Способ защиты сети переменного тока от замыкания на землю

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к релейной защите электрических систем, и позволяет реализовать защиту от замыканий на землю сетей с малым током однофазного замыкания, реагирующую на полярности тока .и напряжения нулевой последовательности переходного процесса . Цель изобретения состоит в увеличении надежности энергоснабжения путем повышения селективности и отстройки от помех. При однофазном замыкании на землю на вьгкодах датчиков тока и напряжения нулевой последовательности 2 и 1 появляются сигналы, пропорциональные производным и вынужденным составляющим входных величин . При достижении производной тока нулевой последовательности порогового значения пусковой орган 5, срабатывая , вызывает фиксацию знака производной тока нулевой последовательности фиксатором 7 полярности тока о В момент изменения полярности производной тска срабатывает фиксатор 6 пслярности производной напряжения. Если замыкание на землю произошло вне защиты, то фиксаторы полярности 5 и 6 зафиксируют сигналы разной полярности и на выходе логического блока 8 сохранится нулевой сигнал. При замыкании в зоне защиты на выходах фиксаторов полярности 5 и 6 появятся сигналы одинаковой полярности , которые, поступая через логический блок 8 на исполнительный орган, вызовут его срабатывание. 1 ил. § сл со со со

ССИОЗ СОНЕ СНИХ

ООЖ4АЛйсТИЧЕСНИХ

РЕО-:;У ПйН

А1, "- 3„„ l 394313 (51) 4 Н 02 Н 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АBTGPCHGMV СЬЙДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРОТВЕНН11Й НОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛА .1 ИЗОБ ЕТЕНйй И ОТНРЬ- NA (21) 3961115/24-07 (22) 09, 10.85 (46) 07.05.88. Бюл. Р 17 (71) Волжское объединение по производству легковых автомобилей (72) Л.Е. Дударев, Г.И. Никольский, Н.С. Павленко и А.А. Леготин (53) 621.3!6..925(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1078526, кл. Н 02 Н 3/16, 1982.

Авторское свидетельства СССР

Ф 930474, кл. Н 02 Н 3/16, 1980, (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА ОТ ЗАМЫКАНИЯ HA ЗЕМЛЮ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите электрических систем, и позволяет реализовать защиту от замыканий на землю сетей с малым током аднофазного замыкания, реагирующую на полярности така .и напряжения нулевой последовательности переходного процесса. Цель изобретения состоит в увеличении надежности энергоснабжения путем повышения селективности и отстройки от помех ° При однофазном замыкании на землю на выходах датчиков тока и напряжения нулевой последовательности 2 и 1 появляются сигналы, пропорциональные производным и Bbr нужденным составляющим входных величин. При достижении производной тока нулевой последовательности порогового значения пусковой орган 5, срабатывая, вызывает фиксацию знака производной тока нулевой последовательности фиксатором 7 полярности тока.

В момент изменения полярна"ти производной тока срабатывает фиксатор 6 полярности прсизводной напряжения.

Ес и замыкание на землю произошло вне защиты, то фиксаторы полярности

5 и 5 зафиксируют сигналы разной полярности и на выходе логического блока 8 сохранится нулевой сигнал.

При замыкании в зоне защиты на выходах фиксаторов полярнос;rr 5 и 6 появятся сигналы одинаковой полярности, которые, поступая через логический блок 8 на исполнительный орган, вызовут его срабатывание. 1 ил."

1394313

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите электрических систем, и может быть использовано для защиты сетей, работающих как с ддзолированной, так

5 и с компенсированной нейтралью, а также в сетях с компенсацией потенциала повреждеддддой фазы.

Цель изобретения — повышение надежности электроснабжения путем увеличения селективности и помехоустойчивости.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлага- 15 емый способ, Устройство содержит преобразователь 1 напряжения нулевой последовательности, преобразователь 2 тока нулевой последовательности, блок 3 контроля отсутствия междуфазного короткого замыкания, блок 4 возврата, пусковой орган 5, фиксатор 6 полярности производной напряжения, фиксатОР 7 полярности произвОДддой I oIcG 25 логический блок 8 с элементом задержки, исполнительный орган 9.

Устройство работает следующим образом. !

В нормальном режиме работы сети величины напряжения нулевой последовательности и тока ну.девой последовательности близки к нулю. Иа выходах преобразователей 1 и 2 имеются вьдходддьде напряжения небаланса, величины которых недостаточны для срабатывания блоков 4 и 5. На выходах блоков 3-8 — нулевые сигналы. Исполнительный орган 9 находится в исходном.состоянии, 40

Г!ри одддофазддом замыкании на землю в месте замыкания протекает ток переходного процесса, который содержит две свободных и одну вынужденную составляющую, те же составляю- 45 щие содержатся и в направлении нулевой последовательности, На выходах преобразователей 1 и 2 появляются сигналы, пропорциональные производнои и ВьндУЖДеннОи cocTQBJIHIOIljHM ВХОД 50 ных величин, Сигнал, пропорциональный производной тока нулевой последовательности, поступает на второй вход фиксатора 7 полярности тока и на второй вход пускового органа 5.

Фиксатор 7 полярности тока заблокирован нулевым сигналом от пускового органа 5. Сигнал, пропорциональный производной напряжения нулевой последовательности, поступает на первый аналоговый вход фиксатора 6 полярности напряжения, который также заблокирован нулевым сигналом с первого выхода пускового органа 5. При достижении входным сигналом порогового значения снимается блокирующий сигнал с входа фиксатора 7 полярности тока с вьддержМой времени, отстроенной от длительности существования свободной составляющей, обусловленной разрядом емкости поврежденной фазы. Последний, срабатывая, фиксирует знак производной тока нулевой последовательности в момент снятия входного блокирующего сигнала, I

При положительной полярности выходной сигнал появляется на первом выходе фиксатора 7, а при отрицательной — на втором. Одновременное появление или наличие выходных сигналов на первом и втором выходах исключено.

Исключено также переключение выходных сигналов при изменении полярнос- . ти входного сигнала. B момент изменения полярно .ти производной тока нулевой последовательности, т.е, в мбмент достижения экстремума первой полуволны свободной составляющей тока, обусловленной дозарядом емкостей неповрежденных фаз, снимается блокирующий сигнал с входа фиксатора 6 полярности напряжения. Последний, срабатывая, фиксирует знак производной напряжения нулевой последовательности в момент снятия блокирующего сигнала со своего входа ° Ðàáîта блока 6 аналогична работе блока 7.

Выходной сигнал с второго выхода пускового органа 5 запускает блок 4 возврата 4, однако появившееся напряжение на первом выходе блока 1, пропорциональное вынужденной составляющей напряжения нулевой последовательности, превысив установленный порог, блокирует работу блока 4 на все время существования однофазного замыкания.

Если замыкание на землю произошло вне зоны защиты, то фиксаторы полярностей напряжения 6 и тока 7 зафиксируют сигналы разной полярности, и на их выходах единичные сигналы присутствуют либо на первом выходе блока 6 и втором выходе блока 7, либо на втором выходе блока 6 и первом блока 7. Таким образом, в любом слуСпособ защиты сети переменного тока от замыкания на землю, включающий измерение напряжения и тока нулевой последовательности при переходном процессе, определение, запоминание и сравнение начальных знаков контролируемых величин, а также выдачу командного воздействия на исполнительный орган защиты с задержкой по времени при сочетании знаков контролируемых величин, соответствующем замыканию в зоне защиты, причем дополнительно осуществляют контроль отсутствия междуфазного замыкания и запоминание знаков контролируемых величин на время существования напряжения смещения нейтрали сети выше порогового значения при отсутствии междуфазного замыкания, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности энергоснабжения путем увеличения селективности и помехоустойчивости, при определении знаков в качестве контролируемых величин используют производные по времени тока и напряжения нулевой последовательности, причем определение начального знака производной тока нулевой последовательности производят в момент достижения ею порогового значения, а определение начального знака производной напряжения нулевой последовательности осуществляют в момент достижения экстремума первой полуволны свободной составляющей тока нулевой последовательности, обусловленной зарядом емкостей неповрежденных фаз сети.

3 139431 чае на выходе блока 8 остается нулевой сигнал.

При замыкании на землю в зоне защиты высокочастотные составляющие

5 тока и напряжения нулевой последовательности и их производные совпадают по фазе. В результате фиксаторы полярностей тока 7 и напряжения 6 фиксируют сигналы одинаковой полярности и на их одноименных выходах либо на первых, либо на вторых появляются единичные сигналы. Через логический блок 8 с элементом задержки сигнал поступает на исполнительный орган 9, который срабатывает.

При исчезновении в сети однофазного замыкания на землю сигнал, пропорциональный вынужденной составляющей напряжения нулевой последователь- 0 ности, становится по величине ниже порогового значения. Тем самым снимается запрет работы блока 4 возврата.

Последний срабатывает и возвращает пусковой орган 5 в исходное состоя- 25 ние. Исчезновение единичных сигналов с выхода блока 5 возвращает в исходное состояние блоки 6-8 и исполнительный орган 9.

При коммутационных помехах характер переходного процесса в токе и напряжении нулевой последовательности аналогичен описанному. При этом на одной части присоединений этот процесс аналогичен процессу при замыкании в зоне защиты, а на другой части — вне ее. При этом блоки 1,2, 5-7 работают в соответствии с полярностью сигналов тока и напряжения нулевой последовательности, подведен40 ных к входам устройства. Однако эа счет того, что задержка, вводимая блоком 8, больше времени существования смещения нейтрали, вызванного коммутационной помехой, блок 4 возвращает устройство в исходное состо45 яние раньше, чем срабатывает исполнительный орган 9.

При возникновении в сети междуфаэного короткого замыкания на выходе блока 3 появляется единичный сигнал на все время с ществования в сети междуфазного эа;"ыкания. Появление

O указанного сигнала на первом входе блока 4 приводит к появлению на его выходе сигнала, который блокирует 55 работу пускового органа. При исчезновении в сети междуфаэного эамыка3

4 ния исчезает сигнал с выхода блока

3, однако блокирующий сигнал на выходе блока 4 продолжает существовать до тех пор, пока не исчезнет смещение нейтрали. После исчезновения последнего снимается блокирующий сигнал с первого входа блока 5, и все устройство возвращается в исходное состояние.

Таким образом, при появлении в сети однофазного замыкания на землю сработает устройство, установленное на поврежденном присоединении, а устройство на неповрежденных присоединениях оказываются заблокированными. формула изобретения