Устройство для защиты от утечек тока в трехфазной электрической сети

Устройство для защиты от утечек тока в трехфазной электрической сети

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в подп-емных трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью для защиты от поражения людей электрическим током. Пель изобретения - повышение помехоустойчивости, надежности работы, точности компенсации. Устройство содержит блоки контроля изоляции компенсации емкостных токов, реле напряжения 10, исполнительны -элемент 12, блок измерения емкости сети с генератором повышенной частоты 25, усилитель 27. Устройство работает в двух режимах: в режиме блокировочного реле утечки, когда при отключенном выключателе 20 осуществляется контроль изоляции магистрального кабеля, и в режиме утечки после включения выключателем 20 кабеля под рабочее напряжение сети. При снижении сопротивления изоляции сети оперативный ток увеличивается и при достижении им порогового значения сопротивления срабатывания якорь исполнительного элемента 12 отпадает, блокируя автоматический выключатель 20 полстанции. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 Н 02 Н 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ гэ гг г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4122110/24-07 (22) 25,06.86 (46) 15.09.88. Бюл. 1(34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт взрывоэащищенного и рудничного электрооборудования (72) В.С.Дзюбан, О.Г!.Воронцов, В.П.Кононенко, К.А.Гринь, Г.И.Мельник, С,F. Áëåéõìàí и Л.Л.Гольдфельд (53) 621.316.925(088.8) (56) Шуцкий R.È., Прудников R.Ñ., Гайдашев В.М. Совершенствование аппаратуры защитного отключения шахтных электрических сетей. — Безопасность труда в промышленности, 1983, 1(" 12, с. 28-30, Дэюбан В.С., Воронцов О,M., Прудников В.С,, Аппаратура защиты от утечек типа АЗПБ для шахтных передвижных трансформаторных подстанций.

Уголь Украины, 1978, Ф 7, с. 28-29. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ УТЕЧЕК

ТОКА В ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в подземных трехфаэных электрических сетях с изолированной нейтралью для защиты от поражения людей электрическим током. Цель изобретения — повышение помехоустойчивости, надежности рабаты, точности компенсации. Устройство содержит блоки контроля изоляции компенсации емкостных токов, реле напряжения 10, исполнительныг элемент 12, блок измерения емкости сети с генератором повышенной частоты 25, усилитель 27. Устройство работает в двух режимах: в режиме блокировочного реле утечки, когда при отключенном выключателе 20 осуществля ется контроль изоляции магистрального кабеля, и в режиме утечки после включения выключателем 20 кабеля под рабочее напряжение сети. При снижении сопротивления изоляции сети оперативный ток увеличивается и при достижении им порогового значения сопротивления срабатывания якорь исполнительного элемента 12 отпадает, блокируя автоматический выключатель 20 подстанции. 1 ил.

1424093

Изобретение относится к устройствам защиты от утечек тока в подземных трехфаэных электрических сетях с изолированной нейтралью и преднаэ5 начено для защиты от поражения людей электрическим током.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости, надежности работы, точности компенсации.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства защиты от токов утечки.

Устройство для защиты от утечек тока содержит блоки контроля изоляции 15 и компенсации емкостных токов, включающие в себя компенсирующий дроссель

1,трехфазный присоединительный трансформатор 2, источник измерительного тока, состоящий из соединенных последовательно и согласно первого 3 и второго 4 диодов, один из которых диод 4 — соединен через первый резистор 5 и третий конденсатор 6 с цепью, состоящей из включенного последова- 25 тельно и согласно с источником измерительного тока третьего диода 7 и второго резистора 8,эашунтированных замыкающим контактом 9 реле 10 наг ряжения, а первый диод 3 соединен с цепью 30

7, 8 через четвертый конденсатор 11 °

Третий конденсатор 6 соединен с исполнительным органом 12 через третий 13 и четвертый 14 резисторы, один из которых, например резистор 14, зашун35 тирован размыкающейся частью переклю0 чающего контакта 15 реле 10 напряже. ия, а также цепью, состоящей иэ пос:зедовательно включенных замыкающей асти переключающего контакта 15 ре-. 40 ле 10 напряжения и раэмыкающего контакта 16 исполнительного органа 12.

Первый 3 и второй 4 диоды присоединены к вторичным обмоткам 17 и 18 питающего трансформатора 19, первичная 45 обмотка которого включена на входе авзоматического выключателя 20, подключенного к обмоткам 21 низшего напряжения трансформатора, обмотки 22 высшего напряжения которого включают50

=я трехполюсным разъединительным выключателем 23 нагрузки. Положение контактов исполнительного органа 12 и реле 10 напряжения на схеме соответствует их состоянию при отключенном трехполюсном разъединителе-выключате55 ле 23 нагрузки, установленном на вхо.-,е обмотки 22 высшего напряжения,т.е. при снятом с трансформатора подстанции высоком напряжении 6000 В. Блок

24 измерения емкости сети с генератором 25 повышенной частоты при помощи звезды емкостей 26 присоединен к фазам сети и через цепь, состоящую из включенного последовательно и согласно с источником измерительного тока третьего диода 7 и второго резистора

8, эашунтированных замыкающим контактом 9 реле 10 напряжения, — к земле, а вход усилителя 27 соединен с блоком

24 измерения емкости сети и через пятый резистор 28 с дополнительным источником 29 питания. Выход усилителя 27 соединен с обмоткой 30 управления компенсирующего дросселя 1. ° Первый 31 и второй 32 конденсаторы источника измерительного тока через первый и второй диоды соответственно присоединены к обмоткам 17 и 18.

Исполнительный орган 12 работает на отпадание при снижении сопротивления изоляции сети и выполнен, например, в випе усилителя, вход которого эашунтирован полупроводниковым прибором, а параллельно указанному входу с полупроводниковым прибором подключены источник эталонного тока прямоугольной формы и источник измерительного тока. Выход усилителя через фильтр постоянной составляющей подключен к оперативному зеле исполнительного органа, воздействующему на цепи защитного отключения автоматического выключателя 20. После включения трехполюсного разъединителявыключателя 23 при нормальном состоянии изоляции низковольтной сети оперативное реле исполнительного органа

12 вэводится и позволяет выключателем 20 подать напряжение в электрическую цепь. В случае снижения сопротивления изоляции до опасной по условиям безопасности величины оперативный ток увеличивается и при превышении им амплитудного значения эталонного тока прямоугольной формь1 усилитель исполнительного органа будет постоянно открыт и оперативное реле исполнительного органа срабатывает (отпадает), что ведет к отключению сети автоматическим выключателем °

Устройство работает в двух режимах. В режиме блокировочного реле утечки (БРУ), когда при отключенном выключателе 20 осуществляется предварительный контроль изоляции отключено ного магистрального кабеля, и в режиз 14 ме реле утечки (РУ) после включения выключателем 20 кабеля под рабочее напряжение сети. В режиме БРУ оперативный ток I, от соединенных последовательно первого 3 и второго 4 диодов протекает по цепи: плюс второго диода 4, первый резистор 5, третий резистор 13, размыкающаяся часть переключающего контакта 15 реле 10 напряжения, исполнительный орган 12, третий диод 7, второй резистор 8, зем ля, сопротивление изоляции сети, трехфазный присоединительный трансформатор 2, компенсирующий дроссель 1, минус первого диода 3 ° При снижении сопротивления изоляции сети оперативный ток увеличивается и при дос— тижении им порогового значения сопротивления срабатывания якорь оперативного реле исполнительного органа

12 отпадает, блокируя автоматический выключатель 20 подстанции. В режиме реле утечки оперативный ток протекает по цепи: плюс второго диода 4, первый резистор 5, третий t3 и четвертый резисторы, исполнительный орган 12, замыкающий контакт 9 реле

10 напряжения, земля, сопротивление изоляции сети, присоединительный трансформатор 2, коь.ленсирующий дроссель 1, минус первого диода 3.

Для обеспечения искробезопасности в режиме БРУ в компенсирующую .цепь и в цепь разряда присоединительных конденсаторов 26 вводятся включенные последовательно третий диод 7 и второй резистор 8. Включение третьего диода 7 последовательно с вторым резистором 8 исключает резонансные явления в цепи компенсирующего дросселя 1, присоединительных емкостей

26 и емкостей сети, которые могут возникнуть при перемежающемся глухом замыкании фазы сети на землю, что нарушает искробезопасность устройства в режиме БРУ.

Для компенсации снижения сопротивления срабатывания устройства в режиме БРУ по отношению .к сопротив лению срабатывания устройства в режиме реле утечки из-эа введения в оперативную цепь второго резистора

8 s этой же цепи шунтируется четвертый резистор 14 раэмыкающейся частью переключающего контакта 15 реле 10 напряжения. Для исключения дребезга якоря оперативного реле исполнительного органа при сопр. тивлении иэоля24093

4 ции, близком к сопротивлению срабатывания, четвертый резистор l4 зашунтирован также цепью, состоящей иэ

5 последовательно включенных замыкающейся части переключающего контакта

15 реле 10 напряжения и раэмыкающего контакта 1о исполнительного органа

12. При подаче измерительного напряжения в режиме БРУ после включения раз единителя 23 исполнительный о,1ган размыкает свой контакт 16. После подачи выключателем 20 рабочего напряжения.на сеть при снижении сопротивления изоляции сети до сопротивления срабатывания якорь исполнительного органа 12 отпадает и своим контактом 16 шунтирует четвертый резистор 14 в измерительной цепи, в результате чего измерительный оперативный ток возрастает и превьппает ток срабатывания устройства, чем

% исключает дребезг якоря оперативного органа 12, и, следовательно, по25 вьплает надежность устройства.

Повышение устойчивости против ложных срабатываний при восстановлении напряжения после отключения заторможенного электродвигателя осуществля30 ется за счет выбора соотношений напряжений на первом 31 и втором 32 конденсаторах (напряжение на конденсаторе 32 должно составлять не более 207 напряжения на конденсатоЗ5 på 31) и параметров пеРвого третьего 13 и четвертого 14 резисторов и третьего 6 и четвертого 11 конденсаторов. В этом случае бросок тока при восстановлении напряжения

4О от второго диода 4 сглаживается

RC-цепью, состоящей иэ первого резистора 5 и третьего конденсатора 6, а бросок тока от первого диода 3 идет непосредственно на подразряд

45 четвертого конденсатора 11 через сопротивление изоляции сети, чем полностью исключаются броски тока в исполнительном органе 12 при восстановлении напряжения после отключения

5О заторможенного электродвигателя.

При изменении емкости сети изменяется эквивалентная емкость, вносимая в колебательный контур, подключенный к генератору 25 повьппенной частоты.

В связи с этим меняется собственная частота этого контура, состоящая иэ блока 24 измерения емкости сети, звезды емкостей 26 и емкости сети.

По мере приближения собственной часi 4240 >3 при(, е,1инения к сот) . енеpëт вышенной частоты, соединенныи с входом блока измерения емко< ти се— ти, выход которого подключен к входу усилителя, выход которого соединен с обмоткой управления компенсирующего дросселя, а также пять резисторов, три конденсатора и два диода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, надежности работы и точности

1О

30

Фор мул аизобретени я

Устройство для защиты от утечек тока в трехфазной электрической сети, содержащее последовательно соединенные компенсирующий дроссель и трехфазный присоединительный трансрматор, источник измерительного тс ка, включающий в себя первый кон(енсатор, подключенный через первый диод к первой вторичной обмотке трансформатора питания, исполнительный орган, реле напряжения, обмотка которого соединена с вторичной обмоткой присоединительного трансфор- матора, блок измерения емкости сети, подключенный к емкостному фильтру измерительного тока, при этом етии конденсатор включен параллельно исполнительному органу через третий и четвертый резисторы, причем r-,òèH из них зашунтирован размыкающей ч,зстью переключающего контакта реле напряжения, а также цепью, состоящей из последовательно включенных замыкающей части переключающеrn i,онтакта реле напряжения и размыкающс го

40 контакта исполнительного органа, а вход усилителя присоединен через пя45 тый резистор к ввовь введенному дс-полнительному источнику питания.

Составитель Ю,Зорин

Техред Л.Олийнык Корректор С,Черни

Редактор F..Koï÷à

Заказ 4694/55

Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ".ССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул ° Проектная, 4 тоты к частоте задающего генератора

25 напряжение на выходе колебательного контура блока измерения емкости сети увеличивается. Ток, пропорциональный напряжению, снимаемому с выхода блока измерения емкости сети, проходит через база-эметтерный переход усилителя 27. Кроме того, через база-змиттерный переход усилителя 27 и пятый резистор 28 проходит ток от дополнительного источника 29 питания ° В этом случае при емкости сети, равной нулю, через база-эмиттерный переход усилителя 27 проходит ток, величина которого выбирается в зависимости от требуемого тока управления компенсирующего дросселя при емкости сети, равной нулю. Этим повышается надежность работы усилителя и достигается высокая стабильность тока управления при малых емкостях сети и изменении температуры окружающей среды в широких о пределах (от минус 40 до плюс 65 С).

Таким образом, предлагаемое устройство для защиты от утечек тока в трехфазной электрической сети обладает более высокой помехоустойчивостью надежностью работы, точностью компенсации. компенсации, и источник измерительного тока дополнительно введен второй конденсатор и второй диод, включенный согласно с первым диодом, причем первый и второй конденсаторы соединены последовательно, а второй кл денсатор через второй диод соединен с второй вторичной обмоткой трансформатора питания, второй конденсатор соединен через первый резистор и третий конденсатор с блоком измерения емкости и с вновь ввеленной цепью, состоящей из включенного пос— ледовательно и согласно с источпико: измерительного тока третьего диода и второго резистора, зашунтированной замыкающим контактом реле напряжения и присоединенной к клемме Земля а первый конденсатор соединен с указанной цепью через четвертый конденсатор, а к второму выводу компенсирующего дросселя присоединен Hc To IH к