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

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для релейной защиты от замыканий на землю. Цель изобретения - повышение селективности работы устройства. При появлении замыкания на землю на присоединении 1 происходит пуск генератора 24, срабатывают компаратор 13 и RS-триггер 15, на счетный вход счетчика 17 импульсов поступает первый импульс. В момент исчезновения импульса с генератора 24 триггеры устанавливаются в исходное состояние. Затем с появлением следующих импульсов с выхода генератора 24 заданный алгоритм работы устройства повторяется до поступления на счетчик 17 определенного количества импульсов, после чего на выходе счетчика 17 появляется сигнал, воздействующий на исполнительный орган 19. Устройство исключает возможность ложной работы защиты от кратковременных и самоустраняющихся замыканий на землю, от импульсов помехи. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 Н 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4361100/24-07 (22) 07.01.88 (46) 30.08.89. Бюл. N - 32 (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (72) В.Ф.Бухтояров (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1138874, кл. Н 02 Н 3/16, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Р 896710, кл. Н 02 Н 3/16, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕ11ЛО В СЕТИ С

ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬИ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для релейной защиты от замыканий на землю.

Цель изобретения — повышение селек1

„„ЯО„„МО4ЛО А1

2 тивности работы устройства. При noCi явлении замыкания на землю на присоединении 1 происходит пуск генератора

24, срабатывают компаратор 13 и

RS-триггер 15, на счетный вход счетчика 17 импульсов поступает первый импульс. В момент исчезновения импульса с генератора 24 триггеры устанавливаются в исходное состояние.

Затем с появлением следующих импульсов с выхода генератора 24 заданный алгоритм работы устройства повтОряется до поступления на счетчик 1 7 определенного количества импульсов, после чего на выходе счетчика 17 появляется сигнал, воздействующий на исполнительный орган 19. Устройство исключает возможность ложнОй работы защиты от кратковременных и самоустраняющихся замыканий на землю, от импульсов помехи. 1 ил.

1504710

3

Изобретение относится к электро: технике, в частности к устройствам . :для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной

5 нейтралью, преимущественно к распределительным сетям напряжением 6-35 кВ.

Цель изобретения — повышение се, лективности устройства.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для защиты Ьт замыкания на землю(схема дана для двух присоединений, общее число которых может быть любым ).

Устройство для защиты от замыкания на землю содержит установленные на присоединениях 1 и 2 трансформаторы 3 и 4 нулевой последовательности (ТТНП),преобразователи 5 и 6 ток выпрямленное напряжение (ПТВН), интег-20 рирующие .элементы (зарядные цепи)

7 и 8 с замыкающими ключами 9 и 10, линейные усилители 11 и 12, компараторы (пороговые элементы) 13 и 14, элементы 15 и 16 (ЭУ) управления 25 (реагирующие органы), счетчики 17 и

18 импульсов СИ, исполнительные органы (ИО) 19 и 20, источник 21 опорного напряжения (ИОН), датчик 22 (трансформатор) напряжения нулевой последовательности ДННП 22, на выходе которого включен пусковой орган (ПО)

23, генератор 24 тактовых прямоугольных импульсов (ГТПИ), вход которого подключен к выходу ПО 23, а выход — к одному из входов элемента И-НЕ 25 и через элемент НЕ 26 к управляющим входам ЭУ 15 и 16 (к К-входам RS-триггеров), элемент НЕ 27, вход которого подключен к выходу ПО 23, а выход — к 40 управляющим входам СИ 17 и 18 и ИО 19 и 20, элемент 28 совпадения, подключенный входами к инверсным выходам

ИО 19 и 20, а выходом — к входу элемента И-НЕ 25.

ПТВН 5 (6) может быть выполнен в виде диодно-реэисторной цепочки, включаемой параллельно выходу каждого трансформатора тока нулевой последовательности, промежуточного трансформатора с блокировочным конденса50 тором и резистором в цепи вторичной обмотки, и выпрямителей, в качестве которых могут быть использованы диоды, операционные усилители.

Интегрирующий элемент 7(8) состоит

55 из резистора и конденсатора с параллельно подключенным стабилитроном, служащим для защиты входной цепи устройства от повышенных напряжений.

Интегрирующие элементы на всех присоединениях имеют одинаковую постоянную времени.

Ключ 9 (10) может бьггь выполнен на транзисторах (на биполярных, полевых и т.д.) ..

В качестве линейного усилителя

11(12) применен усилитель постоянного напряжения с обратной отрицательной связью.

Компараторы 13 и 14 могут быть выполнены на базе операционных усилителей с. источником опорного напряжения, стабилитронов. Компараторы имеют одинаковый порог (уставку) срабатывания.

Элементы 15 и 16 управления выполнены в виде RS-триггеров.

Счетчик импульсов 17 (18) имеет коэффициент деления, равный 3, ИО 19(20) содержит RS-триггер 29 (30) и цепь отключения 31 (32), которая может быть выполнена с использованием тиристоров и промежуточных р еле.

R качестве,ЛЯНП 22 может быть использован трансформатор напряжения нулевой последовательности, емкостный делитель и т.д.

ГТПИ 24 может быть выполнен при помощи астабильных таймеров на базе операционных усилителей, логических интегральных микросхем. Длительность вырабатываемых генератором 24 импульсов принимается равной или чуть большей постоянной времени интегрирующих элементов 7 и 8.

Элементы НЕ 26 и 27 служат для установки KS-триггеров 15, 16, 29, 30, и СИ 17 и 18 в исходное состояние.

Устройство работает следующим образом, В нормальном режиме (при отсутствии в сети однофазного замыкания на землю) ключи 9 и 10 замкнуты, компараторы 13 и 14, ЭУ 15 и 16, счетчики импульсов 17 и 18, ИО 19 и 20, пусковой орган 23 и генератор 24 находятся в исходном состоянии.

При однофазном замыкании на землю, например, на присоединении 1 срабатывает ПО 23 и происходит пуск генератора 24. В момент появления на выходе генератора прямоугольного импульса исчезает сигнал на выходе элемента 25 совпадения и ключи 9 и 10

1504710

Формула изобретения

Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее по числу присоединений последовательно соединенные трансформаторы тока ну25 левой последовательности, преобразователи ток — выпрямленное напряжение, интегрирующие элементы и ключи, к управляющим входам которых подключен выход блока управления, 30 компараторы, первые входы которых функционально связаны с выходами интегрирующих элементов, а вторые подключены к источнику опорного напряжения, исполнительные органы, выполненные на RS-триггерах, S-входы которых функционально связаны с выходами соответствующих компараторов, прямые выходы соединены с соответствующими цепями отключения, инверсные

40 выходы подключены к входам общего элемента совпадения, выход которого соединен с первым входом блока управления, пусковой орган, вход которого подключен к датчику напряжения нулевой последовательности, а выход через первый элемент НЕ к R-входам упомянутых исполнительных органов, второй элемент НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селектив5О ности работы устройства, оно снабжено аппо числу присоединений линейными усилителями постоянного тока с одинаковыми коэффициентами усиления, входы которых подключены к выходам со55 ответствующих интегрирующих элементов, а выходы — к первым входам упомянутых компараторов, счетчиками импульсов, выходы которых подключены к S-входам исполнительных органов, 5 размыкаются. Конденсаторы интегрирующих элементов 7 и 8 начинают заряжаться. Первым до порогового срабатывания зарядится конденсатор интегрирующего элемента 7, установленного в канале защиты поврежденного присоединения 1, поскольку через поврежденное присоединение протекает, как правило, наибольший ток нулевой последовательности. При этом срабатывают компаратор

13 и RS-триггер 15 и на счетный вход

СИ 17 поступает первый импульс.

При переключении RS-триггера 15 в другое состояние исчезает сигнал на его инверсном выходе и соответственно на одном из входов элемента И-НЕ

25, последний переключается в состояние,при котором на его выходе появляется сигнал и происходит замыкание ключей 7 и 8.

В момент исчезновения на выходе

ГТПИ 24 импульса (паузы между импульсами) появляется сигнал на выходе элемента НЕ 26 и RS-триггеры 15 и 16 устанавливаются в исходное состояние.

В момент, когда на выходе генератора 24 появляются второй и последующие прямоугольные импульсы, схема устройства начинает работать в режиме, описанном выше.

Заданный режим работы схемы устройства повторяется три раза, т.е. до поступления на вход счетчика 17 трех импульсов и появления на его выходе сигнала, воздействующего на

ИО 19.

При срабатывании исполнительного органа 19 исчезает сигнал на одном из входов элемента И-НЕ 25, ключи

9 и 10 переходят в замкнутое состояниее.

В исходное (первоначальное) состояние схема устройства приходит после отключения однофазного замыкания на землю и исчезновения сигнала (на"

I пряжения нулевой последовательности) на выходе ПО 23.

Заданный алгоритм работы устройства исключает возможность его ложного срабатывания от кратковременных (единичных) и самоустраняющихся однофазных замыканий, импульсов помехи.

Устройство обладает повышенной точностью определения величины токов нулевой последовательности присоединений, в состоянии реагировать как на переходные токи, так и на установив-. шиеся (при металлических замыканиях, замыканиях через переходное сопротив- ;ление, устойчивых замыканиях через дУгу), т.е. устройство обладает непрерывностью и повторностью действия.

Устройство имеет чувствительность, не требующую наложения на сеть дополнительных токов (активных, емкостных).

Применение данного устройства в распределительных сетях напряжением

6-35 кВ, в частности, питающих мощное горнодобывающее оборудование, позволяет существенно сократить его простои из-за неселективного и ложного срабатывания защиты и повысить безопасность обслуживания электроустановок, 1504 710

Составитель Л.Васькова

Техред .М.Иоргентал Корректор О.Кравцова

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 5260/5? Тираж 608 Подписное

ВНККПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 элементами управления на RS-тригге/ах S-входы которых подключены к выходам компараторов, а прямые выходы—

k счетным входам упомянутых счетчиков

Импульсов, генератором тактовых пря5

Моугольных импульсов, вход которого

Иодкпючен к выходу пускового органа, ja выход — к второму входу блока управления, выполненного на элементе И-НЕ, 10 и к входу второго элемента НЕ, выход которого соединен с управляющими

К-входами элементов управления, при этом инверсные выходы элементов управления подключены к вновь введенным дополнительным входам блока управления, а обнуляющие входы упомянутых с,етчиков импульсов подключены к выходу первого элемента НЕ.