Устройство для определения поврежденной фазы сети

Устройство для определения поврежденной фазы сети

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскил

Социвпистическиа республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТааЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07. 03. 79 (21) 2733799/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5!)М. Кл.

Н 02 Н 5/12

Н 02 Н 3/16

9кударатааеы6 кемнтет

СССР лв делам лзебретеник и открыт»»

Опубликовано 07. 02. 82. Бюллетень М 5. (53) УДК 621. 316;-: . 925 (088. 8) Дата опубликования описания 07.02.82 (72) Авторы изобретения

В.Ф. Антонов, И.И. Сирота, В.В. Назар

6.M. Ягудаев и Ю.И. Зорин

Ордена Трудового Красного Знамени инс горного дела им. А.А. Скочинского (7l ) Заявитель (S ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙ

ФАЗЫ СЕТИ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам . для контроля изоляции при однофазных замыканиях .на землю в сетях с изолированной нейтралью с целью ее использования., например, совместно с быстродействующей аппаратурой защиты от .поражения электрическим током при случайном прикосновении человека к любой из фаз сети, напряжением

1,14 - 10 кВ.

Известны устройства для определения поврежденной фазы, применяемые в релейной защите электрических сетей с изолированной нейтралью, работающие на основе сравнения двух напряжений (токов) по фазе или абсолютной величине C1) .

Известно устройство для определения (детектор) поврежденной фазы, содержащее выпрямители и усилитель постоянного тока, в выходной цепи которого включено исполнительное реле.

Работа этого устройства основана на сравнении по абсолютной величине двух выпрямленных токов, обусловленных двумя фазными напряжениями — опорным и измерительным. Диод, включенS ныи согласно с выпрямителем и встречно с источником питания является элементом, сравнивающим опорный ток с измерительным. о

В нормальном режиме (при отсутствии однофазного замыкания на землю) должно соблюдаться условие цзм (1oe или 1ча14 1он, (") 15

При замыкании на землю одной из фаз сети (например фазы A ) напряже- ние между фазой и землей на поврежденной фазе снижается (фиг.2),про- порционально снижается и измеритель-: ный ток; при достижении значения из» мерительного тока меньше опорного тока сравнивающий диод запирается и

-через эмиттер-базовый переход усили3 90407 теля протекает разность опорного и измерительного токов, вызывая его срабатывание (21.

Недостатком указанного устройства ° является его низкая чувствительность из-за ограничений по сохранению условия (1) на отстающей (здоровой) фазе.

Иэ векторной диаграммы на фиг.2 (точка Ол ) видно, что при определен- )О ном соотношении емкости фаз сети относительно земли и сопротивлении замыкания на землю условие (1) для последующей фазы 8 нарушается, т.е.

15 (4м (В) @ U (В), (2) а их разность может привести к ложным срабатываниям на последующей фазе S. Во избежании этого приходится загрублять чувствительность усилителя, реагирующего на указанную разность токов, что в итоге существенно ограничивает чувствительность устройства по сопротивлению однофазной утечки на,землю.

Так, например, при емкости фаэ сети относительно земли l мкф/фазу чувствствительность данного устройства составит не более 1,5 кОм/фазу.

Следовательно, чувствительность в известном устройстве ограничивается условием несрабатывания исполнительного органа на последующей (здоровой) фазе.

Цель изобретения — повышение чувствительности и быстродействия устройства для определения поврежденной фазы сети.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения поврежденной фазы сети, содержащем выпрямители и усилители постоянного тока по числу фаз, в выходной цепи каждого из которых включено исполни- 45 тельное реле, вход одного выпрямителя подключен к фазе сети через схему расщепления на три напряжения, вход другого выпрямителя аналогично - к опережающей по отношению к упомянутой о фазе сети, а .выходы упомянутых выпрямителей соединены с соответствующим усилителем постоянного тока по схеме сравнения двух напряжений по

:абсолютной величине. 55

Введение схемы расщепления на три напряжения перед каждым выпрямителем дает возможность практически безы4 4 нерционно сглаживать выпрямленный входной сигнал, поступающий на уситель, что выгодно отличает ee or схемы емкостного сглаживания со значительной задержкой срабатывания в известном устройстве.

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства для определения поврежденной фазы; на фиг. 2 векторная диаграмма, поясняющая принцип действия устройства (для случая однофазного замыкания на фазе А), Устройство для определения поврежденной фазы (фиг.1) включает в себя выпрямители 1 и 2 (например, трехфазные по схеме Ларионова),усилитель 3 постоянного тока с исполнительным реле (например, с герконовым реле или оптроном) в выходной цепи и схемы 4 и 5 расщепления на три сдвинутых по фазе напряжения и функционально объединено в блок 6.

Аналогично выполнены блоки 7 и 8.

Блоки 6,7 и 8 подключены соответствующим образом к фазам 9,10 и 11 сети.

Устройство работает следующим образом. !

В нормальном режиме на входы выпрямителей 1 и 2 блока 6 (для одной из фаэ 9 сети) через схемы расщепления иэ соответствующих фаз контролируемой сети поступают симметричные напряжения, которые выпрямляются и сравниваются между собой. При симметричности фаз сети на вход усилителя 3 постоянного тока поступает разность напряжений фаз 9 и 11,равная нулю, т.e. Uex(„) =О, ()вх() = "с(«) Ua(e) (3) Для блоков 7 и 8 соответственно двух других фаз 10 и 11 на входы их усилителей поступают также аналогичные разницы, равные нулю, так как Ув„(в) = 0 и Ug((g) = О, ()sx(s) = UA(y) "5(«) ()вх(с) U «c) Цc C«) . (Я

При однофазном замыкании на землю (например фазы А 9) нарушаетсясимметрия фазных напряжений сети и на вход выпрямителя 2 поступает напряжение опережающей фазы U<(«) по величине большее, чем поступающее на вход выпрямителя 1 напряжение поврежденной фазы Ид(), Тогда на вход усилителя 3 поступает положи5 90 тельная разница напряжений, по уров- ню достаточная для открывания усилителя постоянного тока, в выходнойцепи которого срабатывает исполнительное реле.

На входы соответствующих усилителей двух других фаз (в блоках 7 и 8 фиг.l) согласно выражениям (4) и (5) поступают отрицательные разницы, поскольку(векторная диаграмма фиг.2)- при этом триоды усилителей заперты и реле на этих фазах не срабатывают.

Как видно из фиг.2 (точка 0 ) чувствительность устройства по условию несрабатывания на последующей (здоровой) <фазе выше, чем в известном устройстве.

Таким образом, становится возможным определять поврежденную фазу при замыканиях на землю через значительно большие сопротивления (при емкости фаз сети относительно земли

1 мкф/фазу) до 6 кОм/фазу.

Кроме того, в предлагаемом устройстве, по сравнению с известным, значительно повышается и быстродействие выбора фазы.

Поскольку чувствительность и быстродействие являются основными параметрами безопасности, то применение предлагаемого устройства для определения поврежденной фазы сети в качестве основного релейного эле4074 6 мента в быстродействующей аппаратуре защиты людей от поражения электрическим током существенно повышает уровень безопасности обслуживания электрических сетей.

Формула изобретения

1о Устройство для определения повреж денной фазы сети, содержащее. выпря" мители, каждый из которых включен на фазисе напряжение, и усилители постоянного тока по числу фаз, в вы !

5 ходнОЙ цепи каждОГО из которых вкЛю» чено исполнительное реле, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и быстро» действия, вход одного выпрямителя подключен к фазе сети через схему расщепления на три напряжения, вход другого выпрямителя аналогично - к опережающей по отношению к упомянутой фазе сети, а выходы этих вы25 прямителей соединены с соответствувщим усилителем постоянного тока по схеме сравнения двух напряжений по абсолютной величине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

1 335763, Ka. H 02 H 3/16, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

11 531228, кл. Н 02 Н 5/12, 1973.

904074

ыизю

ll

=Ф 4. .Ъ -|Ф

= tip -Ц

Фи . 2

Составитель В. Орлов

Редактор M. Янович Техред И. Надь Корректор Л. Бокшан

З:каэ 141/40 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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