Способ распознавания поврежденной фазы в сетях с компенсацией токов однофазного замыкания

 

Использование: относится к электроэнергетике и может быть использовано в защитных устройствах, действие которых основано на выборе поврежденной фазы. Сущность изобретения: способ распознавания повреждег ной фазы в сетях с компенсацией токов однофазного замыкания на землю включает в мебя распознавание режима однофазного замыкания в сети путем измерения амплитуды напряжения смещения нейтрали и сравнения ее с заданным пороговым значением, измерение абсолютных величин разностей фаз, между напряжением смешения нейтрали и фазными ЭДС, определение той фазы сети для которой данная разность не превышает п /3 радиан и выдачу информации о поврежденной фазе в случае, если в сети распознан режим однофазного замыкания, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности распознавания поврежденной фазы, измеряют дополнительно амплитуду одной из фазных ЭДС сети, определяют отношение амплитуд напряжения смещения нейтрали и указанной ЭДС, сравнивают данное отношение с синусом измеренной ранее абсолютной величины разности фаз напряжения смещения нейтрали и ЭДС определенной ранее фазы сети, уменьшенной на п /6 радиан и, если указанное отноше ние превышает величину упомянутого синуса , то производят выдачу информации о поврежденной фазе, в противном же случае, при наличии в сети однофазного замыкания, уменьшают расстройку контура нулевой последовательности сети до тех пор, пока выполнится указанное выше условие, и только после этого выдают информацию о поврежденной фазе, считая ею ту фазу, для которой, на момент окончания уменьшения расстройки , абсолютная величина разности фаз между напряжением смещения нейтрали и фазными ЭДС сети не превышает п /3 радиан. 4 ил. сл С 00 4 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4794870/21 (22) 23.02.90 (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (71) Донецкий политехнический институт и

Институт прикладной математики и механики АН УССР (72) В.К. Обабков и Ю.Н. Целуевский (56) Авторское свидетельство СССР

Й 589659, кл, Н 02 Н 3/16, 6 01 R 31/02, 1974.

Авторское свидетельство СССР

М 943959, кл, Н 02 Н 3/16. G 01 R 31/02, 1978. (54) СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ В СЕТЯХ С КОМПЕНСАЦИЕЙ ТОКОВ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ (57) Использование: относится к электроэнергетике и может быть использовано в защитных устройствах, действие которых основано на выборе поврежденной фазы.

Сущность изобретения: способ распознавания поврежде ной фазы в сетях с компенсацией токов однофазного замыкания на землю включает в мебя распознавание режима однофазного замыкания в сети путем измерения амплитуды напряжения смещения нейтрали и сравнения ее с заданным пороговым зьачением, измерение абсолютных величин разностей фаз, между напряжением смешения нейтрали и фазными

ЭДС, определение той фазы сети, для кото 4

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в защитных устройствах, действие которых основано на выборе поврежденной фазы, в частности, при построении всережимных систем автокомпенсации токов однофазных замыканий в трехфазных эл . < рических л тях.,5U „„1781644 А1 (я)5 G 01 R 31/08, Н 02 Н 9/08 рой данная разность не превышает л /3 радиан и выдачу информации о поврежденной фазе в случае, если в сети распознан режим однофазного замыкания, отличэю< щийся тем, что, с целью повышения досто-;. верности распознавания поврежденной фазы, измеряют дополнительно амплитуду одной из фазных ЭДС сети, определяют отношение амплитуд напряжения смещения нейтрали и указанной ЭДС, сравнивают данное отношение с синусом измеренной ранее абсолютной величины разности фаз напряжения смещения нейтрали и ЭДС определенной ранее фазы сети, уменьшенной на 7г /6 радиан и, еслй указанное отноше- а ние превышает величину упомянутого синуса, то производят выдачу информации о поврежденной фазе, в противном же случае, при наличии в сети однофазного замыкания, уменьшают расстройку контура нулевой последовательности сети-до тех пор, пока выполнится указэнйое выше условие, и только после этого выдают информацию. о повреж- а денной фазе, считая ею ту фазу, для которой, на момент окончания уменьшения рас- Q() стройки, абсолютная величина разности фаз между напряжением смещения нейтрали и фазными ЭДС сети не превышает

/3 радиан. 4 ил.

Известен способ распознавания поврежденной фазы, использованный.в известном устройстве. Он заключается в распознавании режима однофазного замыкания (утечки), измерении амплитуд напря.жений фаз, сравнении их с заданным порогом и сигнализации о повреждении фа17S1644 зы, отстающей по отношению к той, напряжение на которой превышает порог, Данный способ можно применять только в сетях с изолированной нейтралью, т.к. при однофазном замыкании на землю (ОЗНЗ) в сети с компенсацией емкостных токов, в зависимости от знака расстройки компенсации, максимальная амплитуда напряжения может наблюдаться как на опережающей (по отношению к поврежденной), так и на отстающей фазе.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу, является способ распознавания поврежденной фазы в сети с одни и те же значения амплитуды и фазы могут быть присущи не только напряжению смещения нейтрали, но и всем фазным напряжениям сети, а также любым искусственным координатам, сформированным их напряжения смещений нейтрали, фазных и линейных напряжений и ЭДС сети. Поэтому недостатком, связанным с неоднозначностью распознавания поврежденной фазы при значительных расстройках резонансного состояния КНПС обладают все способы и устройства, основанные на измерении амплитуд и фаз при неизменных параметрах сети. Более того, аналогичный недостаток присущ фазовому способу, вообще не требующему (в явном виде) распознавания поврежденной фазы, Решением указанной проблемы в низковольтных сетях можетслужить способ (5), основной особенностью которого является изменение выбранной фазы при выходе индуктивности ДГР (в процессе автонастройки) на ограничение, что считается признаком неправильного распознавания поврежденной фазы. Однако, недостатком подобного технического решения является возможность зацикливания (периодического перевыбора фазы) в том случае, если причиной выхода индуктивности ДГР на ограничение являлся выход емкости сети за пределы рабочего диапазона, Кроме того, для ДГР плунжерного типа крайне нежелательны дополнительные реверсы привода, неизбежно возникающие при использовании данного способа, и приводящие к преждевременному износу механической части ДГР. Отрицательным моментом является также снижение быстродействия из-эа дополнительных перестроек ДГР.

Целью изобретения является повышение достоверности распознавания поврежденной фазы при замыканиях на землю через большие переходные сопротивления..

Для достижения поставленной цели распознают режим однофазного замыкания в сети путем измерения амплитуды е напряжения e(t) смещения нейтрали и сравнения ее с заданным пороговым значением (обычно равным 15 от амплитудного эна5 чения фаэных ЭДС сети), измеряют абсолютные величины hp J, i = 1, 2. 3 разностей Ap фаэ между напряжением

e(t) = епсоз(cut+ p) смещения нейтрали сети и фазными ЭДС Ei(t) = Em соэ(в t+ p i), 10 1=1 2 Зсети: hp = р — i/ii p 1=0 (фаза А); p2 = 1 2л (фаза В); р 3 = — 7f

3 (фаза С). При этом определяют ту (к-ю) фазу сети, для которой данная абсолютная величина не превышает л /3 радиан, т,е.

IAp!((— 1 К (1)

Кроме того, измеряют дополнительно амплитуду em напряжения смещения нейтрали

20 и амплитуду Em одной иэ фазных E;(t) ЭДС сети и определяют их. отношение em/Em.

Далее, в том случае, если данное отношение превосходит величину синуса измеренной ранее абсолютной величины разности фаз

25 Е

Яp<(, k = 1, 2, 3 (для которой j Ap< (— < ), уменьшенной на л /6, т.е, если е„ Л вЂ” >з!и(A — — );k=1,2,3

Em 6

30 у

lAp1(> (2) и при этом в сети имеет место 03Н3, то. выдачу информации о поврежденной фазе производят немедленно. В противном же

35 случае, т.е, когда — (sin (ih к(— — ) (3)

Ещ 6 и при наличии 03Н3 в сети, уменьшают расстройку. резонансного состояния конту40 ра нулевой последовательности сети (КНПС) до тех пор, пока не выполнится вышеуказанное условие (2), и только после этого выдают информацию о поврежденной (Ic-й0 фазе.

Поврежденной фазой во всех случаях счита45 ют ту фазу, для которой (на момент окончания уменьшенй расстройки КНПС, если таковое уменьшение производилось) абсолютная величина i h,p 1 разности фазЛ

50 между напряжением e(t) смещения нейтрали и фаэными ЭДС Е (т), i = 1, 2, 3, не превышает л /3 радиан, т.е. выполняется соотношением (1).

Действие способа состоит в следую55 щем, Выполнение неравенства (2) означает нахождение вектора е напряжения смещения нейтрали в зоне неопределенности, где амплитуды и фазы напряжений и токов в сети не несут информации о поврежденной фазе, S этих условиях выдачу информации о

1781644

20

30

45

55 поврежденной фазе производить нельзя.

Поскольку попадание вектора е в зону неопределенности возможно только лишь при достаточно значительной расстройке резонансного состояния в КНПС, то, уменьшив укаэанную расстройку(т.е., настраивая компенсацию емкостных токов), можно выйти иэ эоны неопределенности. После выхода иэ зоны неопределенности (т,е, когда перестает выполняться неравенство (2), фаза р напряжения e(t) смещения нейтрали верно и однозначно определяет поврежденную фазу сети (повреждена та фаза, для которой Лр < — ) и поэтому при наличии 03Н3 в

Л

3 сети можно производить выдачу информации о поврежденной фазе.

На фиг. 1 показана векторная диаграмма напряжений в сети при различных расстройках компенсации: на фиг, 2 функциональная схема примера устройства, реализующего данный способ с параллельным (по времени) выполнением операций; на фиг, 3 — функциональная схема примера реализации данного способа при помощи управляющей микроЭВМ, т.е. с последовательным (по времени) выполнением операций; на фиг, 4 — упрощенная.: блок-схема алгоритма, реализующего заявляемый способ на микроЭВМ.

На фиг, 1 прийяты следующие обозначения: 1, 2 и 3 — векторы фазных ЭДС, соответственно, фаз А, В и С; 4, 5 и 6— окружности, ограничивающие геометрические места концов векторов е напряжения смещения нейтрали при замыканиях, соответственно, в фазах А, В и С при всевозможных сочетаниях расстройки V резонансного состояния, коэффициента d демпфирования контура нулевой последовательности сети и проводимости go места ОЗНЗ; 7 — пример геометрического места концов вектора е при ОЗНЗ в фазе А, определенных значениях du go и при ЧЕ(1, — х ), 8и 9 — векторы напряжения е смещения нейтрали при тех же параметрах в случаях соответственнно, недокомпенсации (V > О) и перекомпенсации (V < О). Штриховкой выделены зоны неопределенности 10, 11 и 12, в которых вектор е напряжения смещения нейтрали может находиться, соответственно, в следующих случаях: — при 03Н3 в фазе А и недокомпенсации или при ОЗНЗ в фазе С и перекомпенсации; — при 03Н3 в фазе А и перекомпенсации или при 03Н3 в фазе В и недокомпенсации; — при 03Н3 в фазе В и перекомпенсации или при 03Н3 в фазе С и перекомпенсации, Окружность 13 ограничивает геометрическое место концов вектора е напряжения смещения нейтрали в нормальном режиме работы сети (т.е, при le l < 0.15 Em; Em— амплитуда фазной ЭДС), когда выбор поврежденной фазы не требуется.

На фиг, 2 приняты следующие обозначения: 14 — трехфазная сеть с компенсацией емкостных токов; 15...17 — измерители абсолютных величин разностей l Ар фаз между фазными ЭДС Е;(), i 1, 2, 3 и напряжением е(с) смещения нейтрали. В качестве них могут применяться известные измерители разностей фаз, например, на основе фазовых детекторов и низкочастотных фильтров или на основе счетчиков импульсов. Блок 18— измеритель отношения амплитуд em напряжения e(t) смещения нейтрали и ń— фазной

ЭДС, может быть выполнен, например, по аналогии с (б), Блок распознавания режимов

19 БРР формирует на выходе логический уровень "1", если амплитуда е» напряжения

e(t) смещения нейтрали превышает уровень

157; от величины фаэной ЭДС, т,е. в сети существует ОЗНЗ; в противном случае на выходе блока 19 БРР присутствует логический "0". Указанный логический сигнал определяет положение переключателей 20.

Его состояние на фиг. 2 соответствует логической "I" на выходе блока 19 БРР, т,е. наличию в сети 03Н3. Переключатель 20 подключает выход нефазного регулятора компенсации (PK) 21 к выходу астатического исполнительного механизма (АИМ) 23 ругогасящего реактора (с индуктивностью L), либо непосредственно (e нормальном режиме работы сети), либо через ключ 22 (в режиме

ОЗНЗ). В качестве регулятора 21 может использоваться практически любой известный нефазовый регулятор компенсации, в частности экстремальный (7). В системах, использующих отдельный (помимо дугогасящего реактора) модулятор параметров

КНПС (подобных (8)), регулятор 21 (PK) формирует сигнал OS(t) управления модулятором. Компараторы 24...26 (К) устанавлимают на выходах логическую "1", если величины Л / 1(для компаратора 24), (Aspic ((для компаратора 25) или (h ((для компаратора

26) не превышают уставки, соответствующей л /3. Ключи 27...29 замкнуты в том случае, если на выходе соответствующего компаратора К (24 — 26) присутствует логическая "1", Блок 30 задания установок, помимо уставки m /3 для компараторов 24-26, формирует уставку, соответствующую фазе

1781644 л/6, которая вычитается элементом вычитания 31 из сигнала разности фаз (hp

Л (-, ), сравнивается с выходным сигналом em/Em блока 19 при помощи элемента вычитания 33 и релейного формирователя логического сигнала 34. Логическая "1" на выходе формирователя 34, при помощи элементов "И" 35 разрешает формирование (в точках 36„,38)-информации о поврежденной фазе (в форме логической "1" в одной из точек 36...38). Элементы "и" 39 служат для выдачи указанной информации в режимах

ОЗНЗ, На фиг, 3 приняты следующие обозначения: 14 — трехфазная сеть с компенсацией емкостных токов, дугогасящий реактор которой имеет астатический исполнительный механизм 23 АИМ; нуль-компараторы 40 и

41, смещенные компараторы 42 и 43, срабатывающие при уровне входного сигнала порядка 0,15 Е ; полосовой фильтр 44, настроенный на частоту сети, а также мик.роЭВМ 45, содержащую контроллер 46 прерываний КП, выходной регистр 47 ВР, программируемый таймер 48 Т, процессор и запоминающие устройства (постоянное и оперативное) 49 ПРЗУ, подключенные к общей шине 50данных, адресов и управления, а также генератор 51 тактовых импульсов.

На фиг, 4 позиции 52...71 представляют собой блоки алгоритма, реализующего данный способ.

Устройство, изображенное на фиг. 2, работает следующим образом, В нормальном режиме работы сети на выходе блока 19 БРР присутствует логический "0", блокирующий прохождение сигналов с точек 36...38 на выход устройства, в результате чего информация о поврежденной фазе отсутствует.

Регулятор компенсации PK при этом связан (ключом 20) с астатическим исполнительным механизмом 23 дугогасящего реактора, и может производить настройку компенсации в нормальном режиме работы сети.

При возникновении ОЗНЗ на выходе блока 19 БРР появляется логическая "1" и контур автонастройки компенсации размыкается ключом 20 (который становится в положение, показанное на фиг. 2), Одновременно на выходах измерителей 15...17 разности фаз формируются сигналы I Л р3, Лу I u !Арам абсолютных величин разностей фаз между напряжением e(t) смещения нейтрали и фазными ЭДС, соответственно

E1(t), E2(t) и Ез(т). Одна из величин ),Лp,/, i

= 1, 2, 3 неизбежно окажется меньше Х/3,. тогда как две другие будут превышать эту величину, Сказанное можно пояснить при

5 помощи векторной диаграммы на фиг. 1.

Например, если конец вектора е напряжения e(t) смещения нейтрали находится в точоИФ 3 и 3:(h, )> 3

10 выходе соответствующего компаратора

24„,26 (для рассматриваемого примера — на выходе комп аратора 24) сформируется логическая "1", которая поступит на вход логического элемента 35, а также замкнет один из

15 ключей 27„.29 (в рассматриваемом случае—

27), В, результате на вход элемента 31 вычитания подается сигнал (h,р (< —, необхол

3 димый для выяснения, не находится ли

20 вектор е напряжения e(t) смещения нейтрали в зоне неопределенности, т,е, в ситуации, когда одно и то же положение вектора е напряжения e(t) смещения нейтрали может соответствовать как повреждению в одной.

25 иэ фаз при наличии в сети, например, перекомпенсации, так и повреждению другой фазы при наличии в сети, например, недокомпенсации. Характерным признаком нахождения вектора напряжения смещения

30 нейтрали в зоне неопределенности является нарушение соотношения (2), Покажем это. Общеизвестно, что годографом вектора . е напряжения e(t) смещения нейтрали при фиксированных коэффициенте d демпфиро35 вания сети и проводимости go места ОЗНЗ и при изменении расстройки I/ компенсации в пределах (1, — оо ) является окружность с диаметром епех, не превышающим Em, с центром, лежащим на векторе Е ЭДС по40 врежденной фазы и проходящая через начало координат (например, окружность 7 на фиг. 1 в случае ОЗНЗ в фазе А (Е = Е ). При

ОЗ НЗ B фазе А подобная окружность описывается уравнением

em = евах sin(P 4+ р ), )rp/«, т.е. л л j — р, у J, (4) при 03Н3 в фазе  — уравнением

50 em = emax sin(i p — 1 — л + — )

1 л

3 2 р — 1 л « т.е. р (л,-(;-л )(5)

1 л 5 11 или

55 em = евах s in(I p + — л + — ), 2 л

3 2

lp+ zJ« <,т.е. p (— 1 л, — о ), 2 л 1 л а при 03Н3 в фазе С вЂ” уравнением

1781644

em = emax В!" ((P+ 3 Л(+ 2 ).

2 7r

p+ л < <, т.е. yx(— 1зл, — ),(6)

2 Л 1 Л

Изменения величин б и 90 приводят к изме- 5 нению диаметра Orna» этой окружности от 0 до величины Em. Поэтому при произвольном сочетании параметров сети, в режиме

03Н3, конец вектора е напряжения e(t) смещения нейтрали может находиться в любой 10 точке круга ограниченного окружностью 4 при повреждении фазы А (Е, = Е1); окружностью 5 при повреждении фазы В (Е» = E2) или окружностью 6 при повреждении фазы

С (Е» = Ез), Уравнения окружностей 4.„6 име- 15 ют следующий вид: е<п=Е з!п((Л р1 (+ 2 ); Лpl = p;(Лp1(2

Л Л (фаза А); (7) е„=Е„з!п((Луг(+ — ); Лр2 = p — 1 — л

2 3

2 Л или Л <д = p + — л: A

3 2 (фаза В); (8) 25

Е<-Emsinfkp1(+ — ) Л<рЗ =p — --"т;(Л<рЗ1 —

Л 2 Л

2 з — — г (фаза С). (9)

Как видно из фиг. 1. круги, ограничен.ные данными окружностями, имеют общие зоны, выделенные штриховкой (зоны

10.„13). Если вектор напряжения смещения нейтрали находится в пределах зоны 10, то поврежденной может оказаться фаза А или фаза С; если данный вектор находится в пределах зоны 11, то поврежденными могут быть фазы А и В; зоне 12 соответствуют фазы В и С. При этом имеем в виду, что из рассмотрения следует исключить круг, ограниченный Окружностью 13 с радуисом. ра - 40 ным 0,15 Em, т,к. считается, что столь малым значениям напряжения смещения нейтрали соответствует нормальный режим работы сети. Зона 1, ограничена дугами. описываеЛ Л мыми уравнением (7). где Ap> (—, — ) и 45

3 2 ур авнением(9), где Л<рз (— "-- . — — ); зона

2 3

11 ограничена дугами, описываемыми уравнением (7), где Л

2 3

Л JT нием (8), где Лрг (—, — ) зона 12

3 2 ограничена дугами, описываемыми уравнеЛ Л нием(8), где Ap2 (—, "— ) и уравнением(9), 2 3

Л Л где Л<рз (—, — ). Выполнив подстановки

3 2 выражения для Лр1 в (8) и (9), выражения для Лрг в(7) и (9) и выражения для Лр з в (7) и (8), с учетом обозначенных выше пределов изменения Л<р;: i = 1, 2, 3 для дуг, ограничивающих зоны неопределенности, как раз и приходим к соотношению (2).

Сигнал, пропорциональный правой части неравенства (2), формируется при помощи блока 30 задания установок, элемента 31 вычитания и синусного функционального преобразователя 32, Сигнал, пропорциональный левой части неравенства (2) формируется измерителем (18) отношения амлитуд е<п напряжения смещения нейтрали и Em фазной ЭДС сети. Если неравенство (2) выполняется, то сигнал на выходе элемента 33 вычитания отрицателен, формирователь 34 размыкает ключ 22, отключая исполнительный механизм 23 ДГР от выхода регулятора

РК, а на входы логических элементов 35 "И" поступает логическая "1". В результате на одной из точек 36...38, в рассматриваемом примере на точке 36. соответствующей повреждению фазы "А". появляется логическая "1". Поскольку распознан режим ОЗНЗ и на выходе блока 19 БРР имеется логическая "1", элементы 39 "И" производят выдачу информации о поврежденной фазе на выход устройства (в виде логической "1" на одном из выходов элементов 39, в нашем случае, на выходе, соответствующем фазе

"А"). Если же неравенство (2) не выполняется, то вектор е напряжения смещения нейтрали находится в зоне неопределенности и поэтому выдачу информации о поврежденной фазе производить нельзя. В этом случае сигнал на выходе элемента 33 вычитания положителеН и на выходе формирователя 34 присутствует логический "0". В результате, логические элементы 35 "И" блокируют выдачу информации о поврежденной фазе: на точках 36...38 присутствует логический "0", который через логические элементы 39 "И" передается на выходы устройства. В то же время. логический "0" на выходе формирователя 34 замыкает ключ 22. Вследствие этого образуется замкнутый контур резо- нансной автонастройки КНПС, в который входят: объект автонастройки 14, регулятор

21, замкнутые ключи 20 и 22, а также астатический исполнительный механизм 23

АИМ, Расстройка КНПС уменьшается, в результате чего вектор е напряжения смещения нейтрали выходит из зоны неопределенности. При этом, вследствие выполнения неравенства (2), сигнал на выходе элемента 33 становится отрицательным, а логическая "1", возникшая на выходе . формирователя 34, останавливает резонансную автонастройку КНПС вследствие раз- мыкания ключа 22, и разрешает формирование (в точках 36...38) информация о поврежденной фазе (которая проходит через логические элементы 35 "И"). При

1781644

Недостатком, общим для прототипа и описанных выше аналогов, является воэможность ошибочного распознавания поврежденной фазы при ОЗНЗ через

5 значительное переходное сопротивление.

Причиной является то обстоятельство, что фаза напряжения смещения нейтрали в сетях с компенсацией емкостных токов (по отношению к ЭДС поврежденной фазы)

10 . 7 меняется не в пределах { — . О), как в сетях с изолированной нейтралью, а в пределах л л (—,, ), в зависимости от расстройки

15 резонансного состония контура нулевой последовательности сети (КНПС), Фаза, близкая к — л /2 характерна для значительной недокомпенсации, а фаза, близкая к л /2— для значительной перекомпенсации. В ре20 зультате напряжение смещения нейтрали может иметь одно и то же сочетание фазы и амплитуды при перекомпенсации в случае повреждения фазы В и при недокомпенсации в случае повреждения фазы С, а также.

25 при перекомпенсации в случае повреждения фазы С и при недокомпенсации в случае повреждения фазы А: Именно в этих случаях и возможен неправильный выбор фазы всеми вышеназванными устройствами. Следу30 ет подчеркнуть, что данное обстоятельство носит принципиальный характер. так как в случае повреждения различных фаз при на-, личии перекомпенсации или недокомпенсации осуществляется посредством

35 выходного регистра 47 (фиг. 3).

Предлагаемый способ распознавания поврежденной фазы целесообразно использовать при построении всережимных авто40 замыканий на землю (или токов утечки) в высоковольтных или низковольтных трех45

50 помощи логических элементов 39 "И" указанная информация передается на выход устройства.

Микропроцессорное устройство, показанное на фиг. 3, реализует алгоритм. упрощенная блок-схема которого показана на фиг. 4, В данном устройстве по прерыванию фронтом сигнала, поступающего на фронт

lr1 контроллера 48 прерываний КП, осуществляется прогpBMMHblA перезапуск таймера 50, синхронизируемого тактовой частотой от генератора 53 тактовых импульсов ГТИ, По прерываниям фронтами и спадами логических сигналов, поступающим на входы Ir2. 1г3, Ir4 контроллера 48 прерываний КП запоминается содержимое таймера

50 в моменты прохождения данных фронтов и спадов. В результате несложно определить фазу колебаний, формируемых компараторами 40...43 по отношению к сигналу

Еф), а также скважность импульсов на выходах смещенных компараторов 42 и 43.

Поскольку скважность импульсов на выходе смещенного компаратора, на вход которого подан гармонический сигнал, однозначно связана с амплитудой этого сигнала, имеется возможность по данным, считанным с таймера 50, вычислить амплитуды сигналов

Еф) и e(t)(e режиме ОЗНЗ). По факту срабатывания компаратора 43 (и, следовательно — прерываний по входу Ir4 контроллера 48), кроме того, распознается переход в режим

03Н3 (когда е > 0,15 Ещ). Таким образом получается вся исходная информация. необходимая для работы алгоритма, показанного на фиг, 4. Управление астатическим исполнительным механизмом 23 АИМ дугогасящего реактора и выдача информации о поврежденной фазе в виде логической "1" на соответствующем выходе, компенсацией емкостных токов, реализованный в устройстве (2). Данный способ состоит в распознавании режима однофазного замыкания в сети путем измерения амплитуды напряжения смещения нейтрали и сравнения ее с заданным пороговым значением, измерении абсолютных величин разностей фаз между фазными ЭДС и напряжением смещения нейтралй, и выдаче, в случае, если в сети распознан режим ОЗНЗ, информации о повреждении изоляции той фазы сети, для которой данная разность фаз не превышает л /3 радиан. Пределы по абсолютной величине разности фаз от 0 до л /3 задаются длительность импульсов на выходах блоков 5 формирователя информационных импульсов, а принадлежность абсолютных величин разностей фаз интервалу(0, л /3) определяется при помощи О-триггеров. компенсаторов токов однофазных фаэн ых электрических сетях, где и редусматриваются нефазовые средства для автонастройки компенсации в нормальном режиме работы сети, Возможно его применение и в системах, комбинирующих автокомпенсацию емкостных токов с автоматическим заземлением поврежденной фазы или с низкоомной компенсацией потенциала поврежденной фазы через трансформатор в нейтрали сети, Исключение неправильности выбора поврежденной фазы при значительных расстройках компенсации и замыканиях на землю через большие сопротивления повышает безопасность эксплуатации сетей, и предотвращает тяжелые аварии, которые развиваются, как правило, при неверном распознавании поврежденной фазы всережимным автокомпенсатором или ниэкоомными средствами

1781644

МЖЖОм УН

Яу ююлраУме неолределеиemu)

НРдОКОМРРЯСбЦОЯ

Л@7екОммиЩЮ

РЕКОМЛЕНСаЦиЯ

ЯФООкОмкЕнаО@Ы защиты от замыканий на землю, что, в свою очередь, повышает надежность электроснабжения.

Формула изобретения

Способ распознавания поврежденной фазы в сетях с компенсацией токов.однофазного замыкания на землю, включающий в себя распознавание режима однофазного замыкания в сети путем измерения амплитуды напряжения смещения нейтрали и сравнения ее с заданным пороговым значением, измерение абсолютных величин разностей фаз между напряжением смещения нейтрали и фазными ЭДС, определение той фазы сети, для которой данная разность не превышает л /3 рад и выдачу информации о поврежденной фазе в случае, если в сети распознан режим однофазного замыкания, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности распознавания поврежденной фазы, измеряют дополнительно амплитуду одной из фазных ЭДС сети, определяют отношение амплитуд напряжения смещения нейтрали и указанной

ЭДС, сравнивают данное отношение с синусом измеренной ранее абсолютной величи5 ны разности фаэ напряжения смещения нейтрали и ЭДС определенной ранее фазы сети, уменьшенной на к /6 рад, и если укаэанное отношение превышает величину умопянутого синуса, то производят выдачу

10 информации о поврежденной фазе, в противном же случае, при наличии в сети однофазного замыкания, уменьшают расстройку контура нулевой последовательности сети до тех пор, пока выполнится указанное вы15 ше условие, и только после этого выдают информацию о поврежденной фазе, считая ею ту фазу, для которой на момент окончания уменьшения расстройки, абсолютнав величина разности фаз между напряжением

20 смещения нейтрали и фазными ЭДС сети ые и ревы шает л / 3 рад.

1731644

1781644

Я

На ипо йнициализоция МП, Т,П,падеотоВна Оту

Х4

em> Нет: нормальныи режим рерьтоония по тщ1р4? ро оть! сели

Ar: ОУН7 Я

Определение снЮажности имлульсо8

Е (д и Вычисление F лптроапт ннпс нармалытттм режиме радьчттьт

cemu

Определение снЯжности импульсо8 ее ф) и Вычисление еп, 8ычисление отношения ет/Е„

Определение 8еличин/Щ!,ii 1 Г Я по моментам прерыданий Д. ?и Z„E

ВыяВление У Р /а У(Л

Вычисление тп(IАЧ /-Я6) бГ

Еьт ь р ф ь / я 1 т 8 т неопределенности 88 еал на ача то емлремальдов отья а ноео алеорилма наслроойи AhYIL

Заломиноние еан .-= е нетте отнт?

?em: оона неапределенноспти

Нелт

Шое настройяи КИПЬиэменение? но ЗЬ

Выдача иньто нацииопоор. дате

ВВ

Определение ся8ажнасти импульсаоее ф, Вылеииеетиприсеои8ониетет2.-е„, танец

7О

ЯвцоиблиеилисьРеео- tm Ве щ. ьтт тмФ4

ЮЬгч

Составитель B.Îáàáêîâ

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Бучок

Редактор Т.Иванова

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

Заказ 4273 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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