Устройство для защитного отключения в сети с изолированной нейтралью

 

СОЮЗ с ЭПЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 Н 3/17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

3!зйд

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

"У2

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4774798/07 (22) 17.11.89 (46) 07.10.91. Бюл. N 37 (71) Научно-производственное объединение

"Союзалмаззолотоавтоматика" и Новосибирский институт инженеров водного транспорта (72) М.P.Äóáðoâcêèé, А.Ю.Краснухин, А.А.Савоськин и Н,Л.Пономарева (53) 621.316.925(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1166213, кл. Н 02 Н 3/17, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N ã11336677008877, кл. Н 02 Н 3/17, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ

Н ЕЙТРАЛ Ь Ю (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите сети с изолированЯ.(,, 1683114 А1 ной нейтралью от недопустимого снижения сопротивления изоляции. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Измерение сопротивления утечки при замыкании в фазных проводах контролируемой сети осуществляется в обе фазы работы коммутатора 11, при замыкании в проводах электропривода 18 — в соответствующей фазе работы коммутатора. Сигнал, пропорциональный току утечки, поступает на интегратор 7 или 8 в зависимости от поступающих на них управляющих сигналов, сдвинутых один относительно другого на

0,5Т, где Т вЂ” период времени работы коммутатора. Больший из выходных сигналов интеграторов 7 и 8 проходит через элемент 6 выбора большего сигнала и поступает на основной вход релейного элемента 5, при превышении уставки которого формируется сигнал отключения. 2 ил.

1683114

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты тиристорных электроприводов драг, земснарядов, экскаваторов и других механизмов, получающих электрическую энергию от сети ограниченной мощности с изолированной нейтралью, от недопустимого сопротивления изоляции.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма работы устройства при утечке в фазах питающей сети, Предлагаемое устройство содержит источник 1 сети с изолированной нейтралью, подключенный к контролируемой сети защитно-коммутационным аппаратом с силовыми контактами 2, кинематически связанными с отключающейся катушкой 3.

В цепи питания катушки 3 находится замыкающий контакт 4 релейного элемента

5, основной вход которого подключен к выходу элемента 6 выбора большего сигнала, Первый вход элемента 6 выбора большего сигнала соединен с первым управляемым интегратором 7, второй вход — соединен с вторым управляемым интегратором 8, входы обоих интеграторов соединены и через управляемый ключ 9 и выпрямитель 10 подключены к коммутатору 11, Выпрямитель

10 снабжен заземлителем 12. Входы коммутатора 11 являются общими точками вентильных групп 13 и 14, соединенных в звезду противоположной полярности. Вход управления коммутатора 11 соединен с генератором 15 и с формирователем 16 управляющих сигналов, выходы которого соединены с входами управления ключа 9 и интеграторов 7 и 8, Компенсирующий вход релейного элемента 5 соединен с согласующим блоком 17, подключенным к контролируемой сети. В каачестве согласующего блока может быть использован трансформатор с выпрямителем на выходе, В качестве генератора целесообразно использовать делитель частоты, синхронизированный контролируемой сетью. Формирователь управляющих сигналов может быть выполнен в виде дешифраторов сигналов делителя частоты. Введение второго интегратора обеспечило двойную частоту измерений по сравнению с известным устройством, поскольку интеграторы производят измерение и сброс накопленного сигнала в разные фазы работы коммутатора (сдвиг по фазе 180 ), Потребителем электроэнергии является тиристорный электропривод 18. На схеме (фиг. 1) условно показаны сопротивления

55 где t4 — время (интервал) измерения; тз — время (интервал) задержки.

Максимальное время измерения соответствует случаю, когда замыкание возникает в начале одного из интервалов измерения, что недостаточно для точного

40 утечки: Ryt — в положительном проводе, йу2 — в отрицательном проводе, Ryz — e фазных проводах.

Устройство работает следующим образом, При замыкании в положительном проводе тиристорного электропривода 18 ток утечки протекает через катодную группу тиристоров электропривода 18, сопротивление Ryt утечки, землю, выпрямитель 10 и в, соответствующую фазу работы коммутатора

11, через группу вентилей 14, При замыкании в отрицательном проводе электропривода 18 образуется замкнутый контур для протекания тока утечки через группу вентилей 13, коммутатор 11, выпрямитель 10, землю, сопротивление уте.,<и Ryp и анодную группу тиристоров электропривода 18. При утечке в фазных проводах питающей сети ток замыкается через обе группы вентилей 13 и 14.

Как следует иэ изложенного, измерение сопротивления утечки при замыкании в фаэных проводах контролируемой сети осуществляется в обе фазы работы коммутатора

11. Сигнал, пропорциональный току утечки, снимаемый с выпрямителя 10 через ключ 9, поступает на оба интегратора 7 и 8. Интеграторы 7 и 8 интегрируют сигнал, пропорциональный току утечки, причем импульсы сброса первого 7 и второго 8 интеграторов сдвинуты один относительно другого на

0,5Т, где Т вЂ” период работы коммутатора.

Больший из выходных сигналов интеграторов 7 и 8 проходит на выход элемента 6 выбора большего сигнала и поступает на основной вход релейного элемента 5.

Рассматривая временную диаграмму работы устройства (фиг. 2),видно, что за половину периода работы коммутатора 11 на выходе элемента 6 выбора большего сигнала накапливается сигнал, пропорциональный суммарному сигналу тока утечки в различных частях питающей сети с исключением паразитной информации переходного процесса в измерительном контуре устройства. При этом минимальное время измерения соответствует случаю, когда замыкание возникает в конце одного из интервалов задержки, что составляет при кратности интервалов измерения и задержки период контролируемой сети 20 мс

t1 = 2t 4 + t3 = 60 МС, 1683114 измерения первым (вторым) интегратором, Тогда измерение осуществляется в последующие два интервала измерения, а время измерения равно тг = 3t4 + 2 = 100 мс.

При величине сопротивления утечки, меньшей величины уставки релейного элемента 5, максимальное время измерения уменьшается.

Генератор 15 управляет работой коммутатора 11 и формирователя 16 управляющих сигналов, управляющего в свою очередь работой ключа 9 и интеграторов 7 и 8, обеспечивая сброс интегрированного сигнала в конце каждого периода работы коммутатора 11.

Элемент 6 выбора большего сигнала обеспечивает выделение максимального выходного сигнала двух интеграторов. Если в процессе увеличения входного сигнала на основном входе релейного элемента 5 величина его превысит величину уставки релейного элемента 5 на компенсирующем входе, последний срабатывает и своим замыкающим контактом 4 включает катушку 3 защитно-коммутационного аппарата, отключающего тиристорный электропривод

18 от питающей сети.

Сигнал на компенсирующем входе релейного элемента 5 компенсирует влияние изменения напряжения контролируемой сети на величину уставки.

Предлагаемое техническое решение позволяет уменьшить собственное время срабатывания устройства в 1,4 раза по сравнению с известным и довести его до 0.1 с при частоте питающей сети 50 Гц.

Формула изобретения

Устройство для защитного отключения в сети с изолированной нейтралью, содержащее две группы вентилей с клеммами для

5 подключения к фазам сети, соединенные в звезду противоположной полярности, общие точки которых через коммутатор и выпрямитель соединены с заземлителем, генератор, выход которого соединен с уп1D равляющим входом коммутатора, релейный элемент, компенсирующий вход которого соединен с выходом согласующего блока, вход которого соединен с клеммами для подключения к сети, первый интегратор, 15 вход которого через ключ соединен с выходом выпрямителя, формирователь управляющих сигналов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с управляющими входами ключа и первого ин20 тегратора, а вход подключен к генератору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены второй интегратор и элемент выбора большего сигнала, причем вход вто25 рого интегратора соединен с входом первого интегратора, его вход управления соединен с третьим выходом формирователя управляющих сигналов, а его выход подключен к второму входу элемента выбора

30 большего сигнала, первый вход которого соединен с выходом первого интегратора. а выход подключен к основному входу релейного элемента, причем управляющие сигналы второго и третьего выходов упомянутого

35 формирователя сдвинуты один по отношению к другому на 0 5Т, где Т вЂ” период времени работы коммутатора, кратный периоду контролируемой сети.

1683114

5ьиоднаи сигнал генератора

Сигнал на &oie

5ыпрютпиа

Сигаы ЭУ разиыкания

ЮЮЧО

Сигии на бходе инвеграаороб

Сагии на

Зыходр уело инв/егратора

Сигнал ю быкодор Я инвегращора

Ш2НОЛ HO

Node AргАЮЖОГО

ЮЛ ГМЮЮдПУ

Составитель Л,Васькова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Черни

Редактор О,Хрипта

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3418 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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