Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в электрической сети переменного тока

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА , содержащее последовательно соединенные подключенный к трансформатору напряжения нулевой последовательности сети фазосдвигающий блок и первый формирователь прямоугольных импульсов, последовательно соединенные подключенный к трансформатору тока нулевой последовательности защищаемого присоединения фильтр основной частоты и второй формирователь прямоугольных импульсов, последовательно соединенные подключенный к выходу фильтра основной частоты усилитель, компаратор, преобразователь импульсов в напряжение постоянного уровня и первый логический элемент И, блок задания уставки, выход которого соединен с вторым входом компаратора, последовательно соединенные подключенный к трансформатору напряжения нулевой последовательности сети преобразователь переменного напряжения в напряжение постоянного уровня с уставкой по напряжению и первый блок времени, выход которого соединен с вторым входом первого логического элемента И, исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью повьшения селективности, надежности и расширения области использования путем обеспечения защиты в сетях как с изолированной, так и компенсированной нейтралью, в него введены шесть блоков времени, второй и - третий логические элементы И, интегратор и ключ, причем выход первого формирователя прямоугольных импульсов соединен с двумя входами второго логического элемен.та И соответственно через второй и третий блоки времени, выход второго формирователя прямоу (Л гольных импульсов соединен с двумя входами третьего логического элемента И соответственно через четвертый и пятый блоки времени, выходы второго и третьего логических элементов И соединены соответственно с трвгьйм и четвертым входами первого логического элемента И, выход которого через интегратор подключен к испол .00 нительному органу, выход интегратосо а ра через ключ соединен со своим вторым входом,а первый вход интегратора через шестой блок времени - с управляющим входом ключа,выход первого блока времени через седьмой блок времени Соединен с вторым входом преобразователя переменного напряжения в напряжение постоянного уровня с уставкой по напряжению. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок преобразования переменного напряжения в напряжение постоянного уровня с уставкой по напряжению содер

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (1)4 Н 02 Н 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЯТЕЛЬСТВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3565576/24-07 (22) 15 ° 03.83 (46) 07.08.85. Бюл. Ф 29 (72) О.А.Петров (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 964838, кл. Н 02 Н 3/16, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N - 1042123, кл. Н 02 Н, 3/16, 1982. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ

ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТО КА, содержащее последовательно соединенные подключенный к трансформатору напряжения нулевой последовательности сети фазосдвигающий блок и первый формирователь прямоугольных импульсов, последовательно соединенные подключенный к трансформатору тока нулевой последовательности защищаемого присоединения фильтр основной частоты и второй формирователь прямоугольных импульсов, последовательно соединенные подключенный к выходу фильтра основной частоты усилитель, компаратор, преобразователь импульсов в напряжение постоянного уровня и первый логический элемент И, блок задания уставки, выход которого соединен с вторым входом компаратора, последовательно соединенные подключенный к трансформатору напряжения нулевой последовательности сети преобразователь переменного напряжения в напряжение постоянного уровня с уставкой по напряжению и первый блок времени, выход которого соединен с вторым

„„SU„„1171896 А входом первого логического элемента И, исполнительный орган, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селективности, надежности и расширения области использования путем обеспечения защиты в сетях как с изолированной, так и компенсированной нейтралью, в него введены шесть блоков времени, второй и третий логические элементы И, интегратор и ключ, причем выход первого формирователя прямоугольных импульсов соединен с двумя входами второго логического элемента И соответственно через второй и третий блоки времени, .3 выход второго формирователя прямоугольных импульсов соединен с двумя входами третьего логического элемен- С та И соответственно через четвертый и пятый блоки времени, выходы второ- Я го и третьего логических элементов

И соединены соответственно с третьим ма и четвертым входами первого логического элемента И, выход которого через интегратор подключен к испол- р нительному органу, выход интегратора через ключ соединен со своим вторым входом,а первый вход интегратора через шестой блок времени — с управляющим входом ключа, выход первого блока времени через седьмой блок времени соединен с вторым входом преобразователя переменного напряжения в напряжение постоянного уровня с уставкой по напряжению.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок преобразования переменного напряжения в напряжение постоянного уровня с уставкой по напряжению содер11 жит подключенный к первому входу блока компаратор, последовательно соединенные блок задания уставок, интегратор и инвертор, выход которого подключен к выходу блока, ключ, включенный между вторым входом интегратора и его выходом, переключатель, одним выводом подсоединенный к второму входу компаратора, а другим — с возможностью переключения к второму или третьему выходам блока задания уставок, причем выход компаратора соединен с управляющим входом ключа, а управляющий вход переключателя подключен к второму входу блока.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области защиты электрических сетей,и предназначено для защиты от однофазного замыкания на землю электрических сетей переменного тока с изолированной компенсированной нейтралью и нейтралью, заземленной через активное Сопротивление.

Цель изобретения — повышение се- 1О лективности, надежности работы и расширение области использования .путем обеспечения защиты в сетях как с изолированной, так и компенсированной нейтралью. 15

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства защиты (на выходах блоков указаны величины соответствующих напряжений); на фиг. 2 — пример выполнения преобразователя переменного напряжения в напряжение постоянного уровня с установкой по напряжению; на фиг.3 — диаграмма напряжений устройства защиты при однофазном замыка25 нии на землю на защищаемом присоединении ; на фиг. 4 — диаграмма формирования импульсов напряжения блоков времени обоих каналов.

ЗО

К трансформатору 1 напряжения нулевой последовательности сети подключены последовательно соединенные преобразователь 2 переменного напряжения в .напряжение постоянного уров- З 5 ня, первый блок 3 времени, первый логический элемент И 4, интегратор 5 и исполнительный орган. 6. Выход блока 3 времени через второй блок 7 времени соединен с вторым входом преобразователя 2.

К трансформатору 1 напряжения также подключены последовательно соединенные фазосдвигающий блок 8, первый формирователь 9 прямоугольных импульсов, третий блок 10 времени и второй логический элемент И 11, который подключен к третьему входу первого логического элемента И 4.

Между другим входом второго логического элемента И 11 и певым формирователем 9 прямоугольных импульсов включен четвертый блок 12 времени. !

К трансформатору 13 тока нулевой последовательности защищаемого присоединения подключены последовательно соединенные фильтр 1.4 основной частоты, второй формирователь 15 прямоугольных имульсов, пятый блок 16 времени и третий логический элемент

И 17, выход которого подключен к четвертому входу первого логического элемента И 4. Между другим входом третьего логического элемента И 17 и вторым формирвателем 15 п„нмоугольных импульсов включен шестой блок 18 времени. К фильтру 14 основной частоты подключены последовательно соединенные усилитель19, компаратор 20 и преобразователь 21 импульсов в напряжение постоянного уровня, выход которого подключен к первому входу первого логического

° элемента И 4. К второму входу компаратора 20 подключен блок 22 задания уставки, Между вторым входом и выходом интегратора 5 включен ключ 23. К вьгходу первого логического элемента

И 4 подключен шестой блок 24 времени, выход которого соединен с управляющим входом ключа 23. з 1171

Преобразователь 2 переменного напряжения в напряжение постоянного уровня содержит последовательно соединенные блок 25 задания уставок, интегратор 26 и инвертор 27, выход которого соединен с выходом блока °

Интегратор 26 через ключ 28 подключен к своему второму входу. Первый вход блока 2 через компаратор 29 соединен с управляющим входом клю- 1п ча 28. Второй и третий выходы блока

25 задания уставок через переключатель 30 соединены с вторым входом компаратора 29, а управляющий вход переключателя 30 подключен к второму входу блока 2.

Фазосдвигающий блок определяет положение угловой характеристики устройства. Формирователи прямоугольных импульсов преобразуют синусоицальные сигналы в прямоугольные импульсы. Они установлены в схеме для повышения чувствительности устройства. Блоки времени формируют импульсы прямоугольной формы соответствующей длительности. Первый логический элемент И (фазочувствительный блок) определяет соответствующее положение импульсов каналов, преобразующих сигналы напряжения и тока нулевой последовательности.

Интегратор, шестой блок времени и ключ преобразуют серию прямоугольных импульсов в выходной сигнал устройства и предназначены для по35 вышения помехоустойчивости устройства защиты. Усилитель, компаратор и преобразователь импульсов в напряжение постоянного уровня блокируют

896 4 работу устройства при малых собственных емкостных токах защищаемых присоединений.

Преобразователь переменного напряжения в напряжение постоянного

-уровня с первым и седьмым блоками времени. реагирует на повышение напряжения нейтрали при однофазных замыканиях на землю. При этом увеличивается уставка преобразователя, что повышает помехоустойчивость устройства защиты при отключении однофазных- замыканий на землю.

Блоки задания уставок представляют набор потенциометров, подключенных к выводам источника питания.

При однофазном замыкании на землю в сети на входе компаратора 29 появляется переменное напряжение. На выходе компаратора возникают импульсы, которые периодически замыкают ключ 28. Ключ 28, шунтируя обратную связь интегратора, обуславливает на его выходе нулевой сигнал. На выходе же инвертора сигнал становится единичным. При поступлении на второй вход преобразователя 2 сигнала логической единицы от блока 7 времени переключатель 30 переключит второй вход компаратора с второго выхода блока 25 на третий. При этом уставка преобразователя 2 пропорциональна 0,6-0,9 И . При .отключении однофазного замыкания на землю в сети преобразователя 2 будет быстрее срабатывать и быстрее блокировать устройство защиты, что повысит его помехоустойчивость.

1171896

1171896

Фиг. Р

1171896

I с»

Составитель Л.Васькова

Редактор Н. Пушненкова Техред И.Пароцай Корректор Л.Бескид

Закаэ 4897/46 - Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

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