Устройство для защиты от однофазных замыканий на землю

Заявляемое техническое решение относится к области электротехнике, в частности к релейной защите от однофазных замыканий. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и повышении надежности функционирования путем выявления и последующего отключения поврежденной части электроустановки. Для этого устройство содержит измерительный орган тока нулевой последовательности, исполнительное реле-повторитель, введены дополнительно (1...N) измерительные органы тока нулевой последовательности с обратнозависимой от тока временной характеристикой, нормально-закрытые и нормально-открытые контакты исполнительных реле-повторителей, источник постоянного тока, при этом общие точки различных измерительных органов объединены. 1 ил.

 

Заявляемое техническое решение относится к области электротехнике, в частности к релейной защите от однофазных замыканий.

Известны устройства для защиты от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ), которые содержат измерительный орган (ИО) напряжения и тока нулевой последовательности с независимой от тока временной характеристикой срабатывания [1].

Недостатком является наличие цепей напряжения нулевой последовательности, а также усложнение и удорожание устройства.

Наиболее близким к заявляемому является устройство токовой защиты РТЗ-51 [2]. Оно имеет ИО тока нулевой последовательности ненаправленного действия с независимой от тока временной характеристикой и исполнительное реле. Устройство реагирует на установившиеся ОЗЗ без выдержки времени. В качестве входной воздействующей величины ИО использует ток основной гармоники.

Недостатком являются ограниченные функциональные возможности и неудовлетворяющая требованиям надежность вследствие невозможности отстройки тока срабатывания защиты от собственного емкостного тока длинных линий, а так же узкого диапазона уставок.

Технический результат заявляемого технического решения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности функционирования путем выявления и последующего отключения поврежденной части электроустановки.

Технический результат достигается тем, что в устройство для защиты электроустановки от режима однофазного замыкания на землю, содержащее измерительный орган тока нулевой последовательности, исполнительное реле-повторитель, введены дополнительно (1...N) измерительные органы тока нулевой последовательности с обратнозависимой от тока временной характеристикой, к выходу каждого из которых соответственно подключены исполнительные реле-повторители первые выводы нормально-закрытых контактов которых подключены к блокирующим входам собственных измерительных органов, вторые выводы образуют общую точку с первыми выводами первых нормально-открытых контактов, вторые выводы которых подключены к клемме положительного полюса источника постоянного тока, при этом общие точки различных измерительных органов объединены, вторые нормально-открытые контакты реле-повторителей включены в цепь отключения выключателей.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, где приняты следующие обозначения:

1 - измерительный орган;

2 - исполнительное реле-повторитель;

3 - нормально-закрытый (НЗ) контакт;

4 - общая точка;

5 - первый нормально-открытый (НО) контакт;

6 - второй нормально-открытый (НО) контакт;

7 - цепь отключения выключателя;

8 - групповая защита;

Iо1...IoN - ток нулевой последовательности присоединения 1...N;

ИО1...ИON - измерительный орган тока нулевой последовательности присоединения 1...N.

Устройство состоит из ИО тока нулевой последовательности с обратнозависимой от тока временной характеристикой 1, выходного исполнительного реле-повторителя 2 с цепью последовательно соединенных одного нормально-закрытого (НЗ) контакта 3 и одного нормально-открытого (НО) контакта 5, второй вывод которого подключен к клемме положительного полюса источника постоянного тока, а первый - образует общую точку 4 с НЗ контактом 3, первый вывод которого подключен к блокирующему входу ИО. Второй НО контакт 6 исполнительного реле-повторителя включен в цепь отключения выключателя 7.

ИО тока нулевой последовательности реализован с использованием промежуточного измерительного трансформатора тока с линейно-зависимой характеристикой выходного напряжения от входного тока. Кроме того, ИО имеет пороговый орган сравнения с уставкой и реле времени, выдержка времени которого обратно пропорциональна уровню входного напряжения. При поступлении сигнала на блокирующий вход ИО набор выдержки времени прекращается.

Работа схемы поясняется следующим образом.

При возникновении ОЗЗ в сетях с изолированной или резонансно-компенсированной нейтралью наибольший емкостный ток (полный емкостный ток сети электроустановки) проходит на поврежденном присоединении, в то время как на остальных присоединениях проходят токи Io1, Io2...IoN, определяемые собственными проводимостями этих присоединений. Основу предлагаемой групповой защиты составляют ИО с обратнозависимой от тока временной характеристикой, подключенные к трансформаторам тока нулевой последовательности (ТТНП) различных присоединений.

Для построения групповой защиты 8 от однофазных замыканий на землю вторые выводы НО 5 исполнительных реле-повторителей различных ИО объединены и подключены к клемме положительного полюса источника постоянного тока. Общие точки 4 различных ИО также объединены и образуют шину блокирования. Выводы НО контактов 6 исполнительных реле-повторителей включены в цепь отключения выключателя 7 присоединений.

Логика защиты предусматривает одновременный пуск нескольких ИО при возникновении ОЗЗ и последующий запрет набора выдержки времени ИО по факту срабатывания первого из них. Первым, как следует из приведенного выше, сработает ИО, подключенный к ТТНП поврежденного присоединения (к примеру ИО 1). Выходное реле 2 активизируется и своими НО контактами 6 и 5 производит соответственно отключение выключателя и подает плюс источника постоянного тока на общую точку 4. Одновременно с этим НЗ контакт 3 разрывает цепь блокирования на собственном ИО 1, в то время как остальные ИО блокируются путем подачи плюса источника постоянного тока от общей точки 4 на блокирующие входы через свои НЗ контакты, обеспечивая селективность действия групповой защиты.

После отключения поврежденного присоединения, ИО возвращаются в исходное состояние, обеспечивая готовность к последующему действию.

Литература

1. RU № 2089031.

2. Электронное реле РТЗ-51. Каталог МЭП 073010-81, 1981.

Устройство для защиты электроустановки от режима однофазного замыкания на землю, содержащее измерительный орган тока нулевой последовательности, исполнительные реле-повторители, отличающееся тем, что дополнительно введено (1...N) измерительных органов тока нулевой последовательности с обратнозависимой от тока временной характеристикой, к выходу каждого из которых соответственно подключены исполнительные реле-повторители, первые выводы нормально закрытых контактов которых подключены к блокирующим входам собственных измерительных органов, вторые выводы образуют общую точку с первыми выводами первых нормально открытых контактов, вторые выводы которых подключены к клемме положительного полюса источника постоянного тока, при этом общие точки различных измерительных органов объединены, вторые нормально открытые контакты реле-повторителей включены в цепь отключения выключателей.