Устройство для защиты от замыкания на землю и контроля изоляции электроустановки переменного тока

Устройство для защиты от замыкания на землю и контроля изоляции электроустановки переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски и

Сециалистичесиии

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и 957337 (51)M. Кл.

Н 02 Н 3/17

С! 01 R 27/16 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву Mр 690584, (22) Заявлено 20,03.81(23) З264633/24-07 с присоединением заявки М авоуддротааииьм комитат

СССР ае долам изооратаиий и втираний (23) Приоритет

Опубликовано 07.09.82. Бюллетень И ЗЗ

Дата опубликования описания 07.11.82

| (53) УДК 621.Э16. .925 (088.8) p (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ OT ЗАМ@ИЖИЯ

HA ЗЕМЛЮ И КОНТРОЛЯ-!ИЗОЛЯ(СИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

ПЕРЕМЕНН.ОЕ О ГОКА

Изобретение относится к релейной защите электроустановок переменного тока, работающих с изолированной или компенсированной нейтралью, преимущественно генераторов синхронных компенсаторов, 5 электродвигатемй, включенных в блоке с трансформатором, или участков электрическкх сетей, не имеющих электркческой связи с остальной сетью, По основному авт. св. N. 690584 известно устройство для защиты от замыканкя на землю и.контроля изоляцкк электроустановки, содержащее источник переменного напряжения, измерительный орган защиты с исполнительным блоком, орган контроля изоляцик, орган блокировки, разделительный трансформатор, ко вторичной обмотке которого подключены выпрямитель, а параллельно первичной обмотке включен конденсатор, фильтр, 20 шунтируюший конденсатор в цепи заземления нейтрали защищаемого оборудования, разрядник, включенный параллельно шунтируюшему конденсатору, а между первичной обмоткой разделительного трап сформатора и выходом источника переменного напряжения включены измерительный орган защиты н орган контроля изоляции )3).

Недостатками известного устройства являются неудовлетворительная в ряде случаев чувствительность (например, ирк контроле сопротивления изоляции электрических машин с газовым охлаждением обмоток статоров, небольших участков кабельных сетей) и большая завкскмость функционкрования устройства от измене ний уровня выходного напряжения источника, .а также от эксплуатационных отклонений токов срабатывания измерительного органа защиты к органа контроля изоляции от требуемых значений (вследствие неточности выполнения токов срабатывания, старения элементов и влияния температуры окружающей среды). (Зба недостатка определяются наличием у реального разделительного трансформатора тока намагничивания, который как сигнал

957337 помехи суммируется с током полезного сигнала, определяемого величиной сопротивления изоляций защищаемого оборудования. Если ток намагничивания соизмерим t током полезного сигнала нли превышает его (при больших значениях сопротивления изоляции), колебания тока намагничивания при изменениях выходного напряжения источника определяют колебания суммарного тока в измерительном l0 органе защиты и в органе контроля изоляции н не позволяют выявлять незначительный ток полезного сигнала; Даже при стабильном выходном напряжении источника возможные в,эксплуатации незначительные загрубления измерительного органа защиты и органа контроля изоляции, которые могут приводить к существенной потере чувствительности устройства по контролируемому параметру (зна- 20 чению сопротивления изоляции электроустановки).

Уменьшение тока намагничивания разделительного трансформатора трanèöèîíными путями (увеличение числа витков 25 обмоток и сечения магнитопровода) приводит к усложнению конструкции трансформатора и увеличению его размеров.

Цель изобретения — повышение чув30 ствительностн устройства и точности

его работы.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введен орган компенсации остаточного тока намагничивания, имеющий два входа и один выход, причем первый вход органа компенсации включен параллельно выходу источника переменного напряжения, второй вход включен последовательно с первичной обмоткой раз- .

40 делительного трансформатора, а на выход органа компенсации включены измерительный орган защиты и орган контроля изоляции.

Кроме того, устройство снабжено под45 ключенным параллельно,вторичной обмотке разделительного трансформатора конденсатором.

При этом указанный орган компенсации может быть выполнен на резисторе и двух промежуточных трансформаторах, причем резистор и первичная обмотка одного нз промежуточных трансформато ров соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход органа компенсации, концы первичной обмотки 55 второго промежуточного трансформатора образуют второй вход органа компенсации, вторичные обмотки обоих промежуточных трансформаторов соединены встречно-последовательно, а их свободные концы образуют выход органа компенсации.

Орган компенсации может быть выполнен на двух резисторах и катушке индуктивностн, параллельно которой включен конденсатор, компенсирующий основную гармонику реактивной составляющей тока катушки, причем первый резистор и катушка с параллельно включенными конденсатором соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход органа компенсации, концы второго резистора образуют второй вход органа компенсации, а точка объединения первого резистора с катунской и точка объединения последовательно соединенных второго резистора с первичной обмоткой разделительного трансформатора образуют выход органа компенсации.

Орган компенсации может быть выполнен на трех резисторах, причем два резистора соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход органа компенсации, концы третьего резистора образуют второй вход органа компенсации, точка объединения двух первых резисторов и точка объединения последовательно соединенных третьего резистора с первичной обМоткой раздели тельного трансформатора образуют выход органа компенсации.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2-4— варианты выполнения органа компенсации.

Источник 1 переменного напряжения (фиг. 1) через разделительный трансформатор 2 соединен с выпрямителем 3, выпрямленное напряжение которого накладывается на цепи защищаемой электроустановки 4 через нейтраль первичных обмоток трансформатора 5 напряжения. Шунтирующий конденсатор 6 обеспечивает путь для протекания переменного тока. фильтр 7 ослабляет переменное напряжение, которое может подаваться на защиту со стороны защищаемой электроустановки. разрядник 8 предусмотрен на случай нарушения цепи шунтирующего конденсатора 6. Параллельно одной из обмоток разделительного трансформатора 2

У включен койденсатор 9, компенсирующий основную гармонику индуктивной составляющей тока намагничивания трансформатора.

Возможно подключение двух конденсаторов как к одной, так и к другой обмоткам трансформатора.

087337

Орган 10 компенсации остаточного тока намагничивания cBogM первым входом

11 включен параллельно источнику 1, а вторым входом 12 включен поспедовательно с первичной обмоткой раздепитепь- S ного трансформатора 2. На выход 13 органа 10 компенсации включены измеритепьный орган 14 защиты с испопнитепьным блоком и орган 1 5 контроля изоляции, соединенные между собой поспедова- 1О тельно ипи параллельно.

Выбор способа соединения измеритепь ного органа и органа контроля зависит от их выполнения: при попупроводниковых органах предпочтительным является парап1% пепьное соединение. Орган 16 бпокиров.ки предусмотрен дпя искпючения ложного действия измерительного органа 14 защиты и органа 15 контроля изопяции от зарядного тока шунтирующего конденсато- 20 ра 6 в момент подачи питающего напряжения на источник 1 переменного напря- жения.

Ток на входе 11, пропорционапьный величине выходного напряжения источни- 2э ка 1 переменного напряжения, в органе

10 компенсации взаимно компенсируется с током намагничивания раэдепитепьного трансформатора 2, поступающим на вход

12. В результате при бесконечно боль- Зр шом сопротивлении иэопяции контропируемой электроустановки 4 на выходе 13 присутствует лишь небольшой сигнап, обусловленный неточностью компенсации.

Таким образом, орган 10 компенсацииз позволяет уменьшить зависимость работы измерительного органа 14 защиты и органа 15 контроля иэопяции от тока намагничивания раздепитепьного трансформатора 2, повысить чувствительность ус.и ройства и точность его работы.

В устройстве орган 10 компенсации (фиг. 2) выполнен из резистора 17 и

A вух промежуточных трансформаторов 1 8 и 19. Резистор 17 и первичная обмотка трансформатора 18 соединены поспедовательно, а их свободные концы образуют первый вход 11 органа компенсации, Концы первичной обмотки трансформатора 19 образуют второй вход 12. Выход 13 органа компенсации образован свободными концами вторичных обмоток промежуточных трансформаторов 18 и 19, соединенных встречно-последовательно. При бесконечно большом сопротивпении из >SS пяции контропируемой эпектроуставки 4 происходит взаимная компенсация напряжений на вторичных обмотках трансформаторов 18 и 19. Трансформаторы 18 и 19 обеспечивают также эпектрическую развязку органов устройства в спучаях, когда такая развязка необходима.

В устройстве орган 10 компенсации (фиг. 3) выполнен иэ двух резисторов

20 и 21 и катушки 22 индуктивности, параппе,ьно которой включен конденсатор 23, компенсирующий основную гармонику реактивной составляющей тока катушки. Резистор 20 и катушка 22 с параллельно включенным конденсатором

23 соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход

11 органа компенсации. Концы резистора

21 образуют второй вход 12. Точки объединения резистора 20 с катушкой 22 и резистора 21 с первичной обмоткой раздепитепьного трансформатора 2 образуют выход 13 органа 10 компенсации. При бесконечно большом сопротивпении иэопяции контролируемой электроустановки 4 падения напряжений на резисторах 20 и

21 примерно равны и напряжение на выходе 13 бпизко к нулю.

Испопьэование катушки 22 и конденсатора 23 позволяет получить наименьшую зависимость работы устройства от из менений частоты и искажений формы напряжения источника 1.

В устройстве орган 10 компенсации (фиг. 4) выполнен иэ трех резисторов

24-26. Резисторы 24 и 25 соединены поспедоватепьно, а их свободные концы .образуют первый вход 11 органа компенсации. Концы резистора 26 образуют второй вход 12. Точки объединения резистора 24 с резистором 25 w резистора 26 с первичной обмоткой раэдепитепьного трансформатора 2 образуют выход 13 органа 10 компенсации.

Устройство с использованием органа компенсации по фиг. 4 имеет более простое испопнение по сравнению с устройством, в котором используется орган компенсации по фиг. 3, и используется в случаях, когда могут быть снижены требования к чувствитепьности и точности работы.

Предлагаемое устройство позволяет повысить чувствительность и точность ра;боты, благодаря чему расширяется область его использования.

Фор мула изобр ет ения

1. Устройство дпя зашиты от замыкания на землю и контроля изопяции элек троустановки переменного тока по авт. св.

957337

N. 690584, о т л и ч а ю ш е е, с я тем, что, с целью повышения чувствительности устройства и точности его работы, в него введен орган компенпации остаточного тока намагничивания, имеющий два входа и один выход, причем первый вход органа компенсации включен параллельно выходу источника переменного напряжения, второй вход включен последовательно с первичной обмоткой разделитель- и ного трансформатора, а на выход органа компенсации включены измерительный орган защиты и орган контроля изоляции.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что оно снабжено под- ключенным параллельно вторичной обмотке разделительного трансформатора конденсатором.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а— ю ш е е с я тем, что упомянутый орган компенсации выполнен на резисторе и двух проиежуточных трансформаторах, причем резистор и первичная обмотка 2$ одного из промежуточных трансформаторов соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход органа компенсации, концы первинной обмотки второго промежуточного трансфор- щ матора образуют второй вход органа компенсации, вторичные обмотки обоих промежуточных трансформаторов соединены встречно-последовательно, а их свободные концы образуют выход органа компенсации.

4. Устройство по и. 1, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что упомянутый орган компенсации выполнен на двух резисторах и катушке индуктивности, параллельно которой включен конденсатор, компенсирующий основную гармонику реактивной составляющей тока катушки, причем первый резистор и катушка с параллельно включенным конденсатором соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход органа компенсации, концы второго резистора образуют второй вход органа компенсации, а точка объединения первого резистора с катушкой и точка объединения последовательно соединенных второго резистора с первичной обмоткой разделительного трансформатора образуют выход органа компенсации.

5. Устройство по и. 1, о т л и ч а— ю ш е е с я тем, что упомянутый орган компенсации выполйен на трех резисторах, причем два резистора соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход органа компенсации, концы третьего резистора образуют второй вход органа компенсации точка объединения двух первых резисторов и точка объединения последовательно соеди. пенных третьего резистора с первичной обмоткой разделительного трансформатора образуют выход органа компенсации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 690584, кл. Н 02 Н 3/17, 1977.

957337

Составнтель Л. Васькова

Техред М, Тепер Корректор А. Дзятко

Рвовктор Ю. Ковач

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

Заказ 6616/44 Тираж 669 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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