Устройство для защиты от замыкания на землю в электрической сети с глухозаземленной нейтралью

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМШ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С ГЛУХОЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее канал формирования отключающего сигнала, на входе которого установлен датчик тока утечки, и канал формирования сигнала запрета срабатывания , на входе которого установлен датчик тока в нулевом проводе, каждый канал состоит из последовательно включенных однонаправленного sLi,:.,u,j ft Air/.r.;. ti,,,, и ЯЕЛЯ1.л.у ключа, дифференцирующей цепи, порогового элемента и расширителя импульсов , а также последовательно соединенные общие на два канала элемент ЗАПРЕТ и выходной орган, о т-л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе, в каждый из каналов введен орган выделения заднего фронта импульсов и элемент И, на один из вхо ,дов которого подключен выход органа выделения заднего фронта импульсов , на второй его вход - выход порогового элемента, выход элемента И подключен к соответствующему входу элемента ЗАПРЕТ, а упомянутый ключ выполнен управляемым и к его управля (Л ющему входу подключен выход расширителя импульсов, пороговый элемент С выполнен с перестраиваемым порогом, а цепь изменения его порога подклюС Г чена входом к выходу органа выделения заднего фронта импульсов, вход которого подключен к выходу расширителя импульсов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

3 Ф

РЕСПУБЛИН

„SU„„1010687 у59 Н 02 Н 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ И306РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2988513/24" 07 (22) 02, 10.80 (46) 07.04.83. Бюл. 1т 13 (72) Я.M,Ôåêñîí и А.С.Херсонский (71) Украинское отделение Всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Сельэнергопроект" (53) 621. 316.925(088.8) (56) i. Авторское свидетельство СССР

11 726617 YJl H 02 H 3/16, 1977.

2, Авторское свидетельство СССР

N 936157, кл. H 02 H 3/16, 1980. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЦ ИТЫ 0Т

ЗАИЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ С ГЛУХОЗАЗЕИЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее канал формирования отключающего сигнала, на входе которого установлен датчик тока утечки, и ка" нал формирования сигнала запрета срабатывания, на входе которого установлен датчик тока в нулевом проводе, каждый канал состоит из последовательно включенных однонаправленного ключа, дифференцирующей цепи, поро- гового элемента и расширителя импульсов, а также последовательно соединенные общие на два канала элемент ЗАПРЕТ и выходной орган, о т-. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе, в каждый из каналов введен орган выделения заднего фронта импульсов и элемент И, на один из вхо,дов которого подключен выход органа выделения заднего фронта импульсов, на второй его вход - выход порогового элемента, выход элемента

И подключен к соответствующему входу элемента ЗАПРЕТ, а упомянутый ключ выполнен управляемым и к его управля ющему входу подключен выход расширителя импульсов, пороговый элемент выполнен с перестраиваемым порогом, а цепь изменения его порога подключена входом к выходу органа выделения заднего фронта импульсов, вход которого подключен к выходу расширителя импульсов.

1 10106

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты электрических сетей с глухозаземленной нейтралью от замыканий на землю, Известно устройство для защиты электрической сети,с глухозаземленной нейтралью от замыкания на землю, содержащее дифференциальный трансформатор тока, охватывающий три фазных и нулевой проводы, для выделе- 10 ния тока утечки на землю, трансформаторный датчик тока в нулевом проводе, дифференцирующий блок для Формирования отключающего сигнала по- скорости нарастания производной ) тока утечки и дифференцирующий блок для формирования сигнала запрета срабатывания по скорости нарастания (производной }тока в нулевом проводе, элемент

ЗАПРЕТ и выходной. орган, воздействующий на катушку управления выключателя при наличии сигнала на его входе (11.

Однако появление кратковременных помех большой амплитуды вызывает ложное срабатывание известного устройства25 защиты от замыканий на землю.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее. два канала, в которых сигнал формируется по скорости нарастания тока соответствующего датчика: канал формирования отключающего сигнала с датчиком (дифференциальным трансформаторрм)тока утечки на входе и канал формирования сигнала запрета срабатывания с датчиком (трансформатором ) тока в нулевом проводе, Каждый из каналов состоит из дифференцирующего блока (этот-блок включает" в себя выпрямитель, фильтр и дифференциатор ), порогового элемента, выделяющего скорость нарастания тока и включенного на выход дифференцирующего блока, двух расширителей импуль-, сов, первый из них включен на выход порогового элемента, а выход этого расширителя импульсов соединен с входом второго расширителя импульсов и входом управления ключа, подключающего выход датчика к блоку фиксации уровня, выход которого соединен с одним из входов блока вычитания, на второй вход этого блока подключен выход датчика, выход блока вычитания подключен через ключ к пороговому элементу для выделения приращения тока, выход расширителя импульсов подключен к управляющему входу ключа. Выходные сиг8 1 налы обоих каналов подключены на входы элемента ЗАПРЕТ воздействующего на отключение коммутационного аппарата через выходной орган.

Устройство обеспечивает необходимую помехозащищенность, так как оно позволяет отстроиться от кратковременных помех большой амплитуды (2).

Однако это устройство сложно и недостаточно надежно в работе.

Цель изобретения - повышение надежности устройства в работе.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты от замыкания на землю электрической сети с глухозаземленной нейтралью, содержащем канал формирования отключающего сигнала, на входе которого установлен датчик тока утечки, и канал формирования сигнала запрета срабатывания, на входе которого установлен датчик тока в нулевом проводе, каждый канал состоит из последовательно включенныходнонаправленного ключа, дифференцирующей цепи, порогового элемента и расширителя импульсов, а также последовательно соединенные об-: щие на два канала элемент ЗАПРЕТ и выходной орган, в каждый из каналов введен орган выделения заднего фронта импульсов и элемент И, на один из входов которого подключен выход органа выделения заднего фронта импульсов, на второй его вход - выход порогового элемента, выход элемента

И подключен к соответствующему входу элемента ЗАПРЕТ, а упомянутый ключ выполнен управляемым и к его управляющему входу подключен выход расширителя импульсов, пороговый элемент выполнен с перестраиваемым порогом, а цепь изменения его порога подключена к выходу органа выделения заднего фронта импульсов, вход которого подключен к выходу расширителя импульсов °

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 тока утечки, включенный на вход канала 1 формирования отключающего сигнала, и датчик 2 тока в нулевом проводе, включенный на вход канала П- формирования сигнала запрета.

В сетях переменного тока датчик состоит из дифференциального транс, форматора тока, охватывающего все

1010687 фазные и нулевой проводы защищаемой линии, датчик 2 - из трансформатора тока нулевого провода, а на выходы трансформаторов подключены выпрямители и сглаживающие фильтры. 5

В сетях постоянного ток датчики выполняются известными способами, .например с использованием шунтов.

Каждый из датчиков 1 и 2 подключен через однонаправленный ключ 3 к входу дифференцирующей цепи 4, выход которой подключен к входу порогового элемента 5, выполненного с перестраиваемым порогом, выход последнего подключен на вход расширя- 15 теля 6 импульсов, выход которого подключен на вход схемы 7 выделения заднего фронта импульсов и на управляющий вход однонаправленного ключа

3. Выход органа 7 выделения задне- 20 го фронта подключен на вход элемента

И 8 и на управляющий вход noporoaoго элемента 5. Эта цель воздействует на изменение порога. На второй вход элемента И 8 подключен выход поро- 25 гового элемента 5, а выходы элементов И обоих каналов подключены на входы элемента ЗАПРЕТ 9, сигнал на выходе которого через выходной орган

10 воздействует на отключение комму- З0 тационного аппарата 11.

Устройство работает следующим образом.

На выходе датчика 1 тока утечки возникает напряжение, пропорциональнде току утечки линии.

В стационарном режиме на выходе дифференцирующей цепи 4 напряжение отсутствует, поэтому отсутствует напряжение-на выходах порогового элемента 5» расширителя 6 импульсов, органа 7 выделения заднего фронта импульсов, на входах элемента И, а значит, и на входе первого канала.

В стационарном режиме нулевого про45 вода второй канал работает аналогично первому.

При замыкании какого-либо провода на .землю появляется бросок тока утечки и, следовательно, выходного напря50 жения на выходе датчика 1-. Этот бросок через замкнутый однонаправленный ключ 3 и дифференцирующую цепь 4 вызывает появление на выходе цепи 4 импульса напряжения, амплитуда которого пропорциональна скорости нараста55 ния тока утечки. Если амплитуда импульса превосходит порог элемента 5, запускается расширитель 6 импульсов

4 на время Д1, импульс на его выходе запускает орган выделения заднегЬ фронта импульсов и размыкает однонаправляемый ключ 3 на указанное время.

При разомкнутом однонаправленном ключе 3 дифференцирующая цепь 4, выполняет функции фиксации уровня тока в начале интервала Д+, сравнения с уровнем тока в конце интервала, когда ключ замыкается, и выделения приращения тока за указанный интервал. На выходе. органа 7 выделения заднего фронта появляется импульс, перестраивающий порог в пороговом элементе 5 на порог по приращению тока. Если по.

d or no приращению тока превышен, то подается импульс на один из входов элемента И 8, на второй его вход подается импульс с выхода органа выделения заднего фронта импульсов и на выходе элемента И 8, а значит,и на выходе первого канала появляется сигнал на отключение.

Порог в пороговом элементе второго канала формирования сигнала запрета срабатывания выбирается так, что незначительный бросок тока или его отсутствие в нулевом проводе не приводят к появлению сигнала запрета и поэтому происходит отключение коммутационного аппарата 1.

При коммутациях нагрузок также возникают броски токов утечки и на выходе канала 1 появляется сигнал.

Однако в этом случае имеет место синхронный бросок тока s нулевом проводе, запускающий второй канал, на выходе которого появляется сигнал, препятствующий прохождению сигнала .nept вого канала на выходной орган 10 через элемент ЗАПРЕТ и срабатывания за-, щиты не происходит.

Устройство защиты может быть установлено на любом выключателе, О6орудованном дистанционным расцейителем:

Технико- экономический эффект от внед.рения изобретения заключается в упрощении устройства благодаря уменьшению количества элементов и совмещению функций: применение порогового элемента с перестраиваемым порогом позволяет исключить из схемы второй пороговый элемент, использование дифференцирующей цепи с разомкнутым ключом на входе позволяет исключить блок фиксации уровня, блок вычитания и ключ, а схема выделения заднего фронта позволяет исключить второй расширитель импульсов.

Ю 10 3 0687 d

При отсутствии осо5,,х требований с эталонным напряжением (следует толь,к точности и быстродействию устрой- ко обеспечить возможность внешнего ство выполняется достаточно просто." управления этим напряжением), в pac-.

is качестве ключа 3 используют биполяр- ширителе 6 импульсов исйользуетсяждуный или полевой транзистор, диФФерен- з щий мультивибратор,а орган 7 выделения цирующая цепь 4 пассивная, íà R;"-эле- заднего Фронта состоит издифференциру-. ментах, пороговый элемент 5 построен ющей RC-цепи и однополупериодноговыпо любой известной схеме сравнения прямителя с соответствующей полярностью.

Ф

ВНИИПИ Заказ 2499/Qt Тираж 615 Подписное

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