Устройство для защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью

Устройство для защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

k4,,С,-.А(Н И Е ii gg()gg5

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

2 (22)Заявлено 07.06.77(21)2492943/24-07 (51)М. Кл. с присоединением заявки лЪ

Н 02 Н 3/16

Гфаударстванньй каннтет

СССР на даааи наабратаннХ н аткритнй (23) П риоритетОпубликовано 05.10.79. Бюллетень %37 (531 Д1(621.316,,925 (088.8) Дата опубликования описания 10.10.79 (72) Авторы изобретения

О. А. Петров и Ю. В. Снтчнхин

Челябинский политехнический институт имени Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЗА1ЦИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ

В СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

Устройство предназначено для работы в сетях с изолированной нейтралью. Устройство реагирует на направление мощности нулевой последовательности при однофазных замыканиях на землю, а также

5 на величину тока при двойных замыканиях на землю.

Известно устройство, которое выполня.ется с применением герконов (1 ).

Однако известное устройство имеет .ограниченную чувствительность,.реагируя ,на токи однофазного эамыхания на землю

0,25 А и выше. Наличие подвижных контактов (герхонов) может приводить к ложной работе при сотрясениях, например,, при проведении взрывных работ на горнодобывающих предприятиях.

Кроме того, надежность герконов не выше бесконтактных элементов: транэисторов, микросхем.

Известно также устройство защиты от замыканий на землю, содержащее последовательно соединенные согласующий блок, схему задания уставкн, усилитель переменного тока, фаэочувствительный усилитель, который питается от автотрансформатора, подключенного к фильтру напряжения нулевой последовательности. К выходу фазочувствительного усилителя подключен исполнительнйй орган,21.

Устройство вйполнено с применением транзисторов.

Как показала практика, известная защита ложно срабатывает, в частности, при наличии высших гармоник в токе однофазного замыкания на землю.

Перечисленные устройства не предназначены для отключении двойных замыканий на землю, при хоторых максимальная токовая защита часто не срабатывает.

Цель изобретения - повышение чувствительности, и надежности защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралыо.

Для этого в устройство защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, содержащее фильтры токов и напряжений нулевой последовательности, 3 фазосдвигающий блок, вход которого под ключен к фильтру тока нулевой последов тельности, а выход соединен через фильтр основной частоты и блок задания уставки с усилителем переменного тока, а также филь постоянной составляющей, соединенный через пороговый и ключевой элементы исполнительным органом, введены два формирователя прямоугольных импульсов два ключа и блок, реагирующий на двой ные замыкания на землю, содержащий последовательно соединенные преобразов тель, дополнительный блок задания устав ки и дополнительный ключевой элемент, причем вход первого формирователя пря моугольных импульсов соединен с выход усилителя переменного тока, а выходы с управляющими входами двух ключей, вход второго формирователя прямоуголь ных импульсов подключен к фильтру напряжения нулевой последовательности, а выходы — ко входам ключей, выходы ко торых подключены к фильтру постоянной составляющей, вход блока, реагирующего на двойные замыкания на землю подклю чен к фильтру постоянной составляющей вход блока, реагирующего на двойные з мыкания на землю подключен к фильтру тока нулевой последовательности, а выход — к исполнительному органу.

На чертеже приведено устройство за щиты, структурная схема..

Устройство содержит фазосдвигающи блок 1, фильтр 2 основной частоты, бл

3 заданияуставки, усильтель4 переменног тока; формирователи 5-6 прямоугольных импульсов,,ключи 7-8, фильтр 9 постоянн составляющей, пороговый элемент 10, ключевой элемент 11, исполнительный ган 12, преобразователь 13, дополнит ный блок 14 задания уставки; дополнительный ключевой элемент 15, блок 16 реагирующий на двойные замыкания на землю, фильтр 17 тока нулевой последо вательности, фильтр 18 напряжения нул вой последовательности.

Один иэ каналов устройства — канал однофазных замыханий на землю содерж фаэосдвигаюший блок 1, предназначеннь для изменения фазы сигнала, снимаемог с фильтра тока нулевой последовательнос в пределах от 0 до 90 . Фильтр основн часФотй служит для отстройки от высших гармоник тока замыкания. С помощью блока задания уставки устанавливается необходимая величина тока срабатывани устройства при однофазных замык униях

:на землю.

Усилитель 4 переменного тока осущеста- вляет усиление поступающего на его вход сигнала и может быть собран, например, на операционном усилителе. тр g Формирователи прямоугольных импульсов (ФПИ) 5 и 6 предназначены для прес образования поступающих на их входы ,синусоидальных сигналов (пропорциональ» .ных соответственно току и напряжению

10 .нулевой последовательности) в прямоугольные импульсы. На одном иэ выходов ФПИ а- 5 получаются прямоугольные импульсы, совпадающие по фазе со входным сигналом, а на другом — сдвинутые Hà 180О.

15 Аналогично работает и формирователь 6 ом прямоугольных импульсов.

Формирователи 5-6 прямоугольных импульсов ключи 7, 8 и фильтр 9 постоянной составляющей предназначены для выделения сигнала, пропорционального углу сдвига между напряжениями, подаваемыми на входы ФПИ.

Указанный сигнал через пороговый элемент 10, определяющий угловую характеристиху устройства, и ключ 11, усиливающий сигнал, поступает на исполнительа ный орган 12.

Блок двойных замыканий на землю 16 содержит преобразователь 13, который преобразует входное напряжение в сигнал постоянного тока. Дополнительный блок

14 задания уставхи предназначен для и отстройки от токов однофазного замыкания ок на землю и задания требуемой уставки о канала по току. Дополнительный ключевой элемент 15 служит для усиления сигнаой ла, подаваемого с блока 14 задания уставки на исполнительный орган 12. ор- Устройство работает следующим обра40 ель- зом.

При возникновении однофазного замыкания на землю сигнал с фильтра 17 тока нулевой последовательности через элементы 1-5 поступает на ключи 7 и 8.

45 е- Сюда же приходят импульсы, определяемые напряжением нулевой последовательности. Настройка фазы сигнала, пропорит ционального току нулевой последователь и ности, производится с помощью фазосдви- . о гающего блока 1. ти С выхода ключей 7 и 8 сигнал через ой элементы 9-11 воздействуют на исполнительный орган 12.

Канал однофазных замыканий на землю не реагирует на двойные замыкания на я землю.

В блоке двойных замыканий на землю осуществляется преобразование входного

5 69 сигнала, пропорционального току нулевой последовательности, в напряжение постоянного тока и сравнение его с уставкой.

Когда указанное напряжение превысит уставку, срабатывает дополнительный ключевой элемент 15 и соответственно исполнительный орган 12.

Фо рмула изобретения

Устройство защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, содержащее фильтры токов и напряжений нулевой последовательности, фазосдвигающий блок, вход которого подключен к фильтру тока нулевой последовательности, а выход соединен через фильтр основной частоты и блок задания уставки с усилителем переменного тока, а также фильтр постоянной составляющей, соединенный чечерез пороговый и ключевой элементы с исполнительным органом, о т л и ч а- . ю щ е е с я тем, что,сцельюповышениячувствительности и надежности, в него введены

llBB формирователя прямоугольных импуль сов, два ключа и блок, реагирующий на двойные замыкания на землю, содержащий последовательно соединенные преобразователь, дополнительный блок задания уставки и дополнительный ключевой элемент, причем вход первого формирователя прямоугольных импульсов соединен с выходом усилителя переменного тока, а выходы

10 с управшпощими входами двух ключей, вход второго формирователя прямоугольных импульсов подключен к фильтру напряжения нулевой последовательности, а выходы — к входам ключей, выходы которых подключены к фильтру постоянной составляющей, вход блока, реагирующего на двойные замыкания на землю, подключен к фильтру тока нулевой последовательности, а выход — z исполнительному органу.

Источники информации,,, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 425259, кл. Н 02 Н 3/16, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 172898, кл. Н 02 Н 3/16, 1963. Составитель Г. Дамская

Редактор Ю. Челюканов Техред М. Петко Корректор Г, Решетняк

Заказ 5978/51 Тираж 857 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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