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

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты электро установок напряжением выше 1000 В. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства. При возникновении в сети однофазного замыкания на землю, например на присоединении 1, из выходе трансформатора 17 напряжения появляется напряжение нулевой последовательности, превышающее порог срабатывания компаратора 42, и на ни:-ччих входах элементов 11 совпадения оказывается сигнал. Одновременно из-за размыкания ключей 33 и 34 начинают перезаряжаться конденсаторы 25 и 26. Первым завершается перезаряд конденсатора 25, так как величина тока нулевой последовательности а поврежденном присоединении наибольшая. Эгот сигнал, пройдя через усилитель 9. вызывает срабатывание исполнительного органа 13. Вместе с этим срабатывает элемент ЗАПРЕТ 18 и элемент 15 фиксации срабатывания исполнительного органа, чем обеспечивают блокировку работы защиты неповрежденного присоединения и непрерывность работы защиты поврежденного присоединения. 1 ил. (Л

СО103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 02 Н 3/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTQPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4384672/07 (22) 29.02,88 (46) 07.05.91, Бюл. N. 17 (75) В. Ф, Бухтояров и И. В. Бухтояров (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 993374,,кл. Н 02. Н 3/16. 1980.

Авторское свидетельство СССР

N 1574539, кл, Н 02 Н 3/16. 18.02.88. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ GT ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В

СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты электроустановок напряжением выше 1000 В, Цель изобретения — повышение надежности работы устройства. При возникновении в сети однофазного замыкания на землю, например на присоединении 1, на выходе транс„„!Ж„„1647737 А1 форматора 17 напряжения появляется напряжение нулевой последовательности, превышающее порог срабатывания компара- тора 42, и на ни.-<чих входах элементов 11 совпадения оказывается сигнал. Одновременно из-за размыкания ключей 33 и 34 начинают перезаряжаться конденсаторы 25 и 26.

Первым завершается перезаряд конденсатора 25, так как величина тока нулевой последовательности ",а поврежденном присоединении наибольшая. Этот сигнал, пройдя через усилитель 9. вызывает срабатывание исполнительного органа 13. Вместе с этим срабатывает элемент ЗАПРЕТ 18 и элемент 15 фиксации сраоатывания исполнительного органа, чем. обеспечивают блокировку работы защиты неповрежденного присоединения и непрерывность работы защиты поврежденного присоединения. 1 ил.

1647737

55

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты от однофазного замыкания на землю электроустановок с изолированной нейтралью напряжения выше 1000 В.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства, На чертеже дана схема устройства для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтрэлью(для двух присоединений, общее число которых может быть любым), Устройство содержит установленные на защищаемых присоединениях 1 и 2 трансформаторы тока нулевой последовательности 3 и 4, к выходам которых подключены последовательно соединенные согласующие элементы (СЭ) 5 и 6, пороговые элементы с изменяемой уставкой срабатывания (ПЭИУС) 7 и 8. усилители 9 и 10 сигналов с ограничителями на выходе. элементы 11 и 12 совпадения и исполнительные органы (ИО) 3 и 14, элемент 15 фиксации срабатывания исполнительных органов (ЭФСИО), пусковой орган (ПО) 16, подключенный своим входом к выходу источника (трансформатора)

17 напряжения нулевой последовательности, а выходом — к одним из входов элементов 11 и 12 совпадения и ЭФСИО 15, элементы ЗАПРЕТ 18 и 19, входы которых подсоединены к выходам соответствующих элементов 11 и f2 совпадения и выходу ЭФСИО 15, промежуточный трехфазный трансформатор 20, подключенный к одной из обмоток трансформатора 17 напряжения.

СЭ 5(6) состоит из согласующего и ромежуточного трансформатора и выпрямителя.

ПЭИУС 7(8) выполнен в виде резисторов

21(22) и 23(24), конденсатора 25(26), диодов

27(28) и 29(30), трехфазного выпрямителя

31(32) напряжения переменного тока в на-. пряжение постоянного (выпрямленного) тока и замыкающего ключа 33(34).

ЭФСИО 15 включает элементы ИЛИ 35 и 36, элементы совпадения 37 и элемент НЕ

38. ПО 16 содержит промежуточный трансформатор 39, выпрямитель 40, RC-цепь 41 и компаратор 42. RC-цепью создается задержка на срабатывание пускового органа, длительность задержки зависит от величины входного сигнала (напряжения нулевой последовательности). Минимальное значение длительности задержки выбирается с учетом времени действия помех.

Элемент ЗАПРЕТ 18(19) состоит из элементов НЕ 43(44) и совпадения 45(46).

Ключ 33(34) может быть выполнен на транзисторе.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии в сети однофазного замыкания на земл о ИО 13 и 14, ПО 16 находятся в исходном состоянии. На управляющие входы ключей 33 и 34 с выходов элементов ЗАПРЕТ 18 и 19 поступают сигналы, контакты ключей замкнуты. Конденсаторы 25 и 26 заряжены до выходных напряжений 31 и 32. Напряжения на выходах ПЭИУС 7 и 8 и соответственно на выходах усилителей сигналов 9 и 10 имеют отрицательный знак.

При возникновении в сети однофазного замыкания на землю, например, на присоединении 1 на выходе вторичной обмотки трансформатора 17 напряжения, соединенной в разомкнутый треугольник, появляется . напряжение нулевой последовательности.

Если величина этого напряжения превышает величину порога срабатывания (уставки срабатывания) компэратора 42, на выходе последнего появляется с некоторой задержкой, отстроенной от времени действия помех, сигнал, который поступает на нижние входы элементов 11 и 12 совпадения и одновременно на вход ЭФСИО 15 (на входы элементов Н Е 38 и совпадения 37). В результате этого. исчезают сигналы на основных входах элементов ЗАПРЕТ 18 и 19 (на входах элементов 45 и 46 совпадения и на управляющих входах ПЭИУС 7 и 8 (на управляющих входах ключей 33 и 34), Ключи

33 и 34 размыкаются. В этот момент конденсаторы 25 и 26 начинают перезаряжаться.

Первым перезаряжается конденсатор 25, поскольку величина тока нулевой последовательности поврежденного присоединения наибольшая. Вследствие этого знак напряжения на выходе ПЭИУС 7 изменяется на противоположный, на выходе усилителя 9 и соответственно на верхнем входе элемента 11 совпадения появляются сигналы,и ИО 13 срабатывает. Одновременно с выхода элемента 11 совпадения поступает сигнал на управляющий вход элемента ЗАПРЕТ 18 (на вход элемента НЕ 43) и на вход

ЭФСИО 15 (на вход элемента ИЛИ 35). На выходе ЭФСИО 15 вновь появляется сигнал, и ключ 34 замыкается. Конденсатор 26 практически мгновенно заряжается (дозаряжается) до величины напряжения выпрямителя 32 (постоянная времени заряда конденсатора 26(25) от напряжения выпрямителя 32(31) во много раз меньше постоянной времени заряда конденсатора 26(25) от напряжения СЭ 6(5). Таким путем исключается возможность ложного срабатывания устройства на неповрежденном присоединении.

Ключ 33 остается в разомкнутом состоянии до момента исчезновения сигнала на

1647737

30

45

55 выходе элемента 11 совпадения, чем обеспечивается непрерывность функционирования устройства и исключается возможность излишнего отключения поврежденного присоединения при кратковременных случайных замыканиях на землю.

После отключения поврежденного присоединения 1 сигнал на выходе элемента 11 совпадения исчезает, ключ 33 замыкается

Схема в таком состоянии остается да момента исчезновения напряжения нулевой последовательности, т. е. до момента возврата ПО 16 в исходное состояние. Данное состояние схемы обусловлено тем, что ЭФСИО 15 обладает способностью запоминать информацию о срабатывании устройства до тех пор, пока есть сигнал на выходе ПО 16.

Такую способность обеспечивают элементы

ИЛИ 35 и совпадения 37 (за счет перекрестных связей llo входам и выходам).

Запоминание информации о срабатывании устройства необходимо для исключения возможности ложной работы устройства в послеаварийнам режиме сети, характеризующимся появлением низкочастотных колебаний напряжений и токов нулевой последовательности.

После исчезновения напряжения нулевой последовательности ПО 16 и ИО 13 возвращаются в исходное состояние, Схема готова к повторному действию, АналОгично устройство работает при однофэзном замыкании на землю на присоединении 2.

Устройство в состоянии реагировать как на переходные, так и на установившиеся токи однофазного замыкания на землю, обладает непрерывностью. функционирования.

Реализация устройства осуществляется на базе недорогих и несложных элементов (диодов, резисторов, интегральных микросхем и т. д.), что дает возможность устройство защиты выполнить простым и надежным.

Формула изобретения

Устройство для защиты от однофэзного замыкания нэ землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее по числу N присоединений трансформаторы тока нулевой последовательности, выходы которых соединены с согласующими элементами, выполненными в виде промежуточных трансформаторов и выпрямителей, выходы которых соединены с входами пороговых элементов с изменяемой уставкой срабаты.вания, выполненных в виде RC-цепей, па. раллельно конденсаторам которых

25 подключены через резисторы встречно включенные диоды, усилители сигналов, выходы которых функционально связаны с соответствующими исполнительными органами, общие на все присоединения элемент фиксации срабатывания исполнительных органов, выполненный в виде элемента

ИЛИ, входы которого подключены к входам исполнительных органов, источник напряжения переменного тока, выполненный в виде промежуточного трехфазного трансформатора, к выходу которого подключен преобразователь напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, выход которого подключен к конденсатору RC-цепи полярностью. обратной по отношению к полярности соответствующего вып рямителя, причем положительный вывод упомянутого преобразователя заземлен через ключ, цепь управления которого функционально связана с пусковым органом па напряжению нулевой последовательности, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, введены N1 преобразователей напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, эапитанных от упомянутого источника напряжения переменного тока, отрицательные полюсы преобразователей подключены к конденсаторам RC-цепей, положительные полюсы преобразователей заземлены через ключи, которые выполнены замыкающими. управляющие. входы ключей соединены с выходами вновь введенных па числу присоединений элементов ЗАПРЕТ, основные входы которых подключены к выходу элемента фиксации срабатывания исполнительных органов, управляющие входы — к выходам введенных вновь элементов совпадения, выходы которых соединены с входами соответствующих исполнительных органов, входы элементов совпадения подключены через усилители сигналов к выходам соответствующих пороговых элементов с изменяемой уставкай срабатывания и выходу пускового органа. при этом в элемент фиксации срабатывания исполнительных органов введены элемент НЕ, вход которого соединен с выходом гускового органа, элемент совпадения, один вход которого соединен с выходом упомянутого элемента ИЛИ, другой вход подключен к выходу пускового органа. а выход соединен с вновь введенным дополнительным входом элемента

ИЛИ и с одним из входов вновь введенного вспомогательного элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу элемента

НЕ, а выход подключен к основным входам элементов ЗАПРЕТ, выполненных в видепоследовательно соединенных элементов HE

1647737

Составитель Л,Васькова

Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле

Редактор О.Головач

Заказ 1408 Тираж 390 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 и совпадения, при этом вход элемента НЕ подключен к управляющему входу элемента

ЗАПРЕТ. один из входов элемента совпадения подключен к основному входу элемента

ЗАПРЕТ, а выход элемента совпадения соединен с выходом элемента ЗАПРЕТ.