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

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты от замыканий на землю. Цель изобретения - повышение функциональной надежности устройства. При возникновении в сети замыкания на землю, например на присоединении 3, срабатывают пусковой орган 20 и элемент 39 задержки сигнала, происходит размыкание ключа 24 и замыкание ключей 9 и 10. Контролируемые сигналы с трансформаторов тока нулевой последовательности, пройдя через согласующие элементы 5 и 6, поступают на входы пороговых элементов 7 и 8 с изменяемой уставкой срабатывания, а затем усиливаются линейными усилителями 11 и 12. Поскольку величина контролируемого сигнала на поврежденном присоединении наибольшая, то первыми срабатывают пороговый элемент 13 и исполнительный орган 17. Одновременно появляются сигналы на входах элементов ИЛИ 25 и 37. Появляется также сигнал на управляющем входе элемента ЗАПРЕТ 40, что вызывает исчезновение сигнала на выходе элемента ИЛИ 26, ключ 10 размыкается, тем самым исключается возможность срабатывания исполнительного органа 18. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК . (51)5 Н 02 Н 3/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4379673/24-07 (22) 18.02.88 (46) 30.07.90. Бюл. 1 28 (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 и 1394314, кл. Н 02 H 3/16, 1986 °

Авторское свидетельство СССР

N 1221694, кл. Н 02 Н 3/16, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЫ (57) Изобретение относится к электротехнике.и предназначено для защиты от замыканий на землю. Цель изобре.тения — повышение функциональной надежности устройства. При возникновении в сети замыкания на землю„ например на: присоединении 3, срабатывают

„Л(.) „„15822Я A 1

2 пусковой орган 20 и элемент 39 ЗАДЕРЖКА, происходит размыкание ключа 24 и замыкание ключей 9 и 10. Контроли" руемые сигналы с трансформаторов то" ка нулевой последовательности, пройдя через согласующие элементы 5 и 6, поступают на входы пороговых элементов 7 и 8 с изменяемой уставкой срабатывания, а затем усиливаются линейными усилителями 11 и 12. Поскольку величина контролируемого сигнала на поврежденном присоединении наибольшая, то первыми срабатывают пороговый элемент 13 и исполнительный орган 17. Одновременно появляются сигналы на входах элементов ИЛИ 25 и 37.

Появляется также сигнал на управляющем входе элемента ЗАПРЕТ 40, что вызывает исчезновение сигнала на выходе элемента ИЛИ 26, ключ 10 размыкается, тем самым исключается возможность срабатывания исполнительного органа 18. 1 ил.

1 82251

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты от однофаэного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью.

Цель изобретения - повышение функциональной надежности устройства.

На чертеже изображена схема пред, лагаемого устройства.

Устройство содержит трансформато: ры 1 и 2 тока нулевой последователь: ности (ТТНП), установленные на присоединениях 3 и 4 соответственно и через последовательно соединенные согласующие элементы 5 и 6 с выпря.мителями на выходах, пороговые элементы 7 и 8, с изменяемой уставкой срабатывания (ПЭИУС), замыкающие ключи 9 и 10, линейные усилители 11 и 12 сигналов (ЛУС), пороговые элементы 13 и 14 с фиксированной уставкой срабатывания и формирователи 15 и 16 сигналов свя- 2g заны с исполнительными органами (ИО)

17 и 18, элемент 19 фиксации срабатывания исполнительных органов (ЭФСИО), пусковой орган (ПО) 20, подключенный своим входом к выходу исто - ника 21 30 напряжения нулевой последовательности (ИННП), преобразователь 22 напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока (ПН), подключенный своим входом к одному из выходов

ИННП 21, блок 23 управления (БУ), основной вход которого соединен с выходом ПО 20, управляющий вход — с выходом ЭФСИО 19, а основной выходс управляющим входом размыкающего ключа 24, установленного в цепи заземления положительного полюса ПН 22, элементы ИЛИ 25 и 26, входы которых подключены к выходам формирователей

15 и 16 или к входам исполнительных органов 17 и 18 и вспомогательному выходу БУ 23, а выходы — к управляющему входу БУ 23.

Согласующий элемент (СЭ) 5 (6) выполнен в виде промежуточного трансформатора и двухполупериодного выпрямителя. ПЭИУС 7(8) состоит из резистора 27 (28), конденсатора 29 {30), резистора 31 (32), стабилитрона 33 (34) и разделительного диода 35 (36).

Величина сопротивления резистора

31 (32) на порядок выше величины сопротивления резистора 27 (28). flo, стоянные времени заряда и разряда конденсаторов 29 и 30 одинаковьг для всех присоединений.

Ключ 9 (10) может быть выполнен на полевых или биполярных транзисторах.

Пороговые элементы 13 и 14 выполнены с одинаковыми уставками срабатывания (порогами чувствительности к входным сигналам).

ЭфСИО 19 содержит элемент ИЛИ 37 и элемент ПАМЯТЬ 38.

БУ 23 включает элемент ЗАДЕРЖКА

39 сигнала, элемент ЗАПРЕТ 40 и элемент НЕ 41, Устройство работает следующим образом.

При отсутствии в сети однофазного замыкания на землю ПЭ 13 и 14, ИО 17 и 18, ПО 20, элементы ПАМЯТЬ 38 и

ЗАДЕРЖКА 39 сигнала находятся в исходном состоянии. Ключи 9 и 10 разомкнуты, а ключ 24 замкнут. Верхние обкладки конденсаторов 29 и 30 имеют напряжения, приблизительно равные выходному напряжению ПН 22.

При возникновении в сети однофазного замыкания на землю (например, на присоединении 3) срабатывают ПО 20 и элемент ЗАДЕРЖКА 39 сигнала, происходит размыкание ключа 24 и замыкание ключей 9 и 10, На выходах выпрямителей согласующих элементов 5 и 6 появляются сигналы, пропорциональные по величине токам нулевой последовательности присоединений 3 и 4.

Начинается процесс перезаряда конденсаторов 29 и 30: разряд соответственно через выпрямители СЭ 5 и 6, резисторы 27 и 28 и частично через стабилитроны 33 и 34 и резисторы 31 и

32, а заряд - через резисторы 27 и

28. В результате на верхних обкладках конденсаторов через определенное время появляются положительные относительно общей точки напряжения, которые через резисторы 31 и. 32 и ключи

9 и 10 поступают на неинвертирующие входы ЛУС il и 12. При достижении этими напряжениями значений уставок срабатывания пороговых элементов 13 и 14,. последние переключаются в противоположное состояние, при котором срабатывают исполнительные органы

17 и 18. При этом первым срабатыва" ет ИО 17, поскольку величина сигнала на входе ЛУС 11 наибольшая. Одновременно появляются сигналы на верхних входах элементов ИЛИ 25 и 37. Появ« ,ляется также сигнал на управляющем

5 15 входе элемента ЗАПРЕТ, 40 и пдновремен но исчезает сигнал на выходе элемента ИЛИ 26, в результате, чего ключ 1О размыкается, чем исключается воэможность срабатывания ИО 18.

Ключ 10 остается в разомкнутом состоянии до тех пор, пока ПО 20 не возвратится в исходное состояние, в результате чего исключается возможность неселективного срабатывания устройства в послеаварийном режиме защищаемой сети, т.е. после отключения присоединения 3, характеризующимся появлением низкочастотных . колебаний напряжения и токов нулевой последовательности.

После исчезновения напряжения нулевой последовательности схема устройства возвращается в исходное состояние и оно готово к повторному действию, При появлении на выходах ТТНП 1 и

2 кратковременных сигналов помехи конденсаторы 29 и 30 не успевают перезарядиться, в результате чего напряжения на выходах стабилитронов 33 и 34 своего знака не изменяют.

Наличие замыкающих ключей 9 и 10 обеспечивает непрерывность функционирования защиты до момента отключения выключателя поврежденного присоединения, то также повышает ее помехоустойчивость.

Введение замыкающих ключей с элементами ИЛИ, а также выполнение эле" мента фиксации срабатывания исполнительных органов в виде элементов ИЛИ и ПА>чЯТЬ позволяют выполнить более чувствительную и селективную защиту, способствующую повышению надежности электроснабжения потребителей и электробезопасности при эксплуатации электрических сетей и оборудования подстанций.

S22g1 б формула изобретения

Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтраг>ью, содержащее по числу присоединений трансформаторы тока нулевой последовательности, выходы которых соединены с согласующими элементами, выполненными в виде промежуточных трансформаторов и вы« прямителей, выходы которых соединены с входами пороговых элементов с изменяемой уставкой срабатывания, выпол5

55 ненных в виде RC-цепей, параллельно конденсаторам которых подключены через резисторы стабилитроны, линейные усилители сигнала, входы которых фукнционально связаны с объединенным выводом упомянутых резисторов и стабилитронов, а выходы подключены к пороговым элементам с фиксированной уставкой срабатывания, соединенным через формирователи сигнала с соответствующими исполнительными органами, общие на все присоединения элемент фиксации срабатывания исполнительных органов, выполненный в виде элемента ИЛИ, пусковой орган, подключенный. своим входом к источнику напряжения нулевой последовательности, преобразователь напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, отрицательный полюс которого функционально соединен через разделительные диоды с RC-цепями пороговых элементов с изменяемой уставкой срабатывания, размыкающий ключ, установленный в цепи заземления положительного полюса упомянутого преобразова" теля напряжения переменного тока в, напряжение постоянного тока, блок управления, выполненный на последовательно соедиНенных элементах ЗАДЕРЖКА и ЗАПРЕТ, вход элемента ЗАДЕРЖКА соединен с выходом пускового органа, а управляющий вхол элемента ЗАПРЕТ - с выходом элемента фиксации срабатывания исполнительных органов (ЭФСИО), о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения функциональной надежности устройства, оно снабжено по числу присоединений замыкающими ключами, включенными между выходами пороговых элементов с изменяемой уставкой срабатывания и входами линейных усилителей сигнала, при этом управляющие входы замыкающих ключей через вновь введенные по числу присоедине-,, ний элементы ИЛИ подключены к выходам соответствуюц>их формирователей сигналов и выходу элемента ЗАПРЕТ блока управления, входы ИЛИ элемента фиксации срабатывания исполнительных органов подключены к выходам соответствующих формирователей сигналов, при этом в блок управления введен элемент НЕ, вход которого соединен с выходом пускового органа, а выход подключен к управляющему входу элемента

ПАМЯТЬ, введенного вновь в ЭфСИО, Составитель Л. Васькова

Техред Л.Серд1окова Корректор C.Шбкмар

Редак-.ор A. Ревин

Заказ )092 Тираж 475 Подписное

ВНИИПО: Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 191

1582251 8

9ход элемента ПОСИЯТЬ.соединен с выхо- управляющему входу а ом ИЛИ ЭфСИО у размыкающего клюдом, а выход - с выходом . ча в цепи. заземления положительного, ЭФСИ0, причем выход элемента ЭАДЕРЖ- полюса упомянутого преобразователя.

KA блока управления подключен к