Устройство для защиты от замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью. Целью изобретения является повьппение чувствительности защиты. При возникновении замыкания на землю на вход усилителяограничителя 1 поступает напряжение 3Up, которое преобразуется на его выходе в прямоугольные импульсы, поступающие на вход формирователя 2 для получения импульЙов в моменты смены знака напряжения 3 Ue и служащие для управления стробируемых компараторов 4и 5, на информационные входы которых поступает сигнал 31е, подаваемый через фильтр низких частот. На выходах стробируемых компараторов будут сформированы отключающие импульсы в случае внутреннего повреждения. 3 ил, (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
„„Я0„„1427463
А1
<ю 4 Н 02 Н 3/16
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО;ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4181169/24-07 (22) 14.01.87 (46) 30.09.88. Бюл. В 36 (71) Томский политехнический институт (72) P.А.Вайнштейн и А.ФеКарбьппев (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1376170, 11.05.86.
Авторское свидетельство СССР
У 738032, кл. H 02 Н 3/16, 1975 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ
НЕЙТРАЛКОЮ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью. Целью изобретения является повьппение чувствительности защиты. При возникновении sa- . мыкания на землю на вход усилителяограничителя l поступает напряжение
3 Up, которое преобразуется на его выходе в прямоугольные импульсы, поступающие на вход формирователя 2 дпя получения импульсов в моменты смены знака напряжения 3 Ue и служащие для управления стробируемых компараторов
4 и 5, на информационные входы которых поступает сигнал ЗТ, подаваемыйчерез фильтр низких частот. На выходах стробируемых компараторов будут сформированы отключающие импульсы в ф случае внутреннего ловревнення. 3 нл.
1427463
Изобретение относится к электро технике и предназначено для защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтрапью.
Целью изобретения является. повьппение чувствительносTH защиты.
На фиг.! приведена функциональная схема устройства; .на фиг. 2 и 3— эпюры сигналов, поясняющие работу схемы.
Устройство содержит усилитель-ог::раничитель 1, формирователь 2,фильтр
:Э низких частот, стробируемые компараторы 4 и 5, реагирующий орган 6, датчик 7 тока нулевой последователь.ности, датчик. 8 напряжения нулевой последовательности.
Вход усилителя-ограничителя "1 соединен с выходом датчика 8 напряжения нулевой последовательности, а выход соединен с входом формирова- теля 2, выход которого соединен со стробирующими входами компараторов 4 и 5. Вход фильтра 3 низких частот соединен с выходом датчика 7 тока нулевой последовательности, а выход соединен с информационными входами компараторов 4 и 5, вход реагирующе.го органа 6 соединен с выходами ком- 30 параторов 4 и 5, На фиг.2 приведены эпюры 9 — 13 на фиг, 3 эпюры 14 - 18 сигналов, поясняющие работу устройства .защиты при дуговом перемежающемся замыкании. На фиг, 2 и 3:приняты следующие обозначения: 3U, ЗХ - напряжение и ток датчиков нулевой последовательности; 11 в - выходное напряжение усилителя-ограничителя; Ьр - выходное 40 напряжение формирователя 2; U w выходное напряжение фильтра низких частот 3; Ц, U Иэ фиг. 2 видно, что в момент замыкания возникают свободные токи нулевой последовательности, обусловленные дозарядом емкостей неповрежденных фаз, максимально возможная частота которых составляет 3 кГц, поэтому целесообразно для обеспечения надежной работы защиты по первой полуволне свободного тока сформировать стробирующие импульсы U длительностью, равной минимально возможному полупериоду свободного, тока т.е. параметры формироТеа вателя 2 должны обеспечивать формирование стробирующих импульсов Ър с длительностью, равной t 4 рм ц /2 2 св „"- 0,15 ° 10 с. На вход фильтра 5 низких частот поступает ток нулевой последовательности. Фильтр 3 должен иметь частоту среза 3 кГц для подавления гармоник высокочастотного тока разряда емкостей повреждений фазы. Напряжение Ппнц с выхода фильтра 3 низких частот поступает на информационные входы компараторов 4 и 5, на стробирующие входы которых поступают короткие импульсы U@,,Первый стробируемый компаратор 4 формирует на выходе логический сигнал U следующим образом: Ф Uv,g = 1, если Ucpw ) О и Ър ) Бвов U = О, если Брно < 0 и U > 11„щ., Ug„= 0,,åñëè Uqwu >О н 0р С Uqg9 где Uöoð — порог чувствительности + компаратора 4 по стробирующему входу. Второй стробируемый компаратор 5 формирует на выходе логический сигнал 0 следующим образом: Uy = 1, если U Работа устройства при металличес* ком замыкании на зеваю. Защита работает следующим образом, При возникновении замыкания на земпю на вход усилителя-ограничителя 1 поступает напряжение 3UO которое преобразуется на его выходе в прямоугольняе импульсы с крутыми фронтами - Uvo . Напряжение UW поступает на вход формирователя 2, на выходе которого формируются короткие импульсы Ьр в моменты смены знака напряжения 311в. где U 0ð - порог чувствительности 1 компаратора 5 по стробирующему входу. Стробируемые компараторы могут быть реализованы на основе операционных усилителей, например, 140УД 12 или 1 407УД2 или стробируемых компараторов 521СА4, Из фиг, 2 видно, что сигналы Б д и U tL, равные логической единице, формируются только в случае внутреннего повреждения, Причем логический сигнал, равный единице, в случае внут) 421463 реннего замыкания появляется на входе реагирующего органа в первый момент замыкания, а точнее в течение первого полупериода свободного тока Ф 5 нулевой последовательности. Задержка в появлении переднего фройта одного из сигналов, равного логической единице, определяется только задержкой в каналах тока и напряжения и 10 составляет доли полупериода свободного тока, т.е. предлагаемое устройство обладает потенциально очень высоким быстродействием и позволяет формировать отключающий импульс эа 15 время не более 0,15 ° 6 с. На фиг. 3 изображены эпюры сигналов, поясняющие работу предлагаемой защиты при дуговом перемежающемся замыкании, для случая, когда пробой 20 происходит при максимуме фаэного напряжения, а дуга гаснет при первом прохождении через нуль свободного тока дозаряда емкостей неповрежденных фаз. 25 Из фиг. 3 видно, что s этом случае в течение первого полупериода свободного тока при внутреннем повреждении на выходе защиты формируется отключающий импульс. 30 Предлагаемое устройство не содержит в канале напряжения фильтра низ.ких частот„ а частота среза фильтра в канале тока равна Э кГц, т.е. >> 50 Гц, что обеспечивает фор- мирование на входах компараторов при дуговом замыкании сигналов значительно больших по амплитуде по сравнению с устройством-прототипом и значительно повышает чувствительность зашиты Формула изобретения Устройство для защиты от замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее датчик напряжения нулевой последовательности, усилитель-ограничитель, выход которого соединен с входом формирователя, датчик тока нулевой последовательности„. выход которого соединен с входом фильтра низких частот, и реагирующий орган, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него дополнительно введены первый и второй стробируемые компа- раторы, выходы которых соединены с входом реагирующего органа, информационные входы стробируемах компараторов соединены с выходом фильтра низких частот, а входы стробирования компараторов соединены с выходом формирователя, вход усилителя-ограничителя соединен с выходом,"датчика напряжения нулевой последовательности. 1427463 f7 Составитель О.Муратов Редактор Л.Веселовская Техред А.Кравчук Корректор М.Васильева Заказ 4859/50 Тираж б51 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 
