Устройство для направленной защиты от замыкания на землю в компенсированной сети переменного тока

Устройство для направленной защиты от замыкания на землю в компенсированной сети переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflVSËÈH

3151) Н 02 Н 3 16

««?

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

49 С.««

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3379830/24-07 (22 ) 11.01.82 (46 ) 2 3. 05. 83. Бюл. 9 19 (72 ) О.В. Лебедев, A.М. Чухин и В.A. Шуин (71 ) Ивановский ордена "Знак Почета" энергетический институт им. В.И.Ленина (53 ) 621.316 ° 925(088.8 ) (56 ) 1.Авторское свидетельство СССР

9 723717, кл. Н 02 Н 7/26, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 476632, кл. Н 02 Н 3/16, 1975. (54 3(57 ) 1 УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ЗМЫКАНИЯ HA ЗЕМЛИ В

КОМПЕНСИРОВАННОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА, содержащее измерительный преобразователь напряжения, подключенный через фазовращатель к генератору опорного сигнала, а также на каждом защищаемом присоединении сети измерительные преобразователи тока нулевой последовательности и частотные фильтры, выходы которых через логический

„„SU„„1019536. A блок сравнения знаков подключены к исполнительному органу, о т л и ч аюце е с я тем, что, сцелью повышения чувствительности, введены блок . подавления составляющей промышленной частоты и для каждого защищаемого присоединения блоки перемножения, первые входи которых подключены к выходам своих измерительных преобразователей токов нулевой после довательности, вторые входы через блок подавления составляющей промышленной частоты подключены к выходу генератора опорного сигнала, а выходы блоков перемножения подключены к входам соответствующих частотных фильтров, причем в качестве генера- Я тора опорного сигнала использован генератор суммы гармоник, кратных промышленной частоте.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю ц с е с я тем, что в Качестве частотных фильтров использованы фильтры постоянной составляющей.

1019536

Изобретение относится к электро технике и энергетике и может быть использовано для определения поврежденного присоединения при устойчивых замыканиях на землю в компенсированных сетях. S

Известно устройство для защиты, выполненное на базе синхронного детектора, содержащее датчики входных сигналов, подключенные к двум входам множителя, выход которого подключен I0 через фильтр постоянной составляющей к исполнительному органу (1).

Для защиты сети с компенсированной нейтральв сигналы на входе множителя могут оказаться недостаточны- 15 ми для надежной работы устройства.

Известно также устройство для централизованной направляющей защиты от замыканий на землю, работа которого основана на выделении из тока нулевой последовательности каждого присо

20 единения составляющей 3-й гармоники и определения ее направления по отношению к постоянному по уровню опорному (поляризуемому ) напряжению трой ной частоты, получаемом от генератора опорного сигнала, выполненного на базе утроителя частоты, питаемого от источника, подключенного к шинам (2j.

Однако возможности обеспечения устойчивости функционирования устройства ограничены, так как оно реагирует только на одну 3-ю гармоническую составляющую, в то время как состав высших гармоник тока нулевой 35 последовательности и их уровни не только различны в различных сетях, но и зависят от режима работы сети, степени компенсации, уровня напряжения .и других факторов.

Целью изобретения является повышение чувствительности.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для направленной защиты от замыкания на землю в ком- 45 пенсированной сети переменного тока, содержащее измерительный преобразователь напряжения, подключенный через фаэовращатель к генератору опорного сигнала, а также на каждом защищаемом присоединении сети измерительные преобразователи тока нулевой последовательности и частотные

Фильтры, выходы которых через логический блок сравнения знаков подключены к исполнительному органу, введены блок подавления составляющей промышленной частоты и для каждого защищаемого присоединения блоки пере; множения, первые входы которых подключены к выходам своих измерительных преобразователей токов нулевой последовательности, вторые входы через блок подавления составляющей промышленной частоты подключены к выходу генератора опорного сигнала, 65 а выходы блоков перемножения подключены к входам соответствующих частотных фильтров, причем в качестве генератора опорного сигнала.использован генератор суммы гармоник, кратных промышленной частоте.

При этом в качестве частотных фильтров используются фильтры постоянной составляющей.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содеРжит блоки 1 переяножения и частотные фильтрЫ 2 постоянных составляющих по числу присоединений защищаемого объекта, генератор 3 суммы гармоник, кратных промышленной частоте, включенный на напряжение сети через фазовращатель 4, трансформатор 5 напряжения, блок 6 подавления составляющей промышленной частоты. Логический блок 7 сравнения знаков, сравнивающий знаки постоянных.составляющих на выходах блоков 2, подключен к исполнительному органу (не показанj. Блоки перемножения подключены к измерительному преобразователю 8 тока нулевой последовательности, На один иэ входов блоков 1 перемножения (в качестве которых могут быть использованы, например, интегральные микросхемы перемножения двух величин ) от измерительных преобразователей 8 тока нулевой последовательности подается сигнал, пропорциональный току нулевой последовательности соответствующего присоединения и содержащий в общем случае составляющую основной частоты сети

Е = 50 Гц и кратные ей высшие гармонические составляющие. На другие входы блоков перемножения подается сигнал, представляющий сумму высших гармоник, кратных основной частоте сети f = 50 Гц, от генератора 3 высших гармоник. В качестве такого генератора может быть использован нелинейный преобразователь синусоидального напряжения сети в несинусоидальное напряжение (например, пик-трансформатор, подключенный через трансформатор

5 напряжения на напряжение сети ).

Для подавления основной гармоники с частотой f = 50 Гц в выходном напряжении генератора высших гармоник служит блок (фильтр ) 6.

При эамыкании на землю, ток нулевой последовательности 1 „ неповрежденного присоединения, имеющего емкость фазы по отношению к земле C„, равен

3> >ЬС„Ф X. Uo„ð cîâ (IIIó Ñ+÷ ),, где вщ у — частота и фаза m-й rap1М моники;

0 — напряжение нулевой последовательности.

101953б

Составитель Ю. Барабанов

Редактор P. Цицика Техред Т.Фанта .Корректор Л.Вокшан

Заказ,3719/48 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

& 4i

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ток нулевой последорательности поврежденного присоединения i равен сумме токов неповрежденных присоединений, взятых с обратным знаком, и .тока компенсирующих катушек сети, которым для высших гармоник можно пренебречь й, =4 С;-с„, )в%О (+9<) « где С - емкость фазы на землю повпоВ режденного присоединения; п - число присоединений.

Напряжение на выходе генератора 3 с учетом подавления первой гармоники блоком б равно 15

00 () X Q+sin (vupt,+9,„), % « -з и1 где U,яв, - амплитуда, частота и фаза генерируемой гар. моники, Тогда на выходах блоков 1 перемножения, подключенных к неповрежденным присоединениям, постоянные составляющие определяются соотношением ц II@

25 ()пост i « ». «"()о«()» « « ("гЧ), а на выходе .блока 1, подключенного к поврежденному присоединению, соотношением,ц

5ОСТ ПОЮ и ц аф а:;Из(-, „C; слов)т иапо 0в61и(%м-y ), где k - результирующий коэффициент преобразования измерительных преобразователей тока и бло- З5 ков перемножения.

Таким образом, знак постоянной составляющей на выходе блока перемножения, подключенного к поврежденному присоединению, всегда противоно- 40 ложен знакам постоянных составляющих. на выходах блоков перемножения, подключенных к неповрежденным присоединениям.

Постоянные составляющие на выходах блоков перемножения выделяются с помощью блоков 2, и знаки и>. сравниваются в логическом блоке 7, Логический блок 7 выполняется таким образом, чтобы сигнал появлялся только на выходе его присоединения, у которого знак постоянной составляющей на выходе блока 7 иной чем на всех остальных присоединениях. Сравнение знаков постоянных составляющих может выполняться поочередно, например, с помощью прибора, реагирующего на среднее значение электрической величины, а также с использованием логических элементов И, ИЛИ.

Для получения наибольшей чувствительности генератора 3 включается на напряжение сети через регулируе— мый фазовращатель 4. При изменении фазы напряжения, подаваемого На.вход генератора высших гармоник, меняются их начальные фазы ф««, и, следовательно, величина постоянной составлякщей на выходах блоков перемножения. Фазовращатель устанавливают в такое положение, при котором постоянные составляющие сигналов на выходах блоков перемножения максимальны. Для того, чтобы значения постоянных составляю-. щих сигналов на выходах блоков перемножения не зависели от того, какая из трех фаз сети повреждена, генератор высших гармоник целесообразно включить на напряжение нулевой последовательности.

При выполнении устройства всегда можно обеспечить уровень высших гармо. ник. на выходе генератора 3 с запасом, превышающим уровень, необходимый для устойчивой рабсвы блоков перемножения, т.е. требуемую чувствительность по поляризующей величине, что повышает надежность обнаружения поВреждения.