Устройство для определения поврежденной фазы в сети с изолированной нейтралью

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения поврежденной фазы при разрыве фазы и замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем выделения поврежденной фазы при однофазном повреждении вида разрыв в фазе или замыкание на землю..Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее первый 31 и второй 32 блоки индикации, блок 29 выдержки времени, преобразователи 1 - 3 переменного тока в постоянный, введены трк канала, каждый из которых содержит по три логических злемента 7,10,13; 8,11,l4j 9,12,15 НЕ соответственно, по два двухаходовых элемента И-НЕ 4,19; 5,20; 6,21 соответственно, по одному логическому элементу 2И-2Ш1К-НЕ 6,17, 18 и по одному блоку индикации 22, 23, 24 соответственно. Кроме того, в устройство введены дополнительный логический элемент НЕ 30, два дополнительных 25, 26 трехвходовых, два дополнительных 27, 28 двухвходовых логических элемента И-НЕ. Устройство позволяет определить вид однофазного повреждения: разрыв в фазе или замыкание на землю, и выделить поврежденную фазу, что сократит время поиска места повреждения . 1 ил. (О ю ел ч| СП эо DO

СООЗ СОВетсних социдлистичвсних

Респу Блин

А1 >f14 С 01 К 3108 с госудА1ственный комитат ссср по дклАм изоб1 етний и оти1 ытий (2 1) 3882 189/24-2 1 (22) 09,04.85 (46) 15.09.86. Бюл. М- 34 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени институт инженеров сельскохозяйственного производства им. В.П. Горячкина (72) В.А.Григорьева, И.Н.Козырев, В.И.Сукманов и P.Ø.Ñàãóòäèíîâ (53) 621.317.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1054806, кл. G 01 R 31/08, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1101950, кл. Н 02 Н 3/16, 1982, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ В СЕТИ .С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике н может быть использовано для определения поврежденной фазы при разрыве фазы и замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем выделения поврежденной фазы при однофазном по„„SU„„125 вреждении вида разрыв в фазе или замыкание на землю. Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее первый 31 и второй 32 блоки индикации, блок 29 выдержки времени, преобразователи 1 — 3 переменного тока в постоянный, введены три канала, каждый из которых содержит но три логических элемента 7,10,f3; 8,11,14

9, 12, 15 НЕ соответственно, по два двухвходовых элемента И-НЕ 4, 19;

5,20; 6,2 1 соответственно, по одному логическому элементу 2И-2ИЛИ-НЕ б,f7, 18 и по одному блоку индикации 22, 23, 24 соответственно. Кроме того, в устройство введены дополнительный логический элемент НЕ 30, два дополнительных 25, 26 трехвходовых, два дополнительных 27, 28 двухвходовых логических элемента И-HE. Устройство позволяет определить вид однофазного повреждения: разрыв в фазе или замыкание на землю, и выделить поврежденную фазу, что сократит время поиска места повреждения . 1 ил.

1257

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения поврежденной фазы при разрыве фазы и замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем выделения поврежденной

10 фазы при однофазном повреждении вида разрыв в фазе или замыкание на землю.

На чертеже изображена схема предложенного устройства.

Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 преобразователи пе15 ременного тока в постоянный, три канала, которые состоят из двухвходовых логических элементов И-НЕ 4 — 6 соответственно в каждом канале, первых 7—

9, вторых 10 — 12 и третьих 13 — 15 логических элементов HE (инверторов) соответственно, логических блоков 2И-2ИЛИ-.НЕ 16 — 18 соответственно, вторых 19 — 21, двухвходовых логических элементов И-HE соответствен25 но, блоков 22, 23 и 24 индикации соответственно. Кроме того, устройство содержит два дополнительных 25 и 26 трехвходовых, два дополнительных 27 и 28 двухвходовых логических элемента И-НЕ, блок 29 выдержки времени, дополнительный логический элемен,т НЕ 30, первый 31 и второй 32 блоки индикации, сигнализирующие о разрыве в фазе (РФ) H замыкании на 35 землю (3H3) .

Входы преобразователей 1 — 3 переменного напряжения в постоянное сое-. динены с соответствующими клеммами

40 для подключения к контролируемым фазам (А,B,С) сети, а выходы — с входами соответствующих логических элементов НЕ 7 — 9 каждого из трех каналов, выходы которых соединены с соответст45 вующими входами дополнительного трехвходового логического элемента ИНЕ 25, выход которого через блок 29 выдержки времени соединен с первым входом дополнительного двухвходового логического элемента И-НЕ 28, выход

50 которого соединен с входом первого 31 блока индикации, выход первого f преобразователя переменного напряжения в постоянное соединен с первым входом логического блока 2И-2ИЛИ-НЕ 16 первого канала, с первым входом логического элемента И-HE 5 второго канала и первым входом двухвходового логи583 1 ческого элемента И-HE 6 третьего канала, выход второго 2 преобразователя переменного напряжения в постоянное соединен с первым входом двухвходового логического элемента И-НЕ 4 первого канала, с вторым входом двухвходового логического элемента И-НЕ 6 третьего канала и первым входом логического блока 2И-2ИЛИ-НЕ 17 второго канала, выход третьего 3 преобразоватепя переменного напряжения в постоянное соединен с первым входом логического блока 2И-2ИЛИ-НЕ 18 третьего канала, с вторым входом двухвходового логического элемента И-HE 5 второго канала и вторым входом двухвходового логического элемента И-НЕ 4 первого канала, выходы первых двухвходовых логических элементов И-НЕ 4, 5, 6 каждого из трех каналов соединены с соответствующими входами дополнительного трехвходового элемента ИНЕ 26 и через соответствующие элементы НЕ 10 — 12 — с вторыми входами каждого из трех логических блоков 2И2ИЛИ-HE 16 — 18, выход трехвходового дополнительного элемента И-НЕ 26 соединен с первым входом двухвходового дополнительного элемента НЕ 11, с третьими входами логических блоков 2И-2ИЛИ-НЕ 16 — 18 и через дополнительный логический элемент НЕ 30 соединен с вторым входом дополнительного двухвходового логического элемента И-НЕ 28 и четвертыми входами трех логических блоков 2И-2ИЛИ-НЕ 16—

18, выходы каждого из которых соединены через соответствующие логические элементы HE 13-15 с первыми входами двухвходовых логических элементов И-НЕ 19 — 21, выходы которых соединены с входами соответствующих блоков .22, 23 и 24 индикации (сигнализирующих о повреждении одной из фаз), вторые входы каждого из двухвходовых логических элементов И-НЕ 19 — 21 каждого из трех каналов соединены с первым входом первого 28 и вторым входом второго 27 дополнительных двухвходовых логических элементов И-НЕ.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы сети ,устройство не срабатывает. Напряжения фаз сети симметричны и не превыщают выходные сигналы с преобразователей 1 — 3 переменного напряжения

125/ в постоянное равны нулю к, следова-. тельно, на входы логических элене:«-тол И-НЕ 4 — 6 поступают уровни ло-гического "0", на выходах лог««че .ккх элементов И-НЕ 4 — 6 — логические "1". „.

Сигналы с ВыхОдОВ преобрязсзателек 1

3 напряжения поступают на входы инзертороз 7-9, с выходов которых логические "11 подаются на входы трехвходового логкческога элемента И-- «««

НЕ 25, на выходе которого сигнал равен логическому "0". С BbIxopoB логических элементов И-НЕ 4-6 логические "1 псступают1на входы трехвхсдсзаго логического элемента И-НЕ 26 и на входы инвертороз 10-12» на выходах которых устанавливаются логические 0, с выхода логического элемен1II «II та И-НЕ 25 сигнал нулевого уровня поступает на элемент НЕ 30, выходные»«« сигналы (логкческие "0") инзертс-" рав 10-12 поступают на вторые входы вторых элементов И в логических блоках 2И-2ИЛИ-НЕ 16-18. С выходов преФ образователей 1 " 3 напряжения скгна- лы нулевого логического уровня подаются на первые входы первых логкчес-. ких элементов И в логических блоках 2И-2ИЛИ-НЕ 16 — 18, на вторые входы которых поступают сигна«з« с вы- - б хода трехвходового логического элемента И-НЕ 26. На выходах логических блоков 2И-2ИЛК-HE 16 — 18 отрабатываются сигнагь« логической »1", которые инвертируются инвсрторами 13- .5 и поступают на первые входы логических элементов И-НЕ 19-2 1, на вторые входы которых поступают сигналы логического "О«» с выхода трехзходозогс логического элемента И-НЕ 25 (" за- <с держкой по времени з блоке 29 выдержки времени на время, равное 0,2О,= с, необходимое для прекращения гереходных процессов), На выходах логических элементов И-НК «9-21 прк- g+ сутствуют логические "I На первый вход логических элементов И-RE 27 к 28 с выхода лсгическогс элемента И-НЕ 25 поступают логические "0". С выхода логического элемента И-HE 26 M на первый вход логического элеменга И-НЕ 27 подается логический ™О и на ВыхОдЯ последнего отрабатывает ся логическая "1 . С выхода элемента НЕ 30 сигнал логической,-" пост:.*-55 пает на второй вход логического эле-мента И-НЕ 28. Таким образом,, на выходах логических элементов H HE 19

583 4

2 :, 27, 28 з нормальном режиме присутствуют логические " 1". Блоки 2224 к 31, 32 индикации, светодиоды которых загораются ст уровня логического "0", не срабатывают °

В воздушных электрических сетях (ВЛ) с изолированной нейтралью при однсфаэнсм замыкании на землю напряженке поврежденной фазы относительно земли уменьшается (в пределе до нуля), а два других увеличиваются (з пределе до +3U ).

Прк разрыве з азе» например при обрыве одного кз проводов ВЛ, фазные напряжения относительно земли изменяются так: напряжение на фазе» емкость которой уменьшилась в результате отключения» увеличивается и может достигнуть 1,5 П, а напряжения двух других фаз yìeêü«««àþòñ«« одинаково (до минимального значения, равного

0»070 ).

При зам«канин на землю (3H3)» пример, фазы А выходной сигнал преобразователя 1 напряжения фазы А, равный нулю (напряжение поврежденной фазы А относительно земли уменьшается к меньше Б ), подается на входы логических элементов И-HE 5,6 .(опережающей и отстающей фаз В и С), на первый вход первого логического элемента И з логическом блоке 2И-2ИПИНЕ 16 к на вход кнвертора 7, с выхода которого логическая .1 по ступает на первый вход трехвходовОГО логического элемента И-НЕ 25. С выходов преобразователей 2 и 3 напряжения фаз В и С через инверторы 8 и 9 на второй к третий входы логического лемента И-НЕ 25 поступают Логические

"G" (напряжения фаз В к С относительно земли увеличиваются и больше U )..

Таким образом, на входах трехвходо.кого логического элемента И-HE 25 присутствуют сигналы: 1, О, 0 — и на его выходе отрабатывается логическая

0 выходов преобразователей 2 к " напряжения фаз В и С логические поступают на первый и второй вход -*-. логического элемента И-НЕ 4, на нервые входы первых логических элементов И в логических блоках 2И-2ИЛИRE 17 и 18 к на вторые входы логических элементов И-НЕ 5, 6, Так как на сбоих входах лбгическога элемента ИНЕ 4 присутствуют логические " 1", то на ега выходе — логический О . На входах логических элементов И-НЕ 5

5 12575 и Ь присутствуют по одной логи хескохх

"1" и по одному логическому О", поэтому на выходах логических элемен» тов И-НЕ 5, 6 - логические "1 "., Поступающие На входы логических злемен.р тов НЕ 10-12 сигналы ннвертируются и пОдяются на зтОрые ВХОдьх логичес— ких блоков- 2И-2ИЛИ-НЕ 16 — 19.

ПОскОльку на Входах трехзхОдОВОго логического элемента И-НЕ 26 ByHcyтствуют сигналы: О, 1, 1 » на выходе этого логического элемента отрабатывается логическая "1", которая подается на третьи входы логических блоков 2И-2И5К-НЕ 16 — 18 и НЯ Вход элемента НЕ 30. Инвертированный сигнал (логический "0") поступает нз четзергые входы логических блоков 2И-2ИЛИНЕ 16 - 18. Таким образом„ ня входах первого логического элемента И логического блока 2И-2ИЛИ"HE 16 присутствую-. логические "0" B на входах Второго элемента И вЂ” логические "1"., Так как в логическом блоке отработанные в первом и втором логических элементах И сигналы (О и 1) являются входными сигиалаин элемента БЛИр на выходе логического блока 2И-2ИПИ-HE 16

Отрабатывается логический Ci „ „;, О скОльку иа входах всех Остальных ло"- ЗО гических элементов И лсгнчеcKHK блоков 2И-2ИЛИ-НЕ 17 18 присутствуют по одной логической 1 " и пс Оцному логическому "0", то зходныии сигнала=ми сООтзетстВующих лОТ ическпх злемен "..

35 тов ИЛИ, входящих з логические блскн 17 и 18, являются логические "0", а на выходах панических блоков ":.7 н 18 появятся логические

Так как с выхода инвертора 13 .-:=-; второй вход лох ического элемента ИНЕ 19 постУпает логическаЯ " .1" р т„е. на входах последнего присутствуют две логические 1", то на Выходе логический "0". Следовательно, сраба-.

41 тывает блок 22 индикации, сигнялизирующий Об ОднОфазном ПОВреждении и фаэе А (зах орается светодиод),, Поступающие с выходов иннерторов 1хр и 15 на первые входы логических элементов И-HE 20 и 21 сигналы равны логическому "О", на вторых Входах логических элементоз И-НЕ 20 и 21 " логические "1", поэтому зьхходные сигналы равны логической " 1 " и блоки 23 и 24 индикации не срабатывают.

На входах логического элемента . р ИЕ 27 присутствуют лог«aecKие 1", 83 @ на ныходе — логический "0". СрабатыВает блок 32 инДикаххиир сигнализиРУющий о наличии замыкания ня землю.

Ньхходнохх сигнал, разнь1й логическому "0", подается с выхода логическохо элемента НЕ ";5 на второй вход логического элемента И-HE 28, на первом входе которого присутствует логическая "1", и на выходе логического элемента К-НЕ 28 Отрабатывается логическая "1", а это значитр -.:та блок 31 ххнхх икяции р сигххали эир ующий О разрыве

В фазе, не срабатывает„

Таким образом, устрОЙствс Выдает информацию; повреждена фаза A (загорелся светодиод блока 22). Виц Оцнофазного повреждения — 3H3 (сработал светодиод блока )2)„

АналОгично срабатывает устройство при заиь.канин на землю фазы В или С.

При разрыве з фазе линии„ наприi4BP з фазе Ар, BbGloäHGÄ сигнал пРеобразОВЯтеля 1 напряжения разрхый еди» нице (напряжение понрежденной фазы А

Относительно земни увеличивается и больше U<, подается на входы логических элементов И -НЕ 5 и 6 Опережающей и ОтстаюЩей фазр нЯ пеРВый ВХОД ххеР» ного логическога злемеххта Й В логическом блоке 2И-2ИПИ-НЕ 16 и на вход ннвертора 7, с выхода которсго логический "0 поступает H=- первый вход трехнходового логического элемента И-НЕ 10„ С выходов преобразоза-елей 2, 3 напряжения фаз 8 и С постуххают логические "1" (напряжения фаз

В и C Относительно земли уменьшаются и меньшЕ U>) ерез инзерторы 8 и 9

К8 Второй и третий Входы логического элемента И-НЕ 25. Таким Образом, на

Входах трехзхсдового логического зле" мента И-НЕ 25 присутствуют сигналых

Ор 1р 1 — и на его ВыхоДе отРабатыва ется логическая "1". С Выходов преобразователей 2, 3 напряжения фаз Б и С логические 0 поступают Н8 перВьхй н Второй Входы гю:".Ического элемента И-НЕ с;., На первые Входы нерзых . (ОХ И---" НИХ ЛСМЕН ОВ !Р Д ЛОХ ИЧЕ СКИХ блоках 2И"2ИИ-HE 17 и 18 и на вто:ры=. Входь- логических элементов И-ЧЕ 5 я 6. Так рхак на Обоих Входах логичесхо о элемента N=H - 1РисутстВуют ло "H secKHe О; то Ha pro Выходе

13 Л логическая "1". НЯ В;.Одах логических элементов И-НЕ 5 N 6 присутствуют ПО

Одной логической "1 ",- по Одному лог:I:!åcKoblÓ Ь р доэтоь У ВЯ ВИХОДЯх

И у3

7 1257 логических элементов И-НЕ 5, 6 — ло— гические "1". Поступающие на входы логических элементов НЕ 10-12 сигналы инвертируются и подаются на вторые входы логических блоков 2И-2ИЛИНЕ 16 — 18.

Поскольку на входах трехвходового логического элемента И-НЕ 26 присутствуют сигналы: 1, 1, 1 — на выходе этого логического элемента отрабатывается логический "0", который подается на третьи входы логических блоков 2И вЂ” 2ИЛИ-НЕ 16 — 18 и на вход элемента И-НЕ 30. Инвертирующий сигкал (логическая "1") поступает на четвертые входы логических блоков 2И2ИЛИ-НЕ 16 — 18. На выходе логического блока 2И вЂ” 2ИЛИ-HE 16 отрабатывается логический "0", а на выходах логических блоков 2И-2ИЛИ-НЕ 17, 18 появ- 2б ляются логические " 1". С выхода .логического элемента И-НЕ 25 с задержкой по времени (в блоке 29 выдержки времени) на первый вход логического элемента И-HE 28 и на второй g5 вход логического. элемента И-НЕ 27 подается логическая " 1".

Так как.с выхода инвертора 13 на второй вход логического элемента И-HE 19 поступает логическая "1", т.е. на входах последнего присутствуют две логические " 1", то ка выходе логический "0". Следовательно, срабатывает первый блок 22 индикации, сигнализирующий об однофазном повреждении в фазе А (загорается светодиод).

Поступающие с выходов инверторов 14 и 15 на первые входы логических элементов И-НЕ 20 — 21 сигналы равны логическому "0, на вторых вхо- О дах логических элементов И-НЕ 20-21— логические "1", поэтому выходные сигналы равны логической "1" и блоки 23—

2ч индикации не срабатывают.

На входах логического элемента ИНЕ 27 присутствуют логические " 1" и

"0", на выходе — логическая "1".

Блок 32 индикации, сигнализирующий о наличии замыкания на землю, ке срабатывает.

Выходной сигнал, равный логической "1", подается с выхода логического элемента НЕ 30 на второй вход логического элемента И-НЕ 28, на первом входе которого присутствует логическая " 1", а на выходе логического элемента И-НЕ 28 отрабатывается логический "0", а это значит, что

583 8 блок 31 индикации срабатывает — световой индикатор загорается. сигнализируя о разрыве в фазе, Таким образом, устройство выдает информацию: повреждена фаза A (загорелся светодиод блока 22 индикации), вид однофазного повреждения — Рф (сработал блок 31 индикации).

Аналогично срабатывает устройство при разрыве в фазе В или С, Предложенное устройство позволяет определить вид однофаэного повреждения вида разрыв в фазе или замыкание на землю и выделить поврежденную фазу, что сокращает время поиска места повреждения.

Формула изобретения

Устройство для определения поврежденной фазы в сети с изолированной нейтралью, содержащее первый и второй блоки индикации, блок выдержки времени, первый, второй и третий преобразователи переменного напряжения в постоянное, входы которых соединены с соответствующими клеммами для подключения к контролируемым фазам электросети, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены три какала, каждый из которых содержит три логических элемента НЕ, два двухвходовых логических элемента И-НЕ, логический блок 2И-2ИЛИ-НЕ, блок индикации, дополнительный логический элемент НЕ, первый, второй трехвходовые дополнительные логические элементы И-НЕ, первый, второй двухвходовые дополнительные логические элементы И-НЕ, причем выходы каждого из преобразователей переменного

rt напряжения в постоянное соединены с входами соответствующих первых логических элементов НЕ каждого из трех каналов, выходы которых соединены с соответствующими входами первого дополнителького трехвходового логического элемента И-НЕ, выход которого через блок выдержки времени соединен с первым входом первого дополнительного двухвходового элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом первого блока индикации, выход первого преобразователя переменного напряжения в постоянное соединен с первым входом первого логического блока 2И-2ИЛИ-НЕ первого канала, с первым входом первого двухвходового

12575

Составитель Е,Кущ

Техред A.Кравчук

Редактор И.Келемеш

Корректор В. Синицкая

Заказ 4915/45

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений я открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.„ д, ч/S

Производственно-полиграфическое предприятие, r,ÓxKroðoä,. ул.Г;.рентная, 9 логического элемента И-HE второго канала и первым входом перво о двухвходового логического элемента И-НЕ третьего канала, выход второго преобразователя переменного напряжения 5 в постоянное соединен с первым входом первого логического элемента ИНЕ первого канала, с вторым входом первого двухвходового логического элемента И-НЕ третьего канала и пер- 1п вым входом логического блока 2И-2ИЛИНЕ второго канала, выход третьего преобразователя переменного напряжения в постоянное соединен с первым входом логического блока 2И-2ИЛИ-НЕ третьего канала, с вторым входом первого двухвходового логического элемента И-НЕ второго канала и вторым входом первого двухвходового логического элемента И-НЕ первого канала, 2б выходы первых двухвходовых логических элементов И-НЕ каждого из трех каналов соединены с соответствующими входами второго дополнительного трехвходового элемента И-НЕ и через сост- 25 ветствующие вторые элементы НЕ с вторыми входами каждого из трех лоS3 1О гичес ких блоков 2И-2ИЛИ-НЕ, выход второго трехвходоного дополнительноге элемента И-НЕ соединен с первым входом второго двухвходового дополнительного элемента И-НЕ, с третьими входами трех логических блоков 2И2ИЛИ-НЕ и через дополнительный логический элемент HE — с вторым входом первого дополнительного двухвходово-. го логического элемента И-НЕ и четвертыми входами трех логических блоков 2И-2ИЛИ-НЕ, выходы каждого из трех логических блоков 2И-2ИЛИ-HE хаждого из трех каналов через соответствующие третьи логические элементы НЕ соединены с первыми входами вторых двухвходовых логических элементов И-НЕ, выходы которых соединены с входами соответствующих блоков индикации каждого канала, вторые входы каждого из вторых двухвходовых логических элементов И-НЕ каждого из трек каналов соединены с первым входом первого и вторым входом второго дополнительных двухвходовых логических элементов

И-HE .