Устройство для селективной защиты от однофазных замыканий на землю в электрических сетях с изолированной и компенсированной нейтралью

 

Изобретение относится к устройствам релейной защиты линий и других присоединений от замыканий на землю в электрических сетях с изолированной и компенсированной нейтралью. Цель изобретения - повышение чувствительности и помехозащищенности устФиг .1 ройства. Вновь введенные умножители 3 обеспечивают одновременное изменение сигналов трех фаз, усилитель-интегратор 8 предназначен для формирования общего напряжения, подаваемого на умножитель 3 и определяемого интегралом разности опорного напряжения и максимального напряжения одной из фаз, вьщеляемого селектором 7 симапьного сигнала. Пусковой орган 11 по напряжению нулевой последовательности обеспечивает перевод усилителя-интегратора 8 в режим интегрирования путем воздействия на управляющий вход аналогового ключа 10 и одновременно снимает блокировку срабатывания устройства путем воздействия на соответствующий орган 14 блокировки , который запрещает срабатывание устройства при отсутствии однофазных замыканий на землю в сети. Запрет снимается на заданное время при срабатывании пускового органа и полностью при срабатывании устройства. 2 ил. ш (Л С 4; САд О5 VI 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (111 д11 4 Н 02 Н 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4267416/24-07 (22) 24.06.87 (46) 07.11.88. Вюл. У 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (72) В.М.Кискачи (53) 621.316.925(088.8) (56) Кискачи В.М., Назаров Ю.Г. Сигнализация однофазных замыканий на землю в компенсированных кабельных сетях 6-10 кВ. Труды ВНИИЭ, вып. XVI.

Госэнергоиздат, 1963, с. 219-251.

Авторское свидетельство СССР

У 525191, кл. Н 02 Н 3/16, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ HA ЗЕМЛЮ

В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ И КОМПЕНСИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ (57) Изобретение относится к устрой- . ствам релейной защиты линий и других присоединений от замыканий на землю в электрических .сетях с изолированHoII и компенсированной нейтралью.

Цель изобретения — повышение чувстви- тельности и помехозащищенности устройства. Вновь введенные умножители

3 обеспечивают одновременное изменение сигналов трех фаз, усилитель-интегратор 8 предназначен для формирования общего напряжения, подаваемого на умножитель 3 и определяемого интегралом разности опорного напряжения и максимального напряжения одной из фаз, выделяемого селектором 7 максимального сигнала. Пусковой орган

11 по напряжению нулевой последовательности обеспечивает перевод усилителя-интегратора 8 в режим интегрирования путем воздействия на управляющий вход аналогового ключа 10 и одновременно снимает блокировку срабатывания устройства путем воздействия на соответствующий орган 14 блокировки, который запрещает срабатывание устройства при отсутствии однофазных замыканий на землю в сети. Запрет снимается на заданное время при срабатывании пускового органа и полностью при срабатывании устройства.

2 ил.

1436173

Изобретение относится к электротехнике, более конкретно к устройствам релейной защиты, и предназначено для селективной защиты от однофазных замыканий на землю в электрических сетях с изолированной и компенсированной нейтфалью.

Цель изобретения — повышение чувствительности и помехоэащищенности 1ð . устройства, На фиг.1 представлена схема уст,ройства; на фиг.2 — схема органа бло кировки срабатывания устройства.

Устройство содержит измерительные преобразователи 1 фазных токов, к вы ходам которых подключены фильтры 2 с подавлением основной частоты, выходы которых подключены к первым входам

3 умножителей, выходы которых через 20 усилители 4 сигналов фаз, выпрямите1 .ли 5 и сглаживающие элементы 6 подключены к трем входам селектора 7 максимального сигнала, выход которого подключен к первому входу усилите.— 25 ля-pHTerpaTopa 8, к второму входу которого подключен выход элемента 9 опорного напряжения. В цепь отрицательной обратной связи усилителя-интегратора 8 включен аналоговый ключ 30

10, управляющий вход которого соединен с выходом пуского органа 11, а выход усилителя"интегратора 8 подключен к вторым входам умножителей 3.

К выходам сглаживающих элементов 6 подключены соединенные в звезду три нагрузочных элемента с элементами определения знака падения напряжения относительно общей точки 12, к выходам которых подключены первый, второй и третий элементы И-НЕ 13, при этом к каждому выходу подключены первый вход одного элемента И-НЕ и второй вход другого элемента И-НЕ, к третьим входам которых подключен вы- 45 ход органа блокировки срабатывания устройства 14, выходы элементов И-НЕ

13 подключены к входам первого элемента И 15, выход которого подключен к входу исполнительного органа 16 и р к первому входу органа 14 блокировки, второй вход которого подключен к выходу пускового органа 11.

Орган 14 блокировки срабатывания, устройства содержит четвертый эле55 мент И-НЕ 17, выход которого через цепь 18, состоящую из последовательно включенных диода и первого резистора и подключенных параллельно кон" денсатора и второго резистора, подключен к первому входу второго элемента И 19, второй вход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ динен с вторым входом элемента

И-НЕ 17.

Устройство работает следующим образом, При возникновении в сети однофазного замыкания срабатывает пусковой орган 11. Сигнал логической единицы с его выхода поступает на второй вход органа 14 блокировки и управляющий вход аналогового ключа 10 блока 8.

Усилитель 8 переводится в режим интегратора. На выходе элемента И-НЕ

17 блока 14 сигнал становится равным

"0", так как устройство в несработанном состоянии и сигнал с выхода элемента 15 равен "1". Однако на конденсаторе, а следовательно, на входе элемента И 19 остается сигнал логической "1" в течение времени, определяемого временем разряда конденсатора через резистор от значения, соответствующего "1", до значения, соответствующего сигналу "0". На выходе элемента И 19 сигнал становится равным "1" (сигнал пускового органа

"1") .в течение времени разряда конденсатора. Указанное время и есть заданное время, достаточное для срабan вания устройства.

При однофазном замыкании на защищаемом присоединении уровень составляющих непрожппленной частоты одной из фаз превышает примерно равные уровни двух других фаз. B этом слу; чае одно из постоянных напряжений на выходе сглаживающих элементов б превьппает два других напряжения, вследствие чего на одном резисторе блока 12 имеет место положительное (относительно их общей точки} падение напряжения, а на двух других— отрицательное. На выходах инвертирующих усилителей в этом случае будут два из трех положительных напряжений, вследствие чего один из логических элементов И-НЕ 13 срабатывает, что приводит к срабатыванию элемента И

15 и исполнительного органа 16. Срабатывание элемента 15 снимает в дальнейшем запрет на срабатывание блока

14. Возврат в исходное состояние блока 14 осуществляется либо при возврате пускового органа 11, либо при возврате элемента И 15.

3 14361

В случае, если максимальное выходное напряжение одного из элементов 6 ниже заданного блоком 9 значения (недостаточная чувствительность) на вы5 ходе усилителя-интегратора 8 в режиме интегратора формируется нарастающее во времени. напряжение, определяемое разностью указ анных напряжений. Нарастающее напряжение, подаваемое одновременно на умножители трех фаз, приводит к пропорциональному увеличению выходных напряжений блоков 6 до значений, при которых максимальное напряжение одного иэ блоков 6 достиг- 15 нет значения, заданного блоком 9.

Как только это произойдет, напряжение, воздействующее на интегратор 8, становится равным нулю, и выходное напряжение интегратора 8 остается 20 неизменным на достигнутом уровне.

Устройство работает при заданных значениях напряжений сравниваемых вели.чин блоков 6.

Если же максимальное выходное нап- 25 ряжение одного из элементов 6 выше заданного блоком 9 значения (излишняя,чувствительность), то подаваемое на вход интегратора разностное напряжение имеет обратную полярность, что З0 вызывает нарастающее напряжение на выходе интегратора обратной поляр-, ности. Это приводит к пропорциональному уменьшению выходных напряжений умножителей и соответственно выходных напряжений блоков 6 до значений, когда разностное напряжение станет равным нулю, т.е. до заданного блоком 9 максимального значения напряжений блоков 6. 40

Благодаря автоматической ре гулировке на заданную чувствительность в процессе замыкания обеспечивается надежная работа устройства в широком диапазоне входных сигналов, требуе- 45 мая чувствительность, в том числе и предельно высокая, при этом сравнение напряжений блоков 6 происходит при заданных значениях, чем обеспечивается высокая четкость и надежность 50 селективного определения повреждения.

В зависимости от того, уровень какой фазы превышает уровни составляющих непромьппленной частоты двух других фаз, срабатывает тот или иной логический элемент И-НЕ 13. Вследствие этого при подключении к выходам блоков 13 блока сигнализации последний запоминает и выдает информацию о том, 73

4 какая фаза защищаемого присоединения повреждена. Знание поврежденной фазы позволяет сократить время на отыскание места повреждения в защищаемом объекте.

При однофазном замыкании вне защищаемого присоединения уровень составляющих непромышленной частоты одной из фаз ниже примерно равных уровней двух других фаз. В этом случае на одном из резисторов блока 12 падение напряжения отрицательное, на двух других — положительное. На выходе инвертирующих усилителей блока 12 лишь одно из трех положительных напряжений, вследствие чего элементы

И-НЕ 13 и сооответственно элемент И

15 и исполнительный орган 16 остается в исходном режиме. Устройство не срабатывает, при этом по истечении заданного времени орган 14 блокировки блокирует устройство, и его срабытывание в течение данного замыкания невозможно.

В этом случае также, как и при замыкании на защищаемом присоедине нии, происходит автоматическое регулирование на заданную величину максимальных напряжений блоков 6.

При отсутствии замыкания на землю пусковой орган 11 находится в несработанном состоянии, вследствие чего срабатывание устройства блокируется органом 14, усилитель-интегратор 8 работает в режиме масштабного усиления, его выходное напряжение близко к нулю, вследствие чего выходные напряжения блоков 6, независимо от входных сигналов (определяемых, например, токами небаланса), близки. к ну лю (чувствительность устройства по токовым входам близка к минимальной).

Формула изобретения

1. Устройство для селективной за- щиты от однофазных замыканий на землю в электрических сетях с изолированной и компенсированной нейтралью, содержащее измерительные преобразователи фазных токов, выходы которых подключены к входам фильтров с подавлением основной частоты, последовательно соединенные усилители сигналов фаз, выпрямители и сглаживающие элементы, к выходам которых подключены соответствующие нагрузочные эле- . менты, соединенные в "звезду" к каж1436173

Составитель Т.Суриков

Техред И.Верес Корректор В, Романенко

Редактор С.Патрушева е

Заказ 5652/51 тираж 651 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 дому из которых и к общей точке

"звезды" подключены входы элементов определения знака падения напряжения, к выходам которых подключены первый, второй и третий логические элементы

И-НЕ, при этом к каждому выходу указанных элементов определения знака подключены первый вход одного элемента И-НЕ и второй вход другого элемента И-НЕ, выходы элементов И-HE через логический элемент И подключены к исполнительному органу, о т л и ч а ю. щ е е с я тем, что, с целью повышеНия чувствительности и помехозащищенности устройства, в него дополнительно введены селектор максимального сигнала, усилитель-интегратор с аналоговым .ключом в цепи отрицательной обратной связи, элемент опорно"o апряжения, три умножителя, пусковой. орган по напряжению нулевой последо( вательности, орган блокировки срабатывания, а первый, второй и третий логические элементы И-НЕ снабжены дополнительными входами, при этом входы введенного селектора подключены к выходам сглаживающих элементов, а его выход соединен с первым входом ,усилителя-интегратора, к второму входу которого подключен выход элемента опорного напряжения, выход усилителяинтегратора подключен к вторым входам умножителей, первые входы которых подключень1 к выходам упомянутых фильтров, а выходы умножителей подключены к входам усилителей сигналов фаз, выход органа блокировки подключен к дополнительным входам упомянутых элементов И-НЕ, к первому входу

>0 органа блокировки подключен выход . упомянутого логического элемента И, второй вход органа блокировки и управляющий вход аналогового ключа подключены к выходу пускового органа по 15 напряжению нулевой последовательности б

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что орган блокировки срабатывания выполнен в виде р11 логического элемента И-НЕ, входы которого подключены к входным клеммам органа блокировки, а выход через последовательно соединенные первый резистор и диод соединен с первым

25 входом логического элемента И и с параллельно включенными конденсатором и вторым резистором, второй вход второго элемента И подключен к второму входу элемента h-НЕ, подключенному к

30 второй входной клемме органа блокировки, к выходной клемме которого подключен выход элемента И.