Устройство для определения поврежденной фазы сети

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в электрических сетях с компенсацией емкостного тока. Цель изобретения - повышение селективности работы устройства при дуговых замыканиях фазы на землю. Поставленная цель достигается тем, что заряд запоминающих конденсаторов 17, 18, 19 разрешается пусковым триггером 8 посредством блокировочного транзистора 12 после затухания высокочастотной составляющей тока переходного процесса в течение времени, задаваемого одновибратором 9. Измерение разностей между напряжениями опережающей фазы и двух других фаз осуществляется компараторами 22, 23, 24 схемы сравнения 21. Логические сигналы с выходов этих компараторов поступают S-входы RS-триггеров. Однако логическая информация о соотношении между напряжениями фаз относительно земли воздействует на указанные триггеры лишь при наличии прямоугольного импульса на выходе формирователя 10, генерирующего единичный импульс по заднему фронту выходного сигнала одновибратора 9. При дуговом пробое изоляции сети во время заряда запоминающих конденсаторов 17, 18, 19 по переднему фронту импульса тока нулевой последовательности формирователь 5 возвращает пусковой триггер в исходное состояние. При этом блокируются в нулевом положении триггеры 25, 26, 27 и запрещается сигналом на выходе расширителя импульсов 11 переключение по S-входу пускового триггера на время существования единичного импульса на выходе одновибратора 9. Включение исполнительного органа, сопровождающееся переходным процессом, не вызывает возврат устройства в исходное состояние, так как выходной логический сигнал элемента ИЛИ 31 с помощью элемента ЗАПРЕТ 6 блокирует прохождение импульсов формирователя 5 на R - вход пускового триггера 8. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)4 Н 02 Н 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4375569/24-07 (22) 03.02.88 (46) 15.11.89. Бюл. У 42 (71) Донецкий политехнический институт и Волжское объединение по производству легковых автомобилей (72) В.П.Кобазев, В.Ф.Солдатов, Г.И.Никольский, Н.С.Павленко и С.Н.Никулин (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 603042, кл. Н 02 Н 3/16, 1973.

Авторское свидетельство СССР

Н1 838866, кл. Н 02 Н 3/16, 1981.

„„SU„„1522341 А1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЪ| СЕТИ (57) Изобретение относится к электро технике и предназначено для использования в электрических сетях с компенсацией емкостного тока. Цель изобретения — повышение селективности работы устройства при дуговых замыканиях фазы на землю. Поставленная цель достигается тем, что заряд запоминающих конденсаторов 17, 18, 19 разрешается пусковым триггером 8 посредством блокировочного транзистора 12 после затухания высокочастотной

3 1S составляющей тока переходного процесса в течение времени, задаваемого одновибратором 9. Измерение разнос тей между напряжениями опережающей

: фазы и двух других фаз осуществляется .компараторами 22, 23, 24 схемы срав нения 21. Логические сигналы с выходов этих компараторов поступают на

S-входы RS-триггеров. Однако логическая информация о соотношении между напряжениями фаз относительно земли воздействует на указанные триггеры лишь при наличии прямоугольного импульса на выходе формирователя 10, генерирующего единичный импульс по заднему фронту выходного сигнала одновибратора 9. При дуговом пробое изоляции сети во время заряда запоминающих конденсаторов 17, 18, 19 по

22341

1О

20 переднему фронту импульса тока пупевой последовательности формирователь

5 возвращает пусковой триггер в исходное состояние. При этом блокируются в нулевом положении триггеры 25, 26, 27 и запрещается сигналом на выходе расширителя импульсов 11 переключение по S-входу пускового триггера на время существования единичного импульса на выходе одновибратора

9. Включение исполнительного органа, сопровождающееся переходным процессом, не вызывает возврат устройства в исходное состояние, так как выходной логический сигнал элемента ИЛИ 31 с помощью элемента ЗАПРЕТ 6 блокирует прохождение импульсов формирователя

5 на R-вход пускового триггера 8. 1 з.п. ф-лы, I ил.

40

Изобретение относится к. электротехнике и предназначено для использования в электрических сетях с компенсацией емкостного тока для определения поврежденной фазы сети.

Цель изобретения — повышение се-. лективности работы устройства при дуговых замыканиях фазы на землю,повы шение чувствительности защиты.

На чертеже приведена функциональ ная схема устройства.

Устройство содержит фильтр 1 верхних частот, подключенный входом на ток нулевой последовательности сети, выход которого через последовательно соединенные преобразователь 2 тока в напряжение 2 и формирователь 3 прямоугольных импульсов включен к входам первого формирователя прямоугольного

1 импульса по заднему фронту сигнала 4 и формирователя прямоугольного импульса по переднему фронту сигнала 5.Последний выходом присоединен к первому входу элемента ЗАПРЕТ 6, соединенного выходом через первый элемент ИЛИ 7 с

К-входом пускового RS-триггера 8 с ,логикой И по S-входу, первый S-вход которого подключен к выходу формирователя 4, а его прямой выход через одновибратор 9 — к входам второго фор,мирователя прямоугольного импульса по заднему фронту сигнала 10 и расши- рителя импульса 11 Инверсный выход расширителя соединен с вторым S-входом пускового RS-триггера 8 и с базой блокировочного транзистора.12, включенного эмиттером к общему проводу питания. а коллектором через резистор 13 и диоды 14, 15, 16 — к первым обкладкам запоминающих конденсаторов 17, 18, 19. Вторые обкладки запоминающих конденсаторов соединены с общим проводом питания, а первые — с выходом фильтра 20 фазных напряжений, выполненного по схеме ЗВ, и входами блока 21 сравнения, состоящего из трех компараторов 22, 23, 24, RS-триггеры 25, 26, 27 с логикой

И по S-входам присоединены R-входами и инверсными S-входами к инверсному выходу пускового триггера 8, а прямыми S-входами — к выходу второго формирователя прямоугольного импульса по заднему фронту сигнала 10.Прямые выходы указанных триггеров подключены к исполнительным органам

28 — 30 и входам второго элемента

2ИЛИ 31 выход которого включен к второму входу элемента "ЗАПРЕТ". Кроме того, триггер 25 прямыми S-вхо- дами соединен с выходами компараторов

23 и 24, а трипгеры 26 и 27 включены соответственно инверсными S-входами к выходам компараторов 22 и 23, триггер 27 подключен прямым S""âõàдом к компаратору 22 и инверсным Sвходом к компаратору 24.

1522341

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы сети в исходном состоянии находится пусковой RS-триггер 8, поэтому на базе транзистора 12 и первом S-входа пускового триггера присутствует единичный логический сигнал. Транзистор

12 открывается и с помощью резистора 10

13 и диодов 14 — 16 шунтирует запоминающие конденсаторы 17 — 19. Одновременно единичный логический сигнал на инверсном выходе пускового триггера 8 фиксирует триггеры 25, 27 в 15 исходном состоянии. В результате на выходе элемента 3 ИЛИ 3! устанавливается логический ноль, который снимает запрет на прохождение на S-вход пускового триггера 8 сигналов фор- 20 мирователя 5.

При металлическом замыкании на землю одной из фаз сети, например фазы А, в начальный момент времени в токе нулевой последовательности 3 Т. появляются высокочастотная составляющая. Зта составляющая тока через фильтр 1 верхних частот поступает на последовательно соединенные преобразователь 2 тока в напряжение и фор- 30 мирователь 3 прямоугольного импульса.

В результате их действия на выходе элемента 3 появляется прямоугольный импульс, длительность которого равна длительности существования в электрической сети переходного процесса.

По переднему и заднему фронту указанного прямоугольного импульса формирователя 5 и 4 генерируют короткие прямоугольные импульсы. Поэтому 40 при возникновении переходного процесса прямоугольный импульс формирователя 5 поступает íà R-вход пускового триггера 8. При этом состояние триггера не изменяется, так как он 45 находится в исходном состоянии.

Для исключения влияния переходного процесса на достоверность результатов измерения напряжений относительно земли пусковой триггер пере- 50 ключается в единичное состояние формирователем 4 после затухания высокочастотной составляющей тока нулевой последовательности. В результате триггеры 25 — 27 деблокируются и за- 55 пускается одновибратор 9.

Единичный импульс на выходе одновибратора 9 через расширитель 11 импульсов закрывает транзистор 2, поэтому напряжение фаз А, В, С относительно земли поступает на запоминающие конденсаторы 17 — 19. После заряда конденсаторов в течение времени, равного длительности импульса одновибратора 9, формирователь 10 разрешает прохожцение на $-входы триггеров 25 — 27 выходных логических,нгнгпов схемы 21 сравнения, При повреждении фазы А модуль на-пряжения на опережающей фазе U „больше модуля напряжений поврежденной Б >-,и отстающей U b фаз. Следовательно, на прямых S-входах триггера 25 появятся единичные сигналы. В то же время для срабатывания триггеров 26 и 27 необходимые условия отсутствуют, так как не выполняются соответствующие неравенства U» Ub » U, >

>U,- и Ug>> U>, Ug ) Б . В итоге в единичное состояние переключается только триггер 25, однозначно фиксируя поврежденную фазу.

Единичный сигнал на выходе триггера 25 вызывает срабатывание исполнительного органа 28 и блокирует переключение пускового триггера в исходное состояние импульсами формирователя 5. Включение исполнительного органа вызывает переходные процессы в электрической сети, но наличие блокировки не вызывает изменения состояния схемы устройства для определения поврежденной фазы сети. Возврат схемы в исходное состояние осуществляется подачей единичного сигнала "Сброс" на второй вход элемента 2ИЛИ (7).

При pyroвом однофазном замыкании на землю устройство работает аналогично, если следующий дуговой пробой изоляции сети появится с интервалом, превышающим время измерения, задаваемое с помощью одновибратора 9. Если же во время заряда запоминающих конденсаторов возникает очередной руговой пробой, то формирователь 5 возвращает пусковой триггер 8 в исходное состояние. При этом единичным сигналом на инверсном выходе триггера 8 блокируются в исходном состоянии триггеры 25 — 27, а нулевым сигналом на первом S-входе триггера 8 запрещается его переключение во время рабаты одновибратора 9. В результате ложная информация о месте повреждения не поступает на S-вход триггеров 25

l 522341

10

27, что обеспечивает высокую селективность предлагаемого устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для определения по врежденной фазы сети, содержащее соединенный с клеммами для подключения к сети фильтр фазных напряжений, выполненный по схеме ЗВ, блок сравнения, входы которого соединены с первыми обкладками трех запоминаюих конденсаторов, вторые обкладки которых подключены к общему проводу источника питания и эмиттеру блокировочного транзистора, исполнительные органы по числу фаз сети, диоды, резистор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селективности работы устройства при дуговых замыканиях фазы на землю, в Ber0 введены фильтр верхних частот, преобразователь тока в напряжение, формирователь прямоугольных импульcoII, первый и второй формирователи прямоугольных импульсов по заднему фронту сигнала, формирователь прямоугольного импульса по переднему фронту сигнала, логический элемент ЗАПРЕТ, первый и второй логические элементы ИЛИ, пусковой RS-триггер с логикой И по двум S-входам, одновибратор, расширитель импульса, RSтриггеры по числу фаз сети с логикой

И по четырем S-входам, причем фильтр верхних частот подключен входом к датчику тока нулевой последовательности сети, введенному вновь, а выходом через последовательно соединенные преобразователь тока в напряже.ние и формирователь прямоугольного импульса включен к входам первого формирователя прямоугольного импульса по заднему фронту сигнала и формирователя прямоугольного импульса по переднему фронту сигнала, выходы которых присоединены соответственно к первому Я-входу пускового RS-триггера и первому входу элемента ЗАПРЕТ, соединенного выходом через первый элемент ИЛИ с R-входом пускового RSтриггера ) прямой БI Iход кОтс p01 0 че рез одновибратор подключен к вх:--.:-,:. второго формирователя прямоу, .".ьнсгс импульса по заднему фронту сигналя и расширителя импульса„ инверсный выход которого соединен со вторым

S-входом пускового RS-триггера и базой блокировочногс транзистора коллектор которого чере"":,Ieçèñò0 сзединен с катодами трех диодов,. анс ы которых подключены соответственно к первым обкладкам запоминающих конденсаторов и выходам фильтра фазных напряжений, первый выход блока сравнения подключен K первому инверсному

S-входу второго RS--триггера и первому прямому S-входу третьего RS-триггера, второй и третий вьходы блока сравнения соединены соответственно с первым прямым S-входом первого RSтриггера и вторым инверсным S-входом второго RS-триггера., со вторым прямым Б-входом первого RS-триггера и вторым инверсным Я-в .îäîì третьего

RS-триггера, третьи прямые S-входы первого, второro, третьего RS †триггеров подключены к выходу второго формирователя прямоугольного импульса по заднему фронту с-1гнала, а четвертые инверсные S-,çõîäû трех RS-. триггеров соединены с R-входами этих же триггеров и с инверсным выходом пускового RS-триггера, прямые выходы первого,. второго и третьего RS-триггерон подключены к соответствующему исполнительному органу и входам второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу элемента

ЗАПРЕТ.

2. Устройство пс п,l, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности защиты, блок сравнения выполнен в виде трех компараторов, прямые и инверсные входы каждого из которых подключены соответственно к гервым обкладкBM второго и третьего, первого и третьего, первого и второго запоминающих конденсаторов, а выходы компараторов соединены с выходными icJIPh IIBhIB блока сравнения.