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

 

Изобретение позволяет повысить чувствительность устройства для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтральюо При возникновении в сети однофазного замыкания на землю на выходе согласующих злементов (СЭ) 5 и 6 появляются сигналы, пропорциональные токам нулевой последовательности. Одновременно срабатывает пусковой СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) . 1511 4 Н 02 Н 3/16

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3767184/24-07 (22) 02. 07. 84 (.46) 30.03.86. Бюл. М 12 (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом .(72) В.Ф.Бухтояров (53) 621. 316. 925 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 834816, кл. Н 02 Н 3/16, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1032510, кл. Н 02 Н 3/16, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ

С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЫО (57) Изобретение позволяет повысить чувствительность устройства для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью. При возникновении в сети однофаэного замыкания на землю на выходе согласующих элементов (СЭ) 5 и 6 появляются сигналы, пропорциональные токам нулевой последовательности.

Одновременно срабатывает пусковоУ

1221 орган 17, замыкается ключ 14 и запус кается элемент 29 задержки. Спустя небольшую выдержку времени на выходе блока 19 появляется сигнал, который размыкает ключ 18. Отключаются опорные элементы (ОЭ) 21 и 22 от преобразователя напряжения 20. Конденсаторы ОЭ начинают разряжаться. В результате сигнал с выхода ОЭ 21 после усиления усилителем 23 поступает на пороговый элемент 25. Последний срабатывает и через формирователь сигна694 ла 27 включает тиристор 9 и исполнительный орган 11. Одновременно срабатывает элемент фиксации срабатывания исполнительных органов 13, который подает сигнал на блок 19 управления. Ключ 18 замыкается. Напряжение на управляющих входах OЭ 21 и 22 устанавливается на прежнем уровне.

Этим исключается возможность срабатывания тиристоров и исполнительных органов неповрежденных присоединений. 2 ил.

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

Цель изобретения — повьппение чувствительности устройства.

На фиг. 1 изображена принципиально-блочная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - принципиальная схема формирователя сигнала.

Устройство содержит трансформаторы тока нулевой последовательности (ТТНП) 1 и 2, установленные на защищаемых присоединениях 3 и 4, согла-, сующие элементы 5 и 6 (СЭ), пороговые элементы с изменяемой уставкой срабатывания 7 и 8 (ПЭИУС), тиристоры 9 и 10, исполнительные органы 11 и 12 (ИО); элемент фиксации срабатывания исполнительных органов 13 (ЭФСИО) замыкающий ключ 14, источник 15 питания тиристоров и исполнительных органов", трансформатор 16 напряжения (ТП) пусковой орган 17 (ПО); размыкающий ключ 18 блок 19 управления (БУ); преобразователь напряжения переменного тока в напряжение постоянного (выпрямленного) тока 20 (ПНН);

СЭ 5 и 6 состоят из согласующего трансформатора и выпрямителя с параллельно подключенным конденсатором и резистором.

ПЭИУС 7 и 8 выполнены в виде опорных элементов 21 и 22 (ОЭ) и подключены своими выходами к линейным усилителям сигналов 23 и 24 (ЛУС), соединенньм последовательно с пороговыми элементами 25 и 26 с фиксированной уставкой срабатывания (ПЭФУС) и формирователями сигналов 27 и 28 (ФС).

ОЭ 21 и 22 выполнены в виде последовательно соединенных диода, ре5 гулирующего и основного резисторов, параллельно подключенных через вспомогательный резистор 4,к выпрямителю СЭ 5 (6), и конденсатора с разделительным диодом на входе.

10 ЛУС 23 и 24 включают в себя опера. ционные усилители с резисторами и ограничительными стабилитронами на входах.

ПЭФУС 25 и 26 могут быть выполне15 ны на стабилитронах или на операционных усилителях. На всех присоединениях имеют одинаковые напряжения (уставки) срабатывания, ФС 27 и 28 выполнены на транзис20 торах (фиг. 2), работающих в режиме ключа, ЭФСИО 13 состоит из диодов (по числу присоединений), резисторов, транзистора и стабилитрона с конден2- сатором.

БУ 19 включает в себя элементы задержки появления сигнала 29 и запрет 30, управляющий вход которого соединен с выходом ЭФСИО 13.

З0 Устройство работает следующим образом.

При отсутствии в сети однофазного замыкания на землю тиристоры 9 и 10 выключены, ИО 11 и 12, ЭФСИО 13 и ПО 17 находятся в исходном состоянии. Ключ 14 разомкнут, ключ 18 замкнут. Конденсаторы ОЭ 21 и 22 заряжены до напряжения, величина которого выбирается больше максимально возмож1221694 ного сигнала на выходе СЭ 5 и 6. Основные диоды опорных элементов 7 и 8 закрыты.

При возникновении в сети однофазного замыкания на землю,.например на присоединении 3, на ньжодах СЭ 5 и 6 и соответственно на входах.

ПЭИУС 7 и 8 появляются сигналы, пропорциональные токам нулевой последовательности, причем на выходе ПЭМУС 7 сигнал будет иметь наибольшую величину. Одновременно появляется сигнал на входе ПО 17 и происходит его срабатывание, а также замыкание ключа 14 и запуск элемента 29. Спустя небольшую выдержку времени, достаточную для заряда конденсаторов СЭ 5 и 6 до амплитудных значений вторичных напряжений согласующих трансформаторов, на выходе блока 19 появляется сигнал, который поступает на управляющий вход размыкающего ключа 18. Последний размыкается и производит отключение ОЭ

21 и 22 от преобразователя напряжения 20. Напряжение на конденсаторах

ОЭ 21 и 22 начинает уменьшаться по экспоненциальному закону. Постоянная времени разряда конденсаторов выбирается больше времени включения тиристоров 9 и 10. При достижении разрядным напряжением значения, равного или меньшего значения величины сигналов на выходе СЭ 5 и 6, основные диоды ОЭ 21 и 22 переходят в открытое (проводящее) состояние, причем первым в этом состоянии оказывается диод ОЭ 21, поскольку на его вход подается наибольший сигнал. В результате этого на вспомогательном резисторе ОЭ 2 1 появляется сигнал, приблизительно равный по величине сигналу на выходе СЭ 5, так как величина сопротивления этого резистора выбирается на порядок больше величи-. ны сопротивления основного резистора. Этот сигнал после усиления усилителем 23 поступает на пороговый элемент 25, при срабатывании которого производится пуск ФС 27, включение тиристора 9 и срабатывание ИО 11.

Одновременно срабатывают и ЭФСИО 13, который подает сигнал на управляющий вход БУ 19. Ключ 18 при этом замыкается. Напряжение на управляющих входах ОЭ 21 и 22 устанавливается на прежнем уровне. Этим исключается воз-можность срабатывания тиристоров и исполнительных органов неповрежденны присоединений.

Г1осле отключения поврежденного присоединения напряжение нулевой по с ледовательности исчезает и ПО 17 возвращается в исходное состояние. Ключ 14 размыкается, тиристор 9 выключается, а ИО 11 возвращается в исходное состояние. В это же состояние переходит и ЭФСИО 13.

Формула изобретения

Устройство для защиты от однофаэного замыкания на землю в сети с изо" лированной нейтралью, содержащее установленный на каждом присоединении трансформатор тока нулевой последовательности с подключенным к нему согласующим элементом с выпрямителем на выходе, выход которого через пороговый элемент с изменяемой уставкой срабатывания, выполненный в виде последовательно соединенных основного диода, резистора и регулируемого резистора, функционально связан с управляющим электродом тиристора, включенного последовательно с исполнительным органом, запитанным от общего на все присоединения источника питания через общий замыкающий ключ, 30 элемент фиксации срабатывания исполнительных органов, пусковой орган, подключенный своим входом к выходу источника напряжения нулевой последовательности, преобразователь напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, выполненный в виде трансформатора напряжения и двухполупериодного выпрямителя с параллельно включенным на выходе конДенсатором, к одному из полюсов двухполупериодно40 го выпрямителя подключены через разделительные диоды опорные входы пороговых элементов с изменяемой уставкой срабатывания, общий на все присоединения блок управления, входы которогс

45 соединены с выходом пускового органа и выходом элемента фиксации срабатьг вания исполнительных органов, а выход — с управляющим входом размыкающего ключа, установленного в цепи заземления одного из полюсов упомянутого выше преобразователя напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения чувствительности, пороговый элемент с изменяемой уставкой срабатывания дополнен вспомогательными резистором, включенным между одним из полюсов

n(u) Om

Ы(Р

Составитель Л. Васькова

Техред В.Кадар . КорректорВ.Бутяга

Редактор АОгар

Заказ 1616/56 Тираж 612 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенйй и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

5 1221694 6 выпрямителя согласующего элемента и нала подключен управляющий переход общей точкой преобразователя напряже- соответствующего тирнстора, прн этом ния переменного тока в напряжение пос- элемент фиксации срабатывания исполтоянного тока, причем основной диод нительных органов выполнен в виде непосредственно подключен к другому циодов lIo числу присоединений, катополюсу упомянутого выпрямителя согла ды которых подключены к анодам тириссующего элемента, а параллельно вспо- торов, а аноды диодов объединены могательному резистору через вновь вместе и через резистор подключены введенные и последовательно соединен- к базе транзистора коллектор ные линейный усилитель сигнала, лоро- о которого соединен с управляюговый элемент с фиксированной устав- щим входом . блока управлекой срабатывания и формивователь сиг ния.