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

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее установленные на каждом присоединении последовательно соединенные трансформатор тока нулевой последовательности , преобразователь ток - выпрямленное напряжение и запоминающую ячейку с размыкающим ключом, блок выявления поврежденного присоединения , выполненный в виде генератора уменьшающегося напряжения с замы .кающим и размыкающим ключами, последовательно соединенных реагирующих элементов и тиристоров, и подключенный своими входами к выходам запоминающих ячеек и к выходу основного элемента ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА, вход которого подключен к выхрДУ пускового ; органа, подсоединенного своим входом к трансформатору напряжения нулевой .последовательности, исполнительный орган, связанный с соответствующим выходом блока выявления поврежденного присоединения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения путем исключения ложНых отключений, снабжено по ислу защищаемых присоединений пороговыми элементами, входы которых через вновь введенные замыкающие ключи присоединены к выходам преобразователей ток - выпрямленное напряжение, а выходы - к персл вым входам вновь введенных элементов I-irm, вторые входы которых соес динены с выходами вновь введенных элементов ЗАПРЕТ, к управляющим входам которых подключены выходы вновь введенных вспомогательных элементов ЗАДЕРЖ1СА СИГНАЛА, соединенных также с управляющими входами замыкающих ключей, при этом входы ьд вспомогательньк элементов ЗАДЕРЖКА QD 00 СИГНАЛА и элементов ЗАПРЕТ подключены к соответствующим выходам блока выявления поврежденного присоедине- 1 ния.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

»SU«, ЗСЮ Н

Ф \

° а

° а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3544365/24-07 (22) 26,01.83 (46) 15.12.84. Бюл. II 46 (72) В.Ф.Бухтояров (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 792442, кл. Н 02 Н 3/16, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 1053204, кл. Н 02 Н 3/16, 1982. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПЯТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ

С ИЗОЛИРОВАННОЙ HHATPAJIbIO, содержащее установленные на каждом присоединении последовательно соединенные трансформатор тока нулевой последовательности, преобразователь ток — выпрямленное напряжение и запоминаюшую ячейку с размыкающим ключом, блок выявления поврежденного присоединения, выполненный в виде генератора уменьшающегося напряжения с замы.кающим и размыкающим ключами, последовательно соединенных реагирующих элементов и тиристоров, и подключенный своими входами к выходам запоминающих ячеек и к выходу основного элемента ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА, вход которого подключен к выходу пускового органа, подсоединенного своим входом к трансформатору напряжения нулевой.последовательности, исполнительный орган, связанный с соответствую щим выходом блока выявления поврежденного присоединения, о т л и ч а ю-, щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения путем исключения ложных отключений, % снабжено по -ислу защищаемых присое-, динений пороговыми элементами, входы которых через вновь введенные замыкающие ключи присоединены к выходам преобразователей ток — выпрямленное напряжение, а выходы — к первым входам вновь введенных элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами вновь введенных элементов ЗАПРЕТ, к управляющим входам которых подключены выходы вновь введенных вспомогательных элементов ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА, соединенных также с управляющими входами saмыкающих ключей, при этом входы вспомогательных элементов ЗАДЕРЖКА

СИГНАЛА и элементов 3АНРЕТ подключены к соответствующим выходам блока выявления поврежденного присоединения °

1 112968

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью.

Известно устройство для защиты от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее трансформатор напряжения нулевой последовательности (ТННП) к вторич" ной обмотке которого подключен пусковой орган (ПО) с органом выдержки . времени (ОВВ), выход которого под- . ключен к ключу, трансформаторы тока нулевой последовательности (ТТНП), установленные на присоединениях и связанные через преобразователи ток.выпрямленное напряжение (ПТВН) с блоком выявления поврежденного присоединения (БВПП), выходы которого через элементы ИЛИ связаны с исполнительными органами (ИО) (1).

Основным недостатком данного устройства является то, что при появлении на выходе трансформатора напряжения ложного сигнала нулевой последовательности, например, по причине перегорания предохранителей устройст-. во отключает все защищаемые присоединения.

ЗО

Кроме того, устройство не в состоянии фиксировать кратковременные (преходящие) замыкания на землю.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для защиты от однофазного 35 замыкания, содержащее установленные на каждом присоединении ТТНП, ПТВН, запоминающие ячейки с размыкающими ключами, генератор уменьшающегося напряжения, последовательно соединенные реагирующие элементы и тиристоры, ТННП, к .выходу которого подключен пусковой орган, соединенный своим выходом с входом элемента

ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА (2 ).

g$

Это устройство достаточно надежно определяет поврежденное присоединение. Однако оно при кратковременных случайных замыканиях на землю, а также при действии кратковременных помех может сработать, что вызывает неоправданные отключения потребителей, ухудшая их электроснабжение.

Целью изобретения является повышение надежности электроснабжения путем исключения ложных отключений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты, со-, 7 3 держащее установленные на каждом присоединении последовательно соединенные трансформатор тока ну..евой последовательности, преобразователь ток — выпрямленное напряжение и запоминающую ячейку с размыкающим ключом, блок выявления поврежденного присоединения, выполненный в виде генератора уменьшающегося напряжения с замыкающим и размыкающим ключами, последовательно соединенных реагирующих элементов и тиристоров и подключенный своими входами к . выходам запоминающих ячеек и к выходу основного элемента ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА, вход которого подключен к mrходу пускового органа, подсоединенного своим входом к трансформатору напряжения нулевой последовательнос-. ти, исполнительный орган, связанный с соответствующим выходом блока выявления псврежденного присоединения, снабжено по числу защищаемых присоединений пороговыми элементами, входы которых через вновь введенные замыкающие .ключи подсоединены к выходам преобразователей ток — выпрямленноЕ напряжение, а выходы — к г рвым входам вновь введенных элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами вновь введенных элементов ЗАПРЕТ, к управляющим входам которых подключены выходы вновь введенных вспомогательных элементов ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА, соединенных также и с управляющими входами замыкающих ключей, при этом входы вспомогательных элементов ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА и элементов ЗАПРЕТ подключены к соответствующим выходам блока выявления поврежденного присоединения.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства, на фнг.2 — модифчкация блока выявления поврежденного присоединения.

Устройство для защиты от замыкания на землю содержит ТННП 1, к вторичной обмотке которого подключен

ПО 2 с ОВВ 3, ТТНП 4,5, установленные на присоединениях 6,7 и подключенные своимн выходами к ПТБН 8,9;

БВПП 10, подключенный своими основными входами к запоминающим ячейкам (ЗЯ) 11, 12, а вспомогательными— к выходу ОАА 3, пороговые элементы (ПЭ) 13, 14, входы которых подсоединены к элементам сглаживания выпрямленного напряжения (3CBH 15, 16, замыкающие 17, 18 и размыкающне 19,.

1129687 4 под влиянием которого ключ 37 замы- кается, а ключ 38 размыкается. В результате этого напряжение на выходе генератора уменьшающегося напряжения начинает уменьшаться, на анод-катодах тиристоров, напротив, увеличиваться, е- При достижении этим напряжением с уровня напряжения на одном из запо.10 минающих элементов 11, 12 через управляющий электрод соответствующель ro тиристора 31 (32) начинает течь ток, и один из тиристоров включается.

При замыкании на присоединении 6 первым включается тиристор 31 и срабатывает РЭ 29, так как через поврежденпое присоединение, как правило, проходит полный, наибольший ток однофазного замыкания на землю.

20 ключи, ИО 21, 22, соединенные через элементы ИЛИ 23, 24 с ПЭ 13, 14 и элементами ЗАПРЕТ 25, 26, эле менты ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА 27, 28. .БВПП 10 состоит из реагирующих элементов (РЭ) 29, 30 — реле тока, тиристоров 31, 32, общего на все присоединения генератора уменьшающ гося напряжения (на RC-элементах) замыкающим 33 и размыкающим 34 клю чами. ЗЯ 11, 12 и ЭСВН 15, 16 выполнены на конденсаторах с паралле но подключенными к ним резисторами

Постоянная времени. разряда RC-цепи

ЗЯ 11, t2 выбирается много больше длительности импульсов переходных токов.

ЗЯ 11, 12 служат для фиксации (запоминания) бросков переходных т ков, а ЭСВН 15, 16 — для сглаживания (но не для запоминания) значения выпрямленного напряжения.

БВПП 10 (фиг.2) включает в себя

РЭ 29, 30 с контактами 35, 36, транзисторы 37, 38, индивидуальные. гене- д5

Раторы уменьшающегося напряжения (на PC-элементах) — замыкающими

39, 40 и размыкающим 41 ключами, элементы ПАМЯТЬ на реле 42, 43 с замыкающими контактами 44, 45 и замыкающими ключами 46, 47, элементы

ИЛИ 48 и ЗАПРЕТ 49.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии в сети однофазного 35 замыкания на землю ПО 2, ОВВ 3, ПЭ 13, 14, ИО 21, 22, элементы ЗА-.

ДЕРЖКА СИГНАЛА 27, 28 и РЭ 29, 30 находятся в исходном состоянии.

Ключи 17, 18 и 33 разомкнуты, а 40 ключи 19, 20 и 34 замкнуты.

Конденсатор генератора уменьшающегося напряжения заряжен до напряжения источника питания 0п . Напряжение анодов тиристоров 29 и 30 отно-4 сительно катодов равно приблизительно нулю.

При возникновении в сети однофазного замыкания на землю„ например, на присоединении 6, срабатывает ПО 50

2 и приходит в действие ОВВ 3. Конденсаторы ЗЯ 11, 12 начинают заряжаться от напряжений, пропорциональных токам нулевой последовательности.

Спустя заданную выдержку времени, 55 достаточную для заряда конденсаторов

ЗЯ 11, 12 до амплитудных значений, на выходе ОВВ 3 появляется сигнал, После включения тиристора 31 напряжение на выходе генератора становится близким к Uп, поскольку

РЭ 29, 30 приняты токовыми, т.е. с малым входным сопротивлением. Это приводит к прекращению протекания тока через управляющие электроды,тиристоров, установленных в каналах защиты неповрежденных присоединений.

При срабатывании РЭ 29 приходит в действие ИО 21, контакты которого установлены в цепи отключения выключателя присоединения 6. Одновременно с этим запускается элемент 2/ и размыкается ключ 19, при помощи которого ЗЯ 11 отключается от ПТВН 8.

Спустя заданную вьдержку времени, большую времени действия помех, но меньшую времени срабатывания привода выключателя, элемент ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА 27 срабатывает и подает сигнал на управляющий вход элемента ЗАПРЕТ

25, что приводит к замыканию ключа

17 и к исчезновению сигнала на верхнем входе элемента ИЛИ 23.

При наличии устойчивого замыкания на присоединении 6 срабатывает ПЭ 13, имеющий чувствительность по току, не меньшую, чем БВПП 10. В результате на нижнем входе элемента ИЛИ 23 появляется сигнал, который присутствует до момента ликвидации однофаэного замыкания на землю и исчезновения напряжения нулевой последовательности, т.е. до возврата ПО 2 в исходное состояние.

При возврате ПО 2 схема устройства автоматически возвращается в исходное состояние. Аналогично устройство

1129687 работает при заиыкании на присоединении 7.

По сравнению с известным предложенное устройство имеет следующие преимущества. 5

Исключается возможность одновременного отключения всех присоединений подстанции в случае неисправности трансформатора напряжения нулевой последовательности, блока выяв- 10 ления поврежденного присоединения и т.д.

Это достигается введением пороговых элементов .13, 14, устанавливаемых на каждом присоединении и включаемых в работу с заданной выдержкой времени после срабатывания элементов 29, 30, реагирующих на броски переходных токов. Устройство способно реагировать как на переходные токи однофазного замыкания на землю, так и на установившиеся. Реагирование на переходные токи позволяет осуществлять сигнализацию и контроль за состоянием изоляции электроуста- 2s новок относительно земли, что имеет важное, значение в деле предупрежде-, ния аварий; применять устройство в сетях с компенсированной нейтралью.

Реагирование на установившиеся токи дает возможность исключить излишние, отключения присоединений при кратковременных, преходящих и случайных замыканиях на землю, а также нри действии кратковременных помех. При этом сигналы помех по своей величине могут быть сколь;.. угодно большими, но их длительность не должна превышать заданное время задержки сигнала элементов 27, 28.

Введение, в устройство пороговых элементов, подключенных к преобразователям ток — выпрямленное напряжение через ключи, управляющие входы которых подсоединены к выходам реагирующих элементов, а также элементов ЗАПРЕТ, ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА (по числу защищаемых присоединений) позволяет на базе простых элементов создать надежную и селективную защиту от замыкания на землю, использование которой способствует надежности электроснабжения и безопасности обслуживания электроустановки, 1 Г29687

Составитель Л.Васькова

Техред Л.Коцюбняк

Корректор О. Билак

P ед акт ор Н . Швыдк ая

Заказ 9461!43

Тираж 613 Подписное

BHViHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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