Устройство для защиты от обрыва и замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОБРЫВА И ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ , содержащее подключенные к каждой из фаз сети три преобразователя переменного напряжения в постоянное, выходы которых подключены к первым входам соответствующих логических элементов И, к вторым входам которых подключены выходы преобразователей опережающих фаз, а третьи входы логических элементов И соединены с выходо.м блока выдержки времени, три входа которого подключены к выходам преобразователей, выходы логических элементов И соединены с входами логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого исполнительного органа, сигнализирующего о наличии замыкания а землю в сети, второй исполнительный орган, сигнализирующий о наличии обрыва в сети, отличающееся тем, что, с цепью повыщения надежности функционирования устройства и его упрощения в него дополнительно введены три логических элемента ИЛИ-НЕ, логический элемент, реализующий функцию неравнозначности, при этом выходы каждого из преобразователей переменного напряжения в постоянное подключены к первым входам логических элементов ИЛИ (Л НЕ одноименных фаз и к вторым входам логических элементов ИЛИ-НЕ опережающих фаз, выходы логических элементов ИЛИ-НЕ подключены к трем входам логического элемента, реализующего функцию неравнозначности, выход которого подключен к входу второго исполнителиьного органа , сигнализирующего о наличии обрыва в сети.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) SU ((() 50 А

Н02Н316: Н02Н 510

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3411118/24-07 (22) 16.03.82 (46) 07.07.84. Бюл. № 25 (72) В. И. Сукманов, P. Ш. Сагутдинов и В. А. Григорьева (71) Московский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров сельскохозяйственного производства им. В. П. Горячкина (53) 621.316.925 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 639077, кл. Н 02 Н 7/08, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 815833, кл. Н 02 Н 324, 1981.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3275380/24-07, кл. Н 02 Н 3/16, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ

ОТ ОБРЫВА И ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее подключенные к каждой из фаз сети три преобразователя переменного напряжения в постоянное, выходы которых подключены к первым входам соответствующих логических элементов И, к вторым входам которых подключены выходы преобразователей опережающих фаз, а третьи входы логических элементов И соединены с выходом блока выдержки времени, три входа которого подключены к выходам преобразователей, выходы логических элементов И соединены с входами логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого исполнительного органа, сигнализируюгцего о наличии замыкания на землю в сети, второй исполнительный орган, сигнализирующий о наличии обрыва в сети, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности функционирования устройства и его упрощения,в него дополнительно введены три логических элемента ИЛИ вЂ” НЕ, логический элемент, реализующий функцию неравнозначности, при этом выходы каждого из преобразователей переменного напряжения в постоянное подключены к пер- Е вым входам логических элементов ИЛИНЕ одноименных фаа и и вторым входам логических элементов ИЛИ вЂ” НЕ опережаюп1их фаз, выходы логических элементов С

ИЛИ вЂ” НЕ подключены к трем входам логического элемента, реализующего функцию

Р неравнозначности, выход которого подключен к входу второго исполнительного органа, сигнализирующего о наличии обрыва в сети.

1101950

Изобретение относится к технике релейной защиты и противоавариной автоматики в электрических установках, конкретнее для защиты от обрыва и замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью.

Известно устройство, которое для обнаружения неполнофазных режимов в трехфазной сети содержит подключенные к каждой фазе и нейтрали преобразователи переменного напряжения в постоянное и исполнительный орган (1).

Однако такое устройство обладает недостаточной чувствительностью и не позволяет выделить вид повреждения.

Известно также устройство для защиты от несимметричных режимов работы электрической сети, содержащее подключенные к каждой из фаз и нейтрали сети преобразователи переменного напряжения в постоянное, исполнительный орган, по одному логическому элементу И в канал каждой фазы, по одному логическому элементу НЕ в канал каждой фазы, логический элемент ИЛИ и логический элемент, реализующий операцию неравнозначности (2).

Однако это устройство не позволяет дифференцированно выделить обрыв или замыкание на землю в сети.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения электрической сети, содержащее пять исполнительных органов, пять преобразователей переменного напряжения в постоянное, девять логических элементов И, три ключа, два логических.элемента ИЛИ, два блока выдержки времени, логический элемент, реализующий функцию неравнозначности и фильтр оснований частоты (3).

Недостатком известного устройства является то, что оно в ряде случаев (когда напряжение нулевой последовательности

Uo меньше 0,3 11.рфазного напряжения) не позволяет четко определить обрыв и замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью и сложно по конструкции.

Целью изобретения является повышение надежности функционирования устройства и его упрощение.

Для достижения указанной цели в устройстве для защиты от обрыва и замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащем подключенные к каждой из фаз сети три преобразователя переменного напряжения в постоянное, выходы которых подключены к первым входам соответствующих логических элементов И, к вторым входам которых подключены выходы преобразователей опережающих фаз, а третьи входы логических элементов

И соединены с выходом блока выдержки времени, три входа которого подключены к выходам преобразователей, выходы логических элементов И соединены с входами

55 логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого йсполнительного органа, сигнализирующего о наличии замыкания на землю в сети, второй исполнительный орган, сигнализирующий о наличии обрыва в сети, введены три логических элемента ИЛИ вЂ” HE, логический элемент, реализующий функцию неравнозначности, при этом выходы каждого из преобразователей переменного напряжения в постоянное подключены к первым входам логических элементов ИЛИ вЂ” НЕ одноименных фаз и к вторым входам логических элементов

ИЛИ вЂ” НЕ опережающих фаз, выходы логических элементов ИЛИ вЂ” НЕ подключены к трем входам логического элемента, реализующего функцию неравнозначности, выход которого подключен к входу второго исполнительного органа, сигнализирующего о наличии обрыва в сети.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Предлагаемое устройство содержит преобразователи 1 — 3 переменного напряжения в постоянное, логические элементы И 4 — 6, логические элементы ИЛИ вЂ” НЕ 7 — 9, блок 10 выдержки времени, который обеспечивает задержку сигнала на время, равное

0,2 — 0,5 с, необходимое для прекращения переходного процесса, логический элемент

ИЛИ 11, логический элемент 12, реализующий операцию неравнозначности, исполнительные органы 13 и 14.

В нормальном режиме работы сети устройство не срабатывает. Напряжения фаз сети симметричны и не превышают Uy выходные сигналы с преобразователей переменного напряжения в постоянное 1 — 3 равны нулю, и, следовательно, на входы логических элементов И 4 — 6 и ИЛИ вЂ” HE 7 — 9 поступают сигналы, равные нулю. Таким образом, на выходах логических элементов

И 4 — 6 будут сигналы, равные нулю, а на выходах логических элементов ИЛИ вЂ” HE

7 — 9 сигналы равны единице. Так как на выходах логического элемента сигналы равны нулю, то на его выходе сигнал также равен нулю, и первый исполнительный орган

13 не срабатывает. Поскольку три сигнала, поступающие на входы логического элемента 12, реализующего операцию неравнозначности, равны единице, то сигнал на выходе последнего равен нулю, и второй исполнительный орган 14 не срабатывает.

В воздушных электрических сетях (ВЛ) с изолированной нейтралью при однофазном замыкании на землю напряжение поврежденной фазы уменьшается (в пределе до нуля), а два других увеличиваются (в пределе— до1Гз Uy).

При обрыве одного из проводов ВЛ фазные напряжения изменяются так: напряжение на фазе, емкость которой уменьшилась в результате отключения, увеличивается

1101950 (и может достигнуть 1,5 Uy) а напряжения двух других фаз уменьшаются одинаково (до минимального значения, равного

0,87 Ыф. Выходные сигналы преобразователей 1 — 3 подаются на первые входы логических элементов И 4 — 6 и ИЛИ вЂ” НЕ 7 — 9 одноименных фаз и на вторые входы логических элементов И 4 — 6 соединены с тремя входами логического элемента ИЛИ

11, выходной сигнал которого равен логической единице при однофазном замыкании на землю.

Выходы элементов ИЛИ вЂ” НЕ 7 — 9 соединены с тремя входами логического элемента 12, реализующего операцию неравнозначности, выходной сигнал которого равен логической единице при обрыве в сети.

В нормальном режиме работы выходные сигналы преобразователей 1 — 3 равны нулю, устройство не срабатывает.

При однофазном замыкании на землю, например фазы А,выходной сигнал преобразователя, равный нулю (напряжение поврежденнФй фазы А относительно земли уменьшается и меньше Бф), подается на первые входы логических элементов И 4 и ИЛИ—

НЕ 7 фазы А и на вторые входы логических элементов И 6 и ИЛИ вЂ” НЕ 9 фазы С.

Выходные сигналы преобразователей 2 и 3 фаз В и С равны логической единице (напряжения фаз В и С относительно земли увеличиваются) . Выходной сигнал, равный логической единице, с преобразователя 2 фазы В подается на первые входы логических элементов одноименной фазы В:И5 и

ИЛИ вЂ” НЕ 8 и на вторые входы логических элементов опережающей фазы А:И 4 и

ИЛИ вЂ” НЕ 7. Выходной сигнал, равный логической единице, с преобразователя 3 фазы С подается на первые входы логических элементов И 6 и ИЛИ вЂ” НЕ 9 и на вторые входы логических элементов опережающей фазы В: И 5 и ИЛИ вЂ” НЕ 8. Выходные сигналы логических элементов ИЛИ вЂ” НЕ

7 — 9 и логических элементов И 4 и 6 равны нулю, выходной сигнал логического элемента И 5 равен единице.

Таким образом, поступающие на три входа логического элемента 12, реализуюшего операцию неравнозначности, сигналы с элементов ИЛИ вЂ” НЕ 7 — 9 равны нулю, и подключенный к нему исполнительный орган 12, сигнализирующий об обрыве в сети, не работает. На логический элемент ИЛИ 11

45 е логического элемента И 5 поступает сигнал, равный единице, два других сигнала— с логических элементов И 4 и 6 — равны нулю. Выходной сигнал логического элемента ИЛИ 10 становится равным единице, что сигназилирует о наличии в сети замыкания на землю.

При обрыве в сети, например, фазы А выходной сигнал преобразователя 1, равный единице (напряжение поврежденной фазы А относительно земли увеличивается и больше Ыр), подается на входы логических элементов И 6 и ИЛИ вЂ” НЕ 7 фазы А и на вторые входы логических элементов

И 6 и ИЛИ вЂ” НЕ 9 фазы С. Выходные сигналы преобразователей 2 и 3 фаз В и С, равные нулю (напряжения фаз В и С относительно земли уменьшаются), подаются на первые входы логических элементов своих фаз — И 5 и 6 и ИЛИ вЂ” НЕ 8 и 9 соответственно и на вторые входы логических элементов опережающих фаз А и В:

И 4 и 5 и ИЛИ вЂ” НЕ 7 и 8 соответственно, Выходные сигналы логических элементов

ИЛИ вЂ” НЕ 7 и 9 равны нулю, выходной сигнал логического элемента ИЛИ вЂ” НЕ 8 равен единице.

Поступающие на три входа логического элемента ИЛИ 11 сигналы с элементов

И 4 — 6 равны нулю. Выходной сигнал логического элемента ИЛИ 11 равен нулю, исполнительный блок 13, сигнализирующий о наличии однофазного замыкания в сети, не работает. На один из входов логического элемента 12, реализующего операцию неравнозначности, с логического элемента

ИЛИ вЂ” НЕ 8 поступает сигнал, равный логической единице, поступающие на два других входа элемента ИЛИ 11 сигналы с логических элементов ИЛИ вЂ” НЕ 7 и 9 равны нулю, поэтому выходной сигнал логического элемента 12, реализующего операцию неравнозначности, равен логической единице, что сигнализирует о наличии обрыва в сети.

Технико-экономический эффект при использовании предлагаемого устройства по сравнению с базовым получается за счет упрощения устройства (сокращения числа элементов) и повышения надежности функционирования устройства при определении режимов сети: обрыв в фазе и замыкание на землю, снижения народно-хозяйственного ущерба от неполнофазных режимов.

110!950

Редактор P. Циника

Заказ 4688/39

Составитель Л. Васькова

Текред И. Берес Корректор Л Тяско

Тираж 6! 4 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4)5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4