Устройство для защиты от замыканияна землю b сети c изолированной нейт-ралью

Устройство для защиты от замыканияна землю b сети c изолированной нейт-ралью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАН

ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ (:СВИДЕТЕЛЬ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.03.79 (21) 2736841/2 с присоединением заявки №вЂ”

Гесударстеенкый камитет

СССР (23) Приоритет—

Опубликовано 23.03.81. Бюллетен

Дата опубликования описания 28.

А0 делам нзебретений и открытий ь„ (> } т}, „1 ) О. А . Петров, В. М. Кошляк и Ю. В. Ситчихин (72) Авторы изобретения!

Челябинский политехнический институт имени Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

Изобретение относится к электротехнике в частности к области защиты электрических сетей и предназначено для работы в сетях с изолированной нейтралью. Оно реагирует на направление мощности нулевой последовательности при однофазных замыканиях на землю, а также на величину тока при двойных замыканиях на землю.

Известно устройство типа РЗН-З, которое выполняется с применением герконов (1)

Однако оно имеет ограниченную чувствительность, реагируя на токи однофазного замыкания на землю 0,25 А и выше. Наличие подвижных контактов (герконов) может приводить к ложной работе при сотрясениях например при проведении взрывных работ на горнодобывающих предприятиях. Кроме того, надежность герконов не выше, чем бесконтактных элементов: транзисторов, микросхем.

Известно также устройство типа ЗЗП-1 содержащее последовательно соединенные согласующее устройство, схему задания установки, усилитель переменного тока, фазочувствительный усилитель, который питается от автотрансформатора, подключенного на напряжение нулевой последователь2 ности сети U . К выходу фазочувствительного усилителя подключен исполнительный орган. Устройство выполнено с применением транзисторов (2).

Однако защита ЗЗП-1 (ЗЗП-1 м) лож-. но срабатывает при наличии высших гармоник в токе однофазного замыкания иа землю, а также при увеличении сопротивления в месте замыкания. Перечисленные устройства не предназначены для отключения двойных замыканий на землю, при которых максимальная токовая защита не всегда срабатывает.

Наиболее близким по технической сути, к предлагаемому является устройство, содержащее блок защиты от однофазных замыканий на землю и блок защиты от двой}5 ных замыканий на землю, причем первый блок имеет канал преобразования тока нулевой последовательности, выполненный в виде последовательно соединенных фазовращателя, фильтра, блока задания уставки по току, усилителя переменного сигнала, формирователя прямоугольных импульсов, канал преобразования напряжения нулевой последовательности, выполненный в виде формирователя прямоугольных импульсов, 815835

Зо

55 а также ключи и последовательно соединенные фильтр постоянной составляющей, пороговый элемент, ключ и исполнительный орган, второй блок, содержащий последовательно соединенные преобразователь переменного сигнала в постоянный, блок задания уставки, и ключМ.

Недостатки устройства — отсутствие задания уставки по уровню напряжения нулевой последовательности, что усложняет наладку устройства, а также сложность настройки фазовращателя, работающего при большом уровне высших гармоник.

Цель изобретения — повышение селективности и надежности функционирования защиты от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее канал преобразования тока нулевой последовательности, подключенный к трансформатору тока нулевой последовательности и выполненный в виде последовательно соединенных блока задания уставки по току, усилителя основной частоты и формирователя прямоугольных сигналов, выход которого подключен к первому входу фазочувствительного блока, второй вход фазочувствительного блока соединен с выходом формирователя прямоугольных сигналов, связанного с трансформатором напряжения нулевой последовательности канала преобразования напряжения нулевой последовательности, а выход через блок сравнения и фильтрации и первый вход элемента ИЛИ соединен с исполнительным органом, второй вход элемента ИЛИ через блок, реагирующий на двойные замыкания на землю, соединен с трансформатором гока нулевой последовательности, введен орган блокировки по напряжению нулевой последовательности, выполненный в виде последовательно соединенных выпрямителя, подключенного к трансформатору напряжения нулевой последовательности, блока задания уста вки по напряжению нулевой последовательности и преобразователя, выход которого подключен к вновь введенному третьему (блокировочному) входу фазочувствительного блока, а фазосдвигающий блок подключен между трансформатором напряжЕния нулевой последовательности и формирователем прямоугольных сигналов канала преобразования напряжения нулевой последовательности.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства защиты; на фиг. 2 схема фазочувствительного блока.

К трансформатору тока нулевой последовательности подключены последовательно соединенные блок 2 задания уставки по току однофазного замыкания на землю, усилитель 3 основной частоты и формирователь 4 прямоугольных сигналов, из усилен4 ного переменного сигнала формирующей прямоугольные импульсы.

К трансформатору 5 напряжения нулевой последовательности подключены последовательно соединенные фазовращающий блок 6, необходимый для плавного регулирования фазы выходного сигнала относительно входного, и формирователь 7 прямоугольных сигналов.

Выходы формирователей 4 и 7 прямоугольных сигналов подключены соответственно по входам А и В фазочувствительного блока 8, который формирует на выходе прямоугольные импульсы удвоенной частоты. Такое преобразование позволяет повысить быстродействие устройства, поскольку постоянные времени фильтрующих цепочек схемы могут быть уменьшены в 2 раза.

В устройстве имеется также орган блокировки по напряжению нулевой последовательности, состоящий из последовательно соединенных выпрямителя 10, блок 11 задания уставки по напряжению нулевой последовательности, преобразователя 12 выпрямленного сигнала в логический. Выход органа 9 блокировки подключен к блокирующему входу С фазочувствительного блока 8.

К выходу D фазочувствительного блока подключены последовательно соединенные блок 13 сравнения и фильтрации, элемент

ИЛИ 14 и исполнительный орган 15.

Блок 13 сравнения и фильтрации определяет зону срабатывания устройства по углу при однофазных замыканиях на землю и обеспечивает возможность плавной регулировки его угловой характеристики.

Блок 16, реагирующий на двойные замыкания на землю, имеет последовательно соединенные ограничитель 16 сигнала, выпрямитель 18, суммирующий усилитель 19, а также блок 20 задания уставки Гю току двойного замыкания на землю. Вход блока 16 подключен к трансформатору 1 тока нулевой последовательности, а выход — к второму входу элемента ИЛИ 14 выходной части устройства. Суммирующий усилитель 19 осуществляет алгебраическое сложение среднего значения напряжений, поступающих от выпрямителя 18 и блока 20 задания уставки, выполняя функции сравнения и фильтрации. С помощью блока 20 задания уставки устанавливается требуемая величина тока срабатывания устройства при двойных замыканиях на землю.

Фазочувствительный блок 8 может быть выполнен, например, по схеме на фиг. 3.

Он содержит два инвертора 21, 22, три элемента и 23, 24, 25 и элемент ИЛИ 26.

Один вход элемента ИЛИ 26 связан с формирователями прямоугольных сигналов 4 и 7 через первый элемент И 23, второй вход элемента ИЛИ 26 связан с теми же форми15835

5 рователями через инверторы 21, 22 и второй элемент И 24. выход элемента или 26 соединен с третьим элементом И, второй вход которого подключен к органу блокировки.

Напряжение на выходе фазочувствительного блока может появляеться лишь при наличии разрешающего сигнала на входе С от органа 9 блокировки по напряжению нулевой последовательности.

В нормальном режиме работы сети, в схему устройства защиты поступает сигнал от трансформатора тока нулевой последовательности обусловленный током небаланса.

Однако сигнал, поступающий с трансформатора 5 напряжения нулевой последовательности на орган 9 блокировки по напряжению нулевой последовательности мал (меньше напряжения уставки) и поэтому послед,ний дает запрет на работу устройства.

При возникновении однофазного замыкания на землю сигнал с трансформатора 1 тока нулевой последовательности через блоки 2, 3, 4 поступают на вход А фазочувствительного блока 8. На вход В блока 8 приходит сигнал с трансформатора з напряжения нулевой последовательности, преобразованный с помощью элементов 6 и 7 в прямоугольные импульсы.

Формула изобретения

45 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 425259, Н 02 Н 3/16, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

50 № 172898, Н 02 Н 3/16; 1962.

3. Авторское свидетельство СССР № 690585, Н 02 Н 3/16, 1977.

Если однофазное замыкание на землю произошло на защищаемом присоединении, то вследствие сдвига по фазе примерно на 100 эл град. входных сигналов на входах А и B при наличии разрешающего сигнала на входе С от органа блокировки 9 на выходе фазочувствительного блока 8 появятся импульсы удвоенной частоты. Их среднее значение (постоянная составляющая) сравнивается блоком 13 с сигналом уставки. Выходной сигнал блока 13 через элемент ИЛИ 14 воздействует на исполнительный орган 15 и обеспечивает отключение поврежденного присоединения.

Если же однофазное замыкание на землю произошло на другом присоединении, то сигналы на входах A и Ь блока 8 будут иметь сдвиг по фазе, примерно равный нулю, в результате чего среднее значение напряжения на выходе фазочувствительного блока 8 окажется меньше уставки, поэтому неповрежденное присоединение отключаться защитой не будет.

При возникновении двойного замыкания на землю сигнал с трансформатора 1 тока нулевой последовательности, преобразованный блоками 17, 18, поступает на суммирующий усилитель 19 и сравнивается с уставкой. Когда сигнал превысит уставку, то через элемент ИЛИ, 14 поступит команда на

6 исполнительный орган 1з, который отключит поврежденное присоединение.

Предлагаемое устройство зашиты позволяет сократить количество ложных отключений, что обеспечивает положительный

5 экономический эффект.

Устройство для защиты от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее канал преобразования тока нулевой последовательности, подключенный к трансформатору тока нулевой последовательности и выполненный в виде последовательно соединенных блока задания уставки по току, усилителя основной частоты и формирователя прямоугольных сигналов, выход которого подключен к первому входу фазочувствительного блока, второй вход фазочувствительного блока соединен с выходом формирователя прямоугольных сигналов, связанного с трансформатором напряжения нулевой последовательности, канала преобразователя напряжения нулевой последовательности, а выход — через блок сравнения и фильтрации и первый вход

zs элемента ИЛИ соединен с исполнительным органом, второй вход элемента ИЛИ, через блок, реагирующий на двойные замыкания на землю, соединен с трансформатором тока нулевой последовательности, отличаюи ееся тем, что, с целью повышения селекЗО тивности и надежности функционирования, в него введен орган блокировки по напряжению нулевой последовательности, выполненный в виде последовательно соединенных выпрямителя, подключенного к трансформатору напряжения нулевой последовательности, блока задания уставки по напряжению нулевой последовательности и преобразователя, выход которого подключен к вновь введенному третьему входу фазочувствительного блока, а фазосдвигающий блок

4р подключен между трансформатором напряжения нулевой последовательности и формирователем прямоугольных сигналов канала преобразования нулевой последовательности.

fZ(Составитель Л. Васькова

Редактор М. Ликович Техред А. Ьайкас Корректор М. Шароши

Заказ 692/85 Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4