Устройство для контроля изоляции в трехфазных электрических сетях сельскохозяйственного назначения

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИИ В ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ , содержащее первый, второй и третий емкостные датчики напряжения , первые выводы которых подсоединены к соответствующим клеммам для подключения фаз контролируемой трехфазной электрической сети,вторые выводы емкостных датчиков напряжения соединены с соответствующими входами блока выделения поврежденной фазы, второй вывод первого емкостного датчика напряжения через первый управляемый ключ соединен с вторым выводом второго емкостного датчика напряжения , который, в свою очередь, через второй управляемый ключ соединен с вторым выводом третьего емкостного датчика напряжения, блок контроля напряжения нулевой последовательности , соответствующий выход которого соединен с соответствующими управляющими входами первого и второго управляемых ключей, второй выход - с одним из входов блока выделения поврежденной фазы, отличающееся тем,что, с целью расширения функциональных возможноетей путем выделения зоны обрыва,в .устройство введены третий и четвертый управляемые ключи, блок выделения обрыва, блок выделения зоны обрыва и элемент ПАМЯТЬ, причем блок контроля напряжения нулевой последовательности через третий управляемый ключем соединен с вторым выводом третьего емкостного датчика напряжения, который через четвертый управляемый ключ соединен с входом блока выделения зоны обрыва, вторые выводы емкостных датчиков напряжения соединены с соответствующими входами блока выделения обрыва, выход которого через элемент ПАМЯТЬ i соединен с управляющими входами третьего и четвертого управляемых (Л С ключей. 2. Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что блок выделения обрыва содержит три двухвходовых и один трехвходовой элементы ИЛИ, три пороговых элемента,три элемента ЗАПРЕТ, причем разрешающие входы соответственно первого, второго и третьего элементов ЗАПРЕТ сл соединены с соответствующими входами блока выделения обрыва, за4 прещающие входы первого, второго и ОС третьего элементов ЗАПРЕТ соединены через соответствующие пороговые элементы соответственно с выходами 05 первого, второго и третьего деухвходовых элементов ИЛИ, соответствующие входы первого и третьего двух входовых элементов ИЛИ подсоединены ко второму входу блока выделения обрыва, соответствующие входы первого и второго двухвходовых элементов ИЛИ соединены с третьим входом блока выделения обрыва, соответствующие входы второго и третьего двухвходовых элементов ИЛИ соединены с первым входом блока вьщеле

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 5 01 К 31/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3394971/18-21 (22) 08.02,82 (46) 15.11.83. Бюл. 9 42 (72) P.III. Сагутдинов, B.È. Сукманов и В.А. Григорьева (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени институт инженеров сельскохозяйственного производства им, В.П. Горячкина (53 ) 621 . 317 . 333 . 4 (088 .8 ) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2844912/21, кл. Cj 01 К 31/08, 1980 (аналог).

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3244344/18-21, кл ° Cr 01 к 31/08, 1981 (прототип), (54) (57 ) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ИЗОЛЯЦИИ В ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СЕТЯХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ, содержащее первый, второй и третий емкостные датчики напряжения, первые выводы которых подсоединены к соответствующим клеммам для подключения фаз контролируемой трехфазной электрической сети, вторые выводы емкостных датчиков напряжения соединены с соответствующими входами блока выделения поврежденной фазы, второй вывод первого емкостного датчика напряжения через первый управляемый ключ соединен с вторым выводом второго емкостного датчика напряжения, который, в свою очередь, через второй управляемый ключ соединен с вторым выводом третьего емкостного датчика напряжения, блок контроля напряжения нулевой последовательности, соответствующий выход которого соединен с соответствующими управляющими входами первого и второго управляемых ключей, второй выход — с одним из входов блока выделения поврежденной фазы, о т л ичающее с я тем,что, с целью расширения функциональных возможнос.

„„SU„„1054806 А тей путем выделения зоны обрыва,в ,устройство введены третий и четвертый управляемые ключи, блок выделения обрыва, блок вьщеления зоны обрыва и элемент ПАМЯТЬ, причем блок контроля напряжения нулевой последовательности через третий управляемый ключем соединен с вторым выводом третьего емкостного датчика напряжения, который через четвертый управляемый ключ соединен с входом блока выделения эоны обрыва, вторые выводы емкостных датчиков напряжения соединены с соответствующими входами блока вьщеления обрыва, выход которого через элемент ПАМЯТЬ соединен с управляющими входами третьего и четвертого управляемых ключей.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок вы деления обрыва содержит три двухвходовых и один трехвходовой элементы ИЛИ, три пороговых элемента,три элемента ЗАПРЕТ, причем разрешаю- вв»и» щие входы соответственно первого, второго и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены с соответствующими входами блока выделения обрыва, запрещающие входы первого, второго и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены (. С через соответствующие пороговы элементы соответственно с выходами первого, второго и третьего двухвхо- О довых элементов ИЛИ, соответствующие входы первого и третьего двухвходовых элементов ИЛИ подсоединены,)Ъ» ко второму входу блока выделения обрыва, соответствующие входи первого и второго двухвходовых элементов ИЛИ соединены с третьим входом блока выделения обрыва, соответствующие входы второго и третьего двухвходовых элементов ИЛИ соединены с первым входом блока вьщеле1054806

25 ния обрыва, выходы первого, второгс и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены с соответствующим входом трех1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств для контроля изоляции и определения места обрыва в трехфазных электрических сетях с изолированной ней5 тралью.

Известно устройство для определения поврежденной фазы при однофазовых замыканиях на землю, содержащее антенный Фильтр напряжения нулевой последовательности, блок пуска, блок индикации, блок коммутации, блок сравнения и исполнительный элемент, причем антенный фильтр напряжения нулевой последо- 15 вательности разрезан на две части (1j.

Однако такое устройство noçâoëÿåò только контролировать поврежденную

Фазу при однофаэном замыкании на землю. 20

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство для контроля изоляции и выявления поврежденной фазы в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью, содержащее фильтр напряжения нулевой последовательности в виде трех емкостных датчиков напряжения, соединенных в звезду через первый и второй блоки коммутации, блок сравнения, соответствующие входы которого соединены с вторыми выводами соответствующих емкостных датчиков напряжения, блок индикации, соединенный с блоком сравнения, блок пуска, один из выводов которого соединен с вторым выводом второго емкостного датчика напряжения, а соответствующие выходы — с соответствующими входами первого и второго блока сравнения, 40 выход блока пуска соединен с входом исполнительного элемента f2j .

Недостатком этого устройства является то, что оно позволяет определить поврежденную Фазу при замы- 45 канин на землю, но не выявляет зону обрыва °

В воздушных электрических сетях кроме однофаэных замыканий на землю часто встречаются случаи обрыва 50 фазных проводов беэ замыкания на землю. К таким повреждениям можно отнести, например, случаи выгорания шлейфа разъединителя, недовклювходового элемента или выход которого соединен с выходом блока выделения обрыва.

2 чения одного из контактов секционирующего выключателя и т.п.

Известно, что возникновение обрыва одного из фазных проводов ВЛ сопровождается изменением междуфазных напряжений. Отключение частично или полностью одной фазы приводит к увеличению напряжения на фазе, емкость которой уменьшилась в результате отключения. Напряжения двух других фаз относительно земли уменьшаются одинаково.

Цель изобретения — расширение

;функциональных возможностей устрой ства путем выделения зоны обрыва.

Цель достигается тем, что в устройство для контроля изоляции в трех фазных электрических сетях сельскохозяйственного назначения, содержащее первый, второй и третий емкостные датчики напряжения, первые выводы которых подсоединены к соответствующим клеммам для подключения фаз контролируемой трехфазной электрической сети, вторые выводы емкостных датчиков напряжения соединены с соответствующими входами блока выделения поврежденной фазы, второй вывод первого емкостного датчика напряжения через первый управляемый ключ соединен с вторым выводом второго емкостного датчика напряжения, который, в свою, очередь, через второй управляемый ключ соединен с вторым выводом третьего емкостного датчика напряжения, блок контроля напряжения, нулевой последовательности, соответствующий выход которого соединен с соответствующими управляющими входами первого и второго управляемых ключей, второй выход — c одним из входов блока выделения поврежденной фазы, введены третий и четвертый управляемые ключи, блок выделения обрыва, блок выделения эоны обрыва и элемент НАМЯТЬ, причем блок контроля напряжения нулевой последовательности через третий управляемый ключ соединен с вторым выводом третьего емкостного датчика напряжения, который через четвертый управляемый ключ соединен с входом блока выделения зоны обрыва, вторые выводы емкостных датчиков напряжения соединены с соответствующими входами

1054806

25 зо

60

65 блока ВндеJIE HH R Обрыва, Выход которого через элемент ПАМЯТЬ соединен с управляющими входами третьего и четвертого управляемых ключей.

Блок выделения обрыва, кроме того, содержит три двухвходовых и и один трехвходовой элементы ИЛИ, три пороговых элемента, три элемента ЗАПРЕТ, причем разрешающие входы соответственно первого, второго и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены с соответствующими входами блока выделения обрыва, запрещающие входы соответственно первого, второго и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены через соответствующие пороговые элементы соответственно с выходами первого, второго и третьего двухвходовых элементов ИЛИ, соответствующие входы первого и третьего двухвходовых элементов ИЛИ подсоединены к второму входу блока .выделения обрыва, соответствующие входы первого и второго двухвходовых элементов ИЛИ соединены с третьим входом блока выделения обрыва, соответствующие входы второго и третьего двухвходовых элементов ИЛИ подключены к первому входу блока выделения обрыва,выходы первого, второго и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены с соответствующим входом трехвходового элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу блока выделения обрыва.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 структурная схема блока выделения обрыва.

К трем фазам 1, 2 и 3 контролируемой сети подключены соответственно первые выводы емкостных датчиков 4, 5 и 6 напряжения, а вторые выводы емкостных датчиков 4, 5 и

6 напряжения через первый 7 и второй 8 управляемые ключи объединены, блок 9 контроля напряжения нулевой последовательности одним выводом соединен с общим выводом устройства и через третий управляемый ключ 10 соединен с вторим выводом третьего емкостного датчика б напряжения.

Блок 11 выделения зоны обрыва через четвертый управляемый ключ 12 соединен также с вторым выводом третьего емкостного датчика 6 напряжения.

К вторым выводам емкостных датчиков 4, 5 и б напряжения подключен вход блока 13 выделения обрыва. Вы ход блока 13 выделения обрыва соединен через элемент 14 ПАМЯТЬ с управляющими входами третьего 10 и четвертого 12 ключей. Входы блока 15 выделения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю соединены с вторыми выводами емкост-. ных датчиков 4, 5 и б напряжения, .управляющий вход блока 15 выделения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю соединен с вторым выходом блока 9 контроля напряжения нулевой последовательности.

Блок 13 выделения обрыва (см. фиг.2 ) содержит три элемента 16, 17 и 18 ЗАПРЕТ, запрешаюшие входы каждого из которых соединены соот:ветственно с пороговыми элементами 19, 20 и 21, входы каждого из ко.торых, в свою очередь, соединены соответственно с двухвходовыми элементами 22, 23 и 24 ИЛИ. Кроме того, выходы элементов 16, 17 и 18 ЗАПРЕТ. соединены с соответствующими входами трехвходового элемента ИЛИ 25.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме управляемые ключи 7, 8 и 10 находятся в нормально замкнутом состоянии, т.е. вторые выводы емкостннх датчиков напряжения 4, 5 и б электрически объединены, вследствие этого емкостнне датчики напряжения 4, 5 и б образуют фильтр напряжения нулевой последовательности. Сигнал на выходе этого фильтра равен нулю, поэтому блок 9 контроля напряжения нулевой последовательности, блок 11 выделения зоны обрыва, элемент 14 ПАМЯТЬ, блок

13 выделения обрыва, блок 15 выделения поврежденной фазы при однофазных замыканиях на землю не работают, 1

При однофазном замыкании на землю например, фазы 1 появляется напряжение нулевой последовательности, которое поступает на блок 9 контроля напряжения нулевой последовательности. Блок 9 контроля напряжения нулевой последовательности срабатывает, размыкает управляемые ключи

7 и 8, вследствие чего емкостные датчики 4, 5 и б напряжения электрически разъединяются. При этом на выходе датчика 4 сигнал относительно общего вь|вода равен О, а на выходе датчиков 5 и б — в (3 раза больше, чем при нормальном режиме. Блок 13 выделения обрыва в этом случае не срабатывает. В упомянутом блоке элементы 16, 17 и 18 ЗАПРЕТ соединены запрещающими выходами с элементами 22, 23 и 24 ИЛИ последовательно через пороговые элементы 19, 20 и

21. На первый элемент 16 ЗАПРЕТ с фазы 1 нет разрешающего сигнала, а на два других элемента 17 и 18 ЗАПРЕТ подаются запрещающие сигналы, так как напряжение фаз 2 и 3 увеличивается в - 3 раз.

При однофазном замыкании на землю сигналы с емкостных датчиков 4, 5 и 6 поступают на соответствующие входы блока 15 выделения поврежденной фазы при однофазных замыканиях на землю, в котором сигналы сравни1054806 ваются по величине и вырабатывается сигнал о повреждении фазы 1.

Аналогично срабатывает устройство при замыкании на землю фазы 2 или 3.

В воздушных электрических сетях с изолированной нейтралью возникновение обрыва одного из фазных проводов сопровождается изменением междуфазных напряжений. Отключение частично или полностью одной фазы приводит к увеличению напряжения на фазе,емкость которой уменьшилась в результате отключения. Напряжения двух других фаз относительно земли уменьшаются одинаково.

В случае возникновения неполно- 35 фазного режима, вызванного, например, обрывом фазы 1 воздушной линии, вследствие нарушения симметрии и баланса емкостных токов и фазных напряжений появляются составляющие 2 напряжения нулевой последовательности. Напряжение нулевой последовательности поступает на блок 9 контроля напряжения нулевой последовательности, который, срабатывая, 25 размыкает управляемые. ключи 7 и 8, и датчики 4, 5 и 6 электрически разъединяются. Сигналы с этих датчиков поступают на блок 13 выделения обрыва, в котором на первый элемент 16 ЗАПРЕТ с фазы 1 подается разрешающий сигнал. При этом запрещающего сигнала с двух других фаз на указанном элементе 16 нет.

Поскольку напряжения этих фаз уменьшились, на двух других элементах 17 и 18 ЗАПРЕТ подаются запрещающие сигналы с фазы 1, так как напряжение этой фазы возросло. С элемента 16 ЗАПРЕТ подается сигнал на элемент 25. Таким образом, на выходе блока 13 выделения обрыва появляется управляющий сигнал, который через элемент 14 подает сигнал на размыкание управляемого ключа 10 и одновременно замыкает управляемый ключ 12. Управляемые ключи 7 и 8 возвращаются в исходное положение.

Управляемый ключ 12, замыкаясь, включает в работу блок 11 выделения зоны обрыва, например, счетчика импульсов. В блоке 11 выделения зоны обрыва производится пересчет сигнала напряжения нулевой последователь- ности пропорционального расстоянию до места повреждения, снимаемого с общей дЛя трех датчиков 4, 5 и 6 точки, в соответствующий сигнал, обозначающий зону обрыва, Таким образом, по напряжению нулевой последовательности определяют расстояния до места обрыва.

Предлагаемое устройство позволяет контролировать. изоляцию, выделить поврежденную фазу при замыкании на землю и выделить зону обрыва, а также сократить время поиска места повреждения в электрических сетях, 1054806

Составитель F„. Березов

Техред N, Тепер Корректор A. Повх

Редактор Л. Веселовская

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5,Заказ 9101/53

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