычисления реактан" са поврежденного участка сети ЭБ 6 осуществляет функцию запрета работы

БПВНФ и снимает запрет действия релейных защит присоединений и БПВПФ.

ОИ 7 может быть выполнен по принципу известных устройств, например омметра реактивного сопротивления, Использование предлагаемого устройства сокращает величину ущерба от недоотпуска электроэнергии за счет измерения расстояния до места замыкания фазы сети на землю и скорейшего устранения данного повреждения.

1. Устройство для защиты от замыкания на землю фазы воздушной сети с изолированной нейтралью напряжением свыше 1000 В, содержащее подключенный к измерительному трансформатору напряжения через фильтры нулевой

7 10032 и прямой последовательностей, орган выявления поврежденной фазы, соединенный через блок пофазного включения поврежденной фазы с приводами трех коммутационных элементов, включенных между фазами сети и землей, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможнос" тей путем измерения расстояния до места замыкания фазы сети на землю, в 10 него дополнительно введены токоограничивающий элемент, четвертый коммутационный элемент, орган измерения реактивной составляющей сопротивления, элемент блокировки на время про- 1$ ведения замера, блок пофазного вклю" чения неповрежденной фазы, причем последний соединен с каждым из трех приводов упомянутых коммутационных элементов, а также с приводом четвертого zo коммутационного элемента, шунтирующе" го токоограничивающий элемент и вклю- ченного между общей точкой трех ком-мутационных элементов и землей, при этом между токоограничивающим элемен- 2S том и землей включены два входа органа измерения реактивной составляющей сопротивления, третий вход которого присоединен к измерительному трансфор. матору напряжения, причем выход орга-щ на измерения реактивной составляющей сопротивления соединен с первым входом элемента блокировки на время прозедения замера, второй вход которого присоединен ко второму выходу органа выявления поврежденной фазы, при этом элемент блокировки на время проведения замера соединен своими выходами с блоком пофазного включения неповрежденной фазы, со вторым входом блока пофазного включения поврежденной фазы и с релейными защитами присоединений.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в качестве токоограничивающего элемента использован резистор.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что. в качестве токоограничивающего элемента использован колебательный контур.

4. Устройство fe и. 1, о т л и ч а" ю щ е е с я тем, что в качестве токоограничивающего элемента использован конденсатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

N 744823, кл. Н 02 Н 3/16, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР N 828127, кл. 6 01 R 31/08, 1978.

3. Указания по разработке и внедрению автоматизации в распределительных сетях энергосистем Белглавэнерго, Минск, Белглавэнерго 1980, с. 36.

1003224

ВНИИПИ Заказ 1580/39 Тираж 615 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная., 4