Устройство для контроля фазных напряжений в многофазной сети

 

Использование: в высоковольтных сетях для выявления фаз, на которых произошло короткое замыкание. Сущность изобретения: в устройство для контроля фазных напряжений в многофазной сети, содержащее первый однополупериодный выпрямитель, быстродействующее токовое реле, пороговый элемент, резистор, элемент памяти и конденсатор, дополнительно введены токовые реле, элементы памяти, сигнальные светодиоды, второй выпрямитель, пусковой блок, выполненный на первом и втором реле, что позволяет выявить поврежденную фазу сети, повысить чувствительность и быстродействие устройства. 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в высоковольтных сетях для выявления фаз/ на которых происходит короткое замыкание.

Известно устройство для контроля пропадания или недопустимого понижения напряжений в одной и более фазах/ содержащее трехфазный выпрямитель/ подключенный к источнику контролируемого напряжения/ и блок контроля.

Однако/ это устройство не указывает поврежденную фазу.

Известен сигнализатор асимметрии питания трехфазных потребителей в объектах сельского хозяйства.

Однако/ он непозволяет выявить поврежденную фазу при кратковременном пропадании фаз.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является устройство для контроля пропадания одной и более фаз/ содержащее выпрямитель/ подключенный к источнику контролируемого напряжения/ и зарядно-разрядную цепь/ состоящую из конденсатора и двух резисторов.

Недостатком устройства является то/ что оно не позволяет выявить поврежденную фазу.

Целью изобретения является определение поврежденной фазы за минимальное время отключения короткого замыкания в сети (до 0/05 с)/ повышение чувствительности устройства.

Указанная цель достигается применением быстродействующих токовых/ например герконовых реле/ включенных последовательно с диодами многофазного выпрямителя/ работающего на RC-цепь/ состоящую из параллельно соединенных резистора и конденсатора. В нормальном режиме работы сети реле зашунтированы диодами через контакты реле пускового блока/ реагирующего на возникновение короткого замыкания в сети. Последовательно с нагрузкой выпрямителя включен стабилитрон.

На фиг.1-3 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства в трехфазном исполнении; на фиг.4 - иллюстарция работы устройства.

Устройство состоит из измерительного/ пускового и сигнального блоков.

Измерительный блок состоит из трех реле 1-3 тока/ включенных последовательно с диодами 4-6 трехфазного выпрямителя/ работающего на RC-цепь/ состоящую из параллельно соединенных резистора 7 и конденсатора 8. Последовательно с нагрузкой выпрямителя включен стабилитрон 9. Обмотки реле 1-3 зашунтированы диодами 10-12 через контакты 13 и 14 реле 15 и 16 соответственно пускового блока. Измерительный блок подключается к контролируемой сети через трансформаторы напряжения.

Пусковой блок состоит из реле 15 напряжения/ включенного на выводы обмоток трансформаторов напряжения/ соединенных в разомкнутый треугольник/ и промежуточного реле 16/ включаемого контактом 17 реле 15. Роль пускового блока могут выполнять фиксирующие приборы/ широко применяемые в энергосистемах для определения места короткого замыкания на линии.

Сигнальный блок состоит из светодиодов 18-20/ включаемых контактами 21-23 реле 1-3 соответственно через тиристоры 24-26 от шинок постоянного тока ЕН. Съем световой сигнализации происходит кнопкой 27.

Устройство для контроля фазных напряжений работает следующим образом.

В течение интервала V₁-V₂ напряжение фазы А сети превышает напряжение U_c на конденсаторе плюс напряжение стабилизации стабилитрона/ диод фазы А пропускает ток и конденсатор подзаряжается/ напряжение на нем растет. В течение интервала V₂-V₃ конденсатор разряжается на резистор/ напряжение на конденсаторе падает по экспоненциальному закону с постоянной времени RC-цепи.

В нормальном режиме работы сети контакт 13 замкнут/ обмотки реле 1-3 зашунтированы диодами 10-12. Импульсы токов I_m подзаряда конденсатора 8 от всех фаз равны по величине и проходят в основании через диоды 10-12. В обмотки реле 1-3 ответвляется незначительная часть зарядных токов и реле не срабатывают.

При замыканиях на "землю" в контролируемой сети (фазы С) на выводах обмоток трансформаторов напряжения/ соединенных в разомкнутый треугольник/ появляется напряжение нулевой последовательности. Срабатывает реле 15/ своим контактом 17 замыкает цепь реле 16 и размыкает контакт 13. Реле 16 срабатывает и замыкает контакт 14. Цепь из параллельно соединенных контактов 13 и 14 разрывается на время 0/03-0/04 с. Для получения такой выдержки времени достаточно собственного времени срабатывания промежуточного реле 16. Разрыв цепи контактов 13-14 снимает шунтирование диодами 10-12 обмоток реле 1-3. В зарядные цепи вводятся сопротивления обмоток реле 1-3. Величины импульсов подзаряда конденсатора RC-цепи уменьшаются. Для исключения влияния переходного процесса на результат фиксации поврежденной фазы постоянная времени разряда RC-цепи выбрана равной части периода/ а время фиксации - в 1/5-2 раза больше периода промышленной частоты.

Включение стабилитрона 9 последовательно с RC-цепью позволяет уменьшить угол Θ отсечки выпрямителя и увеличить зависимость величины импульса тока подзаряда конденсатора RC-цепи от напряжения контролируемой фазы. Напряжение стабилизации стабилитрона 9 определяет нижнюю границу работоспособности устройства при снижении напряжения в котролируемой сети.

На короткие замыкания без "земли" устройство с данным пусковым блоком не реагирует. Устройство реагирует на повреждение на любой из отходящих от подстанции линии электропередачи/ т.е. одно устройство обслуживает несколько линий.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФАЗНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В МНОГОФАЗНОЙ СЕТИ, содержащее первый однополупериодный выпрямитель с выводами для подключения к фазам контролируемой сети, быстродействующее токовое реле, пороговый элемент, резистор, элемент памяти, конденсатор, включенный между первым выводом порогового элемента и выводом для подключения к нулевой точке контролируемой сети, отличающееся тем, что, с целью определения поврежденной фазы и повышения чувствительности и быстродействия устройства, в него введены дополнительные токовые реле и элементы памяти до числа фаз сети, сигнальные светодиоды по числу фаз сети, второй выпрямитель, пусковой блок, выполненный на первом реле с замыкающим и размыкающим контактами и втором реле с замыкающим контактом, и выводы оперативного питания постоянного тока, причем обмотки токовых реле включены последовательно с диодами первого выпрямителя со стороны его выходного вывода, входные выводы второго выпрямителя подключены к выводам обмоток токовых реле со стороны диодов первого выпрямителя, выходной вывод которого соединен с вторым выводом порогового элемента, а через параллельно соединенные размыкающий контакт первого реле и замыкающий контакт второго реле пускового блока - с выходным выводом второго выпрямителя, резистор включен параллельно конденсатору, выводы обмотки первого реле пускового блока служат для подключения к датчику сигнала аварии контролируемой сети, а обмотка второго реле пускового блока через замыкающий контакт первого реле этого блока подключена к выводам оперативного питания постоянного тока, сигнальные светодиоды включены последовательно с выходными цепями соответствующих элементов памяти между выводами оперативного питания постоянного тока, к которым через замыкающие контакты соответствующих токовых реле подключены управляющие входы элементов памяти, при этом диоды второго выпрямителя включены согласно диодам первого выпрямителя, а пороговый элемент выполнен в виде стабилитрона, включенного встречно диодам выпрямителей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4