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

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для направленной защиты от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью. Цель изобретения - повышение быстродействия . При замыкании фазы контролируемой линии на землю в выходном сигнале датчика 2 тока нулевой последовательности появляется основная гармоника, уровень которой пропорционален току ну-, левой последовательности линии. В случае превышения, постоянной составляющей выходного напряжения усилителя 1 порога срабатывания исполнительного органа устройство отключает линию от источника. При угле.сдвига фаз между напряжением и током нулевой последовательности, равном 180 или 270, исполнительный орган 15 не срабатывает, поскольку в первом случае выходное напряжение не содержит постоянной составляющей, а во втором - знак пхзстоянной составляющей изменяется на противоположный. 2 йл-.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

SU 13005 (5D 4 Н 02 Н 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3799596/24-07 (22) 11 ° 10.84 (46) 30.03.87. Бюл, У 12 (71) Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им. В.П.Горячкина (72) А.А.Меренков, В.И.Сукманов и А.И.Селивахин (53) 621.316.925(088.8) (56) Кискачи З,М, Защита от однофаз— ных замыканий на землю ЗЗП-1. Энергия, 1972, с. 21-40, Авторское свидетельство СССР

1Ф 805465, кл. Н 02 H 3/16, 1979, (54) УСТРОЙСТВО.ДЛЯ НАПРАВЛЕННОЙ

ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛ10 В СЕТИ

С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ (57) Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для направленной защиты от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью. Цель изобретения — повышение быстродействия защиты. При замыкании фазы контролируемой линии на землю в выходном сигнале датчика

2 тока нулевой последовательности появляется основная гармоника, уровень которой пропорционален току нулевой последовательности линии. В случае превышения постоянной составляющей выходного напряжения усилителя 1 порога срабатывания исполнительного органа устройство отключает линию от источника. При угле сдвига фаз между напряжением и током нулевой последовательности, равном 180 о или 270, исполнительный орган 15 не срабатывает, поскольку в первом случае выходное напряжение не содержит постоянной составляющей, а во втором — знак постоянной составляющей изменяется на противоположный. 2 ил.

1300593

Изобретение относится к технике релейной защиты, а именно к устройствам для направленной защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, 5

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На фиг,l приведена схема предла гаемого устройства направленной защиты от замыканий на землю," на фиг.2 — 10

,графики, поясняющие возможность отстройки от третьей гармоники напряжения йебаланса датчика нулевой последовательности.

Устройство состоит иэ фазосравнивающего органа в виде балансного усилителя l вход которого подключен к датчику 2 тока нулевой последовательности, например датчика тока нулевой последовательности на накладных транс-20 форматорах тока, рабочие обмотки которых включены параллельно или по схеме "открытый треугольник", Балансный усилитель 1 состоит иэ транзисторов 3 и 4, эмиттеры кото25 рых объединены непосредственно, а коллекторы — через резисторы 5 и 6.

Между базами транзисторов 3 и 4 подключены последовательно включенные резисторы 7-9, а регулируемый вывод резистора 9 соединен с точкой соединения резисторов 5 и 6 и является первым выходом балансного усилителя 1. Резистор 10 подключен одним выводом к базе транзистора 3, а вто- 35 рым выводом - К первому выводу резистора 11, второй вывод которого подключен к эмиттерам транзисторов 3 и

4. Точка соединения резисторов 10 и 11 подключена к базе транзистора

4 через резистор 12 и является вторым выходом балансного усилителя.

Первый вход балансного усилителя через резистор 13 подключен к базе транзистора 4 и встречно-параллельно включенным диоцам 14, а второй вход усилителя поцключен к встречно-параллельным диодам и базе транзистора 5, Между коллекторами транзисторов подключен исполнительный орган 15 в виде поляризованного реле, зашунтированный конденсатором 16. Импульсный блок 17 питания балансного усилителя содержит трансформатор 18, к вторичной обмотке которого подключены первый диод 19 и первый резистор 20, второй диод Zl и второй

2 резистор 22, вывод которого подключен к аноду стабилитрона 23, катод которого подключен к первому резистору 20. Первичная обмотка трансформатора. 18 через конденсатор 24 подключена к датчику 25 напряжения нулевой последовательности (например, с фильтром напряжения нулевой последовательности типа НТМИ вЂ” 10).

С целью уменьшения длительности импульса напряжения питания усилителя до 1/3 периода напряжения нулевой последовательности между выводами вторичной обмотки трансформатора !8 включены последовательно соединенные диод 19 и резистор 22, а между вторичной обмоткой трансформатора 18 и стабилитроном 23 включены последовательно соединенные резистор 20 и диод 21. Обеспечение сдвига фазы .входного сигнала относительно напря1 о ! жения питания усилителя на 30 при угле сдвига фаэ между током и напряжением нулевой последовательности, о равном 90, достигается подбором конденсатора 24.

Изменение длины импульса напряжения питания при описанной выше схеме соединения вторичной обмотки трансформатора 18, резисторов 20 и 22, стабилитрона 23 и диодов 19 и 21 достигается эа счет разного количества энергии, накопляемой магнитным полем сердечника за положительную и отрицательную части периода изменения тока обмотки.

С целью упрощения построений графиков импульс питающего напряжения

Ц„ изображен прямоугольным. Графики построены для случая, когда угол меж- ду током и напряжением нулевой послео ,цовательности равен 90 . Поскольку в паузах между импульсами напряжения питания выходное напряжение U „„ усилителя равно нулю, среднее значение выходного напряжения при длительности импульса, равной 1/3 периода напряжения нулевой последовательности, определяется только уровнем основной гармоники входного сигнала U „ . Средвх, ° нее значение третьей гармоники входного сигнала Бвх (напряжение небаланса датчика тока нулевой последовательности) за 1/3 Т равно нулю. В случае, когда начальная фаза основной гармоо ники входного сигнала равна 30, а угол между током и напряжением нулевой последовательности равен О и 180

1300593 среднее значение основной U u

Ьых, третьей U „„гармоник выходного напряВЫХ жения равно нулю.

Устройство работает следующим образом.

При нормальном режиме сети выходной сигнал датчика 2 тока нулевой последовательности содержит в основ- ном только третью гармонику, уровень10 которой пропорционален току нагрузки контролируемой линии. Напряжение на выходе датчика 25 напряжения нулевой последовательности практически равно нулю, следовательно, напряжение питания усилителя 1 отсутствует и исполнительный орган 15 находится в исходном состоянии.

При замыкании фазы контролируемой линии на землю в выходном сигнале датчика 2 тока нулевой последовательности появляется основная гармоника, уровень которой пропорционален току нулевой последовательности линии.

Среднее значение выходного напряжения25 за период определяется только уровнем основной гармоники входного,сигнала 1.1вх, °

Среднее значение третьей гармоники входного сигнала U „è, следователь-gg

"Ъ но, третьей гармоники выходного напряжения О „х за 1/3 периода основной гармоники равно. нулю.

В том случае, когда постоянная сост авляющая выходного напряжения 35 усилителя превышает порог срабатывания исполнительного органа, устройство отключает линию.

При угле сдвига фаз между напряжением и током нулевой последователь- О о ности, равном 180 или 270, исполнительный орган не срабатывает, поскольку в первом случае выходное напряжение не содержит постоянной составляющей, а во втором — знак постоянной составляющей изменяется на противоположный.

Формула изобретения

Устройство для направленной защиты от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее датчик тока нулевой последовательности, фазосравнивающий орган, к выходу которого подключен исполнительный блок, импульсный блок питания фазосравнивающего органа, включающий в себя трансформатор, первичная обмотка которого через конденсатор подключена к датчику напряжения нулевой последовательности, а первый вывод вторичной обмотки подключен к первому выводу стабилитрона, второй вывод которого соединен с первым выводом первого резистора, при этом выводы стабилитрона явл.ются выходными выводами импульсного блока питания, подключенными к первому входу фазосравнивающего органа, о .т л и— чающее с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в импульс- ный блок питания введены второй резистор, первый и второй диоды, при этом первый вывод вторичной обмотки трансформатора импульсного блока питания через последовательно соединенные второй резистор и согласно включенный первый диод подключен к второму выводу вторичной обмоткИ трансформатора и через согласно включенный второй диод — к второму выводу, первого резистора, а датчик тока нулевой последовательности подключен . к второму входу фазосравнивающего органа непосредственно, г

1300593

Фиг. 2

Составитель Н. Чутчев

Редактор Н.Киштулинец Техред Л.Сердюкова Корректор М,Самборская

Заказ 1157/54 Тираж 619 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, ужгород, ул. Проектная, 4