Устройство для защитного отключения в трехфазной сети с изолированной нейтралью

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее присоединительньй дроссель-трансформатор , первые выводы которого подключены к фазным проводам сети, а вторые выводы объединены и подключе- . ны к первому выводу первого резистора и первому выводу первой рабочей обмотки компенсирующего дросселя, управляющая обмотка которого через согласующий блок и блок измерения емкости подключена к земле и к искусственной нулевой точке, образованной , конденсаторами, соединенными с фазными проводами сети, вторая.рабочая обмотка компенсирующего дросселя , первый вывод которой подключен через первый конденсатор к земле, второй конденсатор, второй резистор, измерительный орган, источник оперативного тока, минусовьи вывод которого подключен к земле,, о т л ич ающе е ся тем, что, с целью повышения быстродействия и повышения надежности, второй выв.од первого резис.тора подключен к плюсовому выводу источника оперативного тока, а (Л второй вывод первой рабочей обмотки с подключен к первому выводу измерительного органа и через второй резистор , зашунтированный вторым конденS сатором, -.к земле, при этом второй вывод измерительного органа подсоединен к точке соединения первого конденсатора и первого вывода второй е рабочей обмотки, первый вывод кото«гЬ рой подключен к точке соединения первого вывода первого резистора и пер4 вого вывода первой рабочей обмотки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. Я0„„1119114

3 9 Н 02 Н 3/16

J ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

/у

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3480233/24-07 (22) 06.08.82 (46) 15. 10.84. Бюл. N - 38 (72) В. С. Прудников, В. С; Дзюбан, В.M. Ильин и Г.И. Сивчиков (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт взрывозащищенного и рудничного электрооборудования и Прокопьевский завод шахтной автоматики (53) 621. 316. 925 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 572728, кл. G 01 R 31/02, 1975.

2. Аппарат защиты для подстанций в блочном исполнении АЗПБ. Паспорт 0.06.468.048 ПС, r. Кемерово, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО

ОТКЛЮЧЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее присоединительный дроссель"трансформатор, первые выводы которого подключены к фазным проводам сети, а вторые выводы объединены и подключены к первому выводу первого резистора и первому выводу первой рабочей обмотки компенсирующего дросселя, управляющая обмотка которого через согласующий блок и блок измерения емкости подключена к земле"и к искусственной нулевой точке, образованной, конденсаторами, соединенными с фазными проводами сети, вторая.рабочая обмотка компенсирующего дросселя, первый вывод которой подключен через первый конденсатор к "земле", второй конденсатор, второй резистор, измерительный орган, источник оперативного тока, минусовый вывод которого подключен к "земле",, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и повышения надежности, второй вывод первого резистора подключен к плюсовому выводу источника оперативного тока, а второй вывод первой рабочей обмотки подключен к первому выводу измерительного органа и через второй резистор, зашунтированный вторым конденсатором, вЂ,к "земле", при этом второй вывод измерительного органа подсое1 динен к точке соединения первого конденсатора и первого вывода второй рабочей обмотки, первый вывод которой подключен к точке соединения первого вывода первого резистора и первого вывода первой рабочей обмотки.

1 1119

Изобретение относится к устройствам для защитного отключения в трехфазных сетях с изолированной нейтралью трансформатора.

Известно устройство для измерения сопротивления изоляции электрических цепей, содержащее источник питания, транзисторный измерительный блок, вход которого выполнен в виде схемы сравнения измеряемого постоянного и импульсного эталонного токов, а выход через конденсатор присоединен к исполнительному органу, зашунтированному диодом. При подаче на вход измерительного блока измеряемого 15 постоянного и импульсного эталонного токов на его выходе появляются прямоугольные импульсы, приводящие к срабатыванию исполнительного органа. Так как снижение .сопротивления 20 изоляции и повреждение элементов схемы приводит к исчезновению на вы" ходе измерительного блока прямоугольных импульсов: и отключению исполнительного органа, устройство обеспечивает самоконтроль исправности элементов схемы и защитный отказ, т.е. отключает сеть при повреждении элементов (1) .

Однако это устройство имеет недостаточно высокую устойчивость к ложным срабатываниям, что обусловлено параметрами емкости разделительного конденсатора и балластного резистора, включенного между указан- 35 ными конденсатором и входом усилителя чем больше величина емкости разделительного конденсатора и сопротивление балластного резистора, тем выше устойчивость устройства 40 к ложным срабатываниям при коммутационных операциях в сети. Однако увеличение емкости разделительного конденсатора приводит к снижению быстродействия, а увеличение сопро- 45 . тивления балластного резистора — к снижению чувствительности устройства.

Известно устройство для защитного отключения в трехфазной сети с изолированной нейтралью, содержащее 50 присоединительный дроссель-трансформатор, компенсирующий дроссель, на магнитопроводе которого размещены две рабочие обмотки и управляющая .обмотка, разделительная емкость, к 55 которой через активно-емкостной фильтр, выполненный на резисторах ю конденсаторе, подключен измеритель114 2 ный орган. Между разделительным конденсатором и конденсатором фильтра нижних частот подключен оперативный источник, который через резистор при соединен к нулевой точке дроссельтрансформатора, согласующий элемент и блок контроля емкости сети. При бесконечно. большом сопротивлении изоляции оперативный ток замыкаегся по цепи: "земля", резистор, рабочие обмотки компенсирующего дросселя, резисторы и вход измерительного блока. При снижении сопротивления изоляции до допустимого уровня ток . через измерительный орган достигает порогового значения. В результате чего происходит отклюЧение сети (2).

Указанная схема взаимосвязи между измерительным органом, оперативным источником и разделительным конденсатором, * которая. выполнена в виде активно-емкостного фильтра

1 обеспечивает интегрирование сигнала помехи, обусловленного коммутацион- ными операциями в сети. Демпфирующее действие активно-емкостной фильтр оказывает и на токи нулевой последовательности, обусловленные напряжением смещения нейтрали на компенсирующей цепи и разделительном конденсаторе при несимметричных утечках в сети. Поэтому указанное устройство имеет достаточно высокую устойчивость к ложным срабатываниям, Однако быстродействие такого устройства недостаточно высоко и определяется в основном параметрами активно-емкостного фильтра, его постоянной времени. Уменьшение постоянной времени хотя и повышает быстродействие, но приводит к снижению устойчивости к ложным срабатываниям, что недопустимо по условиям эксплуатации.

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защитного отключения в трехфазной сети с изолированной нейтралью, содержащем присоединенный дроссель-трансформатор, первые выводы которого подключены к фазным проводам сети, а вторые выводы объединены и подключены к первому выводу первого резистора и первому выводу первой рабочей обмотки компенсирующего дросселя, управляющая обмотка которого через согласующий

3 1i 19 блок и блок измерения емкости подключения к "земле" и к искусственной нулевой точке, образованной конденсаторами, соединенными с фазными проводами сети, вторая рабочая обмот- 5 ка компенсирующего дросселя, первый вывод которой подключен через первый конденсатор к "земле", второй конденсатор, второй резистор, измерительный орган, источник оперативного 10 тока, минусовый вывод которого подключен к "земле", второй вывод первого резистора подключен к нлюсовому . выводу источника оперативного тока, а второй выводпервой рабочей обмотки 15 подключен.к первому выводу измери- . тельного органа и через второй резистор, зашунтированный вторым конденсатором, — к "земле", при этом второй вывод измерительного органа 20 подсоединен к точке соединения первого конденсатора и первого вывода второй рабочей обмотки, первый вывод которой подключен к точке соединения первого вывода первого резис- 25 тора и первого вывода первой рабочей обмотки.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит присоедини- З0 тельный дроссель-трансформатор 1, компенсирующий дроссель 2, на магнитопроводе которого размещены две рабочие. обмотки 3 и 4 и управляющая обмотка 5, первый б и второй 7 конденсаторы одинаковой емкости, измерительный орган 8 с блоком сравнения и исполнительным реле, источник оперативного тока 9, первый 10 и второй 11 резисторы, согласующий блок

12, выполненный в виде трансформатора, к которому подключен блок 13 измерения емкости, состоящий из транзисторного автогенератора с параллельным контуром, который присоединен45 между искусственной нулевой точкой, образованной конденсаторами 14, и

"землей", сопротивление 15 изоляции сети.

При изменении распределенной ем-. 50 кости сети изменяется собственная частота колебаний контура, включенного в нагрузку автогенератора (между искусственной нулевой точкой, образованной конденсаторами 14.,è 55

"землей"). В результате этого появляется сигнал, подаваемый на обмотку 5 управления, который изменяет

114 индуктивность дросселя, настраивая последний в резонанс с емкостью сети.

Устройство работает следующим образом.

При бесконечно большом сопротивлении изоляции 15 оперативный постоянный ток протекает через "землю", резистор 1 1, разветвляется на два тока через обмотку 3 и через измери-, тельный орган 8, обмотку 4 и замыкается через резистор 10. Величина тока, протекающего через измеритель ный орган 8, внутреннее сопротивление которого выбирается очень малым, в основном зависит от напряжения оперативного источника 9,. активного сопротивления рабочих обмоток 3 и 4 и сопротивления резисторов 10 и 11. При снижении сопротивления изоляции 15 .ток через измерительный орган 8 уменьшается. Если уровень . сопротивления изоляции 15 снижается ниже допустимого предела, ток в измерительном органе 8 достигает порогового значения и происходит отключение сети.

Указанное построение схемы взаимосвязи измерительного органа 8 с оперативным источником 9 и конденсаторами 6 и 7 позволяет в несколько раз повысить быстродействие, которое в основном определяется временем срабатывания самого измерительного органа. При этом сохраняется высокая устойчивость к Ложным срабатываниям, так как все переходные процессы при коммутационных операциях в сети замыкаются по двум одинаковым цепям: обмотка 3 — конденсатор 6 и обмотка 4 — конденсатор 7. В Оезультате этого потенциалы между точками присоединения измерительного органа 8 к конденсаторам 6 и 7 при переходных процессах одинаковые (разностью потенциалов на конденсаторах 6 и 7 из-за фазового сдвига, обусловленного наличием резистора 11, шунтирующего конденсатор 6, которая близка к нулю, можно пренебречь). Следовательно, ток через измерительный орган 8 определяется лишь соотноше,нием сопротивлений резисторов 10, 11 и 15 и величина его не зависит от коммутационных операций в сети.

При этом указанное построение схе"

w не сказывается на .работе компенсирующей цепи, так как компенсация

1119114

Составитель Н.Чутчев

Техред 3 Палий

Редактор Л.Веселовская

Корректор А. Зимокосов

Заказ 7467/41

Тираж 613

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное филиал ИПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 осуществляется по двум одинаковым обмоткам 3 и 4, а наличие между ними измерительного органа 8 не оказывает влияния на эффективность компен.сации емкостях токов утечки. 5

Такйм образом предлагаемое изобретение Ыозволяет повысить быстродействие устройства, так как оно определяется в основном временем.срабатывания измерительного органа, и повысить устойчивость против ложных срабатываний, так как ток через измерительный орган определяется соотношением между сопротивлениями резисторов 10, 11 и 15 и не зависит от переменной и апериодической состав I ляющей напряжения смещения нейтрали, которое появляется как при переходных процессах в сети, так и при наличии однофаэных утечек.