Способ шунтирования поврежденной фазыпри однофазных замыканиях ha землюи восстановления нормального режимаработы сети c изолированной или kom-пенсированной нейтралью и устройстводля его осуществления

Способ шунтирования поврежденной фазыпри однофазных замыканиях ha землюи восстановления нормального режимаработы сети c изолированной или kom-пенсированной нейтралью и устройстводля его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТРРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 140279 (21) 2723627/24-07

Союз Советскик

Социалистических

Реснубник!

>832643 (53)М. Кл ®

Н 02 Н 3/28

Н 01 Н 1/02 с присоединением заявки ¹ 2724350/24-07

Государственный комитет

СССР

ll0 делам изобретЕний и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.0 .81. Бюллетень Н9 19

Дата опубликования описания 23,0581 (53) УДК 621. 316. .925(088 ° 8) 1

О.A.Ïåòðîâ и A.È.Ñèäîðoâ

" ..".б.-;:,.

Э 1.

Челябинский политехнический институ им. .3й нинского „ . ", / комсомола (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ШУНТИРОВАНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ СЕТИ ПРИ

ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЯХ HA ЗЕМЛЮ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ

НОРМАЛЬНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ

ИЛИ КОМПЕНСИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим сетям.

Известен, способ шунтирования поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю (1 1.

Однако при возникновении двойного замыкания на землю через устройство протекает большой ток (ток короткого замыкания), что приводит к выводу устройства иэ работы. Кроме того,не обеспечивается управление, процессом восстановления нормального режима работы сети, вследствие чего после отключения замыкания напряжение на поврежденной фазе возрастает до фазного значения в течение одного периода промышленной частоты.

Последнее увеличивает вероятность . повторного замыкания в месте повреждения либо в другой точке сети с ослабленной изоляцией.

Известен способ, реализованный в устройстве для компенсации активной составляющей тока однофаэного замыкания. Это устройство содержит фильтр напряжения нулевой последовательности, тиристоры, реле и коиденсаторы. Конденсаторы подсоединены через нормально открытые контакты реле к каждой фазе сети (2 ).

Однако данное устройство должно обязательно использоваться совместно с дугогасящими катушками, к тому же оно не обеспечивает регулируемого восстановления нормального режима работы сети.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее три выключателя, одни выводы которых подключены к фазам ссти, а другие — через конденсатор к земле, блок выбора поврежденной фазы, реле времени, реле утечки и исполнительный орган (3).

Недостатком его является невозможность управляемого. восстановления нормального режима работы сети

2О и трудность реализации устройства в высоковольтных электрических сетях.

Цель изобретения — повышение надежности функционирования сети и

25 улучшение условий электробезопасности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе шунтирования поврежденной фазы сети при однофазных

30 замыканиях на землю и восстановле832643 ййя нормального режима работы сети с изолированной или компенсированной нейтралью, основанном на выборе поврежденной фазы в режиме однофазного замыкания на землю и соединении ее с землей через шунтирующий 5 блок с конечным сопротивлением, в нормальном режиме работы сети измеряют ее емкость относительно земли, задают напряжение уставки в функции измеренной емкости, а при однофазном замыкании на землю в шунтирующем блоке, содержащем группу параллельно включенных элементов, отключают часть элементов, измеряют приращение .напряжения нулевой последовательности сети, сравнивают его с напряжением уставки, и если разность последних величин равна нулю с учетом погрешности измерения, то последовательно отключают оставшиеся элементы группы до восстановления нормального режима 26 работы сети, а если указанная разность не равна нулю, все отключенные элементы вновь подключают.

Способ может быть осуществлен устройством, содержащим блок подключения, соединенный с фазами сети, блок выбора поврежденной фазы, первый вход которого соединен с обмоткой напряжений фаэ сети относительно земли трансформатора напряжения,.а первый выход — с блоком подключения, шунтирующий блок, источник оперативного тока и измерительный орган, в котором шунтирующий блок снабжен рядом параллельных цепочек, состоящих из последовательно соединенных элементов с конечным сопротивлением и ключей, одни выводы этих цепочек сое,динены с. блоком подключения, а другие — с землей, и которое дополнительно содержит однофазный трансфор- 40 матор, один вывод первичной обмотки которого подключен к нейтрали сети, другой - через трансформатор тока к земле, а вторичная обмотка соединена с источником оперативного тока, последовательно соединенные орган блокировки, блок памяти и блок управления, причем к обмотке напряжения нулевой последовательности трансформатора напряжения подключены вход органа блокировки, второй вход блока выбора поврежденной фазы, первый вход измерительного органа и второй вход блока .Управления, третий .вход которого соединен со вторым выходом блока выбора поврежденной фазы, а выходы— с ключами, вышеуказанных цепочек, вто- рой выход-органа блокировки соединен с уйравляющим. входом источника оперативного тока, второй вход блока памяти подключен к выходу измерительного ф0 органа, второй вход которого подключен к трансформатору тока, установленному в нейтрали сети.

Если основной цельй является улучшение условий электробезопасности, то элементы с конечным сопротивлением шунтирующего блока выполнены в виде резисторов; причем напряжение уставки в зависимости от емкости сети определяют в соотвеТствии с формулой ф М ф b ст где 0 — напряжение уставки; 1

0ф — фаэное напряжение сети;

С вЂ” емкость сети относительно земли; дг — сопротивление всей группы параллельно включенных резисторов;

Ьг — сопротивление оставшихся параллельно включенных резисторов (после отключения части резисторов); угловая частота.

Если основной целью является повышение надежности функционирования сети, то элементы с конечным сопротивлением шунтирующего блока выполнены в виде конденсаторов, причем напряжение уставки в зависимости от емкости сети определяют в соответствии с формулой

<С, ц аС„

43yCCY YC ++bKC + С„ где b,С вЂ” емкость группы параллельно включенных конденсаторов;

1 ьС вЂ” емкость оставшихся параллельно включенных конденсаторов (после отключения части конденсаторов).

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства, Трехфазный источник 1 питает электрическую сеть, параметры которой относительно земли можно представить в виде набора 2 емкостей и активных сопротивлений. Источник оперативного тока 3 подключен ко вторичной обмотке однофазного трансформатора 4, первичная обмотка которого включена между нейтралью сети и землей. Шунтирующий блок 5 содержит цепочки, состоящие из последовательно соединенных элементов с конечным сопротивлением

R -Rg и ключей б К -К . Эти цепочки. однйми выводами подсоединены к блоку подключения 7, а другими — к земле.

Управление ключами осуществляется блоком управления 8. Первый вход блока управления подключен к блоку памяти 9, второй вход блока управления подключен к .обмотке напряжения нулевой последовательности трансформатора напряжения 10, а третий — ко второму выходу блока выбора поврежденной фазы 11. Один вход блока памяти связан с измерительным органом 12, 832643 а другой — с органом блокировки 13 .

Первый выход блока 11 соединен с блоком подключения 7. Вход органа блокировки подключен к обмотке напряже.ния нулевой последовательности трансформатора напряжения 10. Измеритель- 5 ный орган связан с трансформатором тока 14, установленным в нейтрали сети, и с обмотками трансформатора напряжения 10.

В нормальном режиме в сеть вводят оперативный ток и с помощью из мерительного органа определяют ее емкость относительно земли. При однофазном замыкании на землю блок

11 выбирает поврежденную фазу и подключает в ней с помощью блока 7 все цепочки, состоящие из последовательно соединенных элемен.тов с конечным сопротивлением ключей 6. Затем блок 8 с помощью ключей б последовательно отключает часть 20 элементов с конечным сопротивлением

R< -Р„.. Изменение напряжения нулевой последовательности U при этом контролируется блоком 8. В зависимости от измеренной величины емкости сети 25 относительно земли по указанным выше формулам (1) или (2) задают напряжение уставки. При этом определяют разность между приращением напряжения нулевой последовательности и уставкой. При устранении замыкания эта разность практически равна нулю.

В этом случае отключение элементов шунтирующего блока продолжаетсл, и в результате в сети восстанавливается нормальный режим работы.

Если замыкание не устраняется, блок 8 возвращает ключи в первоначальное положение (все ключи включены). При этом подключаются,все элементы с конечным сопротивлением и 40 далее процесс повторяется до устранения замыкания на землю.

На время однофазного замыкания на землю орган блокировки 13 блокирует источник оперативного тока 3 и блок памяти 9. Последнее запоминает то значение емкости, которое имела сеть до момента замыкания на землю.

Шунтирование поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю рядом цепочек, состоящих из последо.— вательно включенных элементов с конечным сопротивлением и ключей, су щественно уменьшает кратность перенапряжения в сети, а также обеспечивает управляемое восстановление нормального режима работы сети.

При двойных замыканиях на землю устройство не выводится из работы и не ухудшает процессов в сети. ьо

Формула изобретения

1. Способ шунтирования поврежденной фазы сети при однофазных замыка- 65 ниях на землю и восстановления нормального режима работы сети с иэоли» рованной или компенсированной нейтралью, основанный на выборе поврежденной фазы в режиме однофазного замыкания на землю и соединения ее с землей через шунтирующий блок с конечным сопротивлением, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности функционирования сети и улучшения условий электробезопасности, в нормальном режиме работы сети измеряют ее емкость относительно земли, задают напряжение уставки в функции измеряемой емкости, а при однофазном замыкании на землю в шунтирующем блоке, содержащем группу параллельно включенных элементов, отключает часть элементов, измеряют приращение напряжения нулевой последовательности сети, сравнивают его с напряжением уставки, и если разность последних величин равна нулю с учетом -погрешности измерения, то последовательно отключают оставшиеся элементы группы до восстановления нормального режима работы сети, а если указанная разность не равна нулю, то все отключенные элементы вновь подключают.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее блок подключения, соединенный с фазами сети, блок выбора поврежденной фазы, первый вход которого соединен с обмоткой напряжений фаз сети относительно земли трансформатора напряжения, а первый выход — с блоком подключения, шунтирующий блок, источник оперативного тока и измерительный орган, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности функционирования сети и улучшения условий электробезопасности, шунтирующий блок снабжен рядом параллельных цепочек, со:тоящих из последовательно соединенных элементов с конечным сопротив-. лением и ключей, одни выводы этих цепочек соединены с блоком подключения, а другие — с землей, и оно дополнительно содержит однофазный трансформатор, один вывод первичной обмотки которого подключен к нейтрали сети, другой — через трансформатор тока к земле, а вторичная обмотка соединена с источником оперативного тока, последовательно соединенные орган блокировки, блок памяти и блок управления, причем к обмотке напряжения нулевой последовательности трансформатора напряжения подключены вход органа блокировки, второй вход блока выбора поврежденной фазы, первый вход измерительного органа и второй вход блока управления, третий вход которого соединен со вторым выходом блока выбора поврежденной фазы, а выходы — с ключами вышеуказанных цепочек, второй выход органа бло832643

UФ С 0 hC и ф

Мст C +дС С +а С(10

j(lgt) + (у-(20

"„чст оф

ДГ дг

С

Составитель Л.Корнеева

Редактор A.Øàíäîð Техред A.Ач Корректор М.Коста

Закаэ 3473/51 тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений.и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4 кировки соединен с управляющим входом источника оперативного тока,второй вход блока памяти подключен к выходу измерительного органа, второй вход которого подключен к трансформатору тока, установленному в нейтра-, ли сети.

3. Устройство по п, 2, о т л и — . ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения условий электробезопасности, элементы с конечным сопротивлением шунтирующего блока выполнены в виде резисторов, причем напряжение уставки в зависимости от емкости сети определяют в соответствии с.формулой напряжение уставки; — фазное напряжение сети; емкость сети относительно земли; сопротивление всей группы параллельно включенных резисторов; сопротивление оставшихся параллельно включенных резисторов (после отключения части резисторов);

- угловая частота.

4. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности функционирова-, ния сети, элементы с конечным сопротивлением шунтирующего блока выполнены в видЕ конденсаторов, причем напряжение уставки в зависимости от емкости сети определяют в соответствии с формулой где a,С - емкость группы параллельно включенных конденсаторов;

ЬС вЂ” емкость оставшихся парал1 лельно включенных конденсаторов (после отключения части конденсаторов).

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сирота И.M. Кисленко С. Н. и

Назаров В.В. Быстродействующее эаэем25 ление поврежденной фазы с изолированной нейтралью. "Проььиаленная энергетика", 9 5, 1977, с. 37-38.

2. Авторское свидетельство СССР

9 412651, кл. Н, 02 H 3/16, 25.01.74.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 114780, 31.07.79..