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



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

 

H02H7/00 - Схемы защиты для конкретных типов электрических машин и аппаратов или для секционированной защиты кабельных и воздушных сетей, осуществляющие автоматическую коммутацию в случае недопустимого отклонения от нормальных рабочих параметров (конструктивное сопряжение защитных устройств с конкретными машинами или аппаратами и их защита, без автоматического отключения - см. в подклассе, соответствующем этой машине или этому аппарату)

Владельцы патента RU 2529541:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" (RU)

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение чувствительности и надежности функционирования устройства защиты. Устройство содержит кольцеобразный магнитопровод, охватывающий проводники сети и реле тока. При этом кольцеобразный магнитопровод имеет поперечный воздушный зазор с перпендикулярным ему тангенциальным сквозным отверстием и радиальное несквозное отверстие, ось вращения которого проходит через середину этого зазора, а реле тока выполнено в виде геркона и постоянного магнита в тангенциальном сквозном и радиальном несквозном отверстиях соответственно, при этом постоянный магнит может поворачиваться вокруг оси радиального отверстия, а контакты геркона подключены к отключающей цепи выключателя или сигнализации. 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и релейной защите и предназначено для электропотребителей от однофазного замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее кольцеобразный магнитопровод, охватывающий проводники сети, и реле тока (A.M. Федосеев, Релейная защита электрических систем, М. «Энергия», 1976. стр.362-363).

Недостатком этого устройства защиты является низкая чувствительность к токам замыкания на землю и невысокая надежность функционирования. Низкая чувствительность обусловлена необходимостью отстройки защиты от токов в сети, приводящих к изменению магнитной проницаемости кольцеобразного магнитопровода. Например, от токов в режиме холостого хода, при пуске асинхронного двигателя или от бросков тока намагничивания при включении трансформатора в сеть. Невысокая надежность функционирования обусловлена использованием сложных по конструкции электромеханических или электронных реле тока.

Технический результат - повышение чувствительности и надежности функционирования устройства защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью.

Технический результат достигается тем, что кольцеобразный магнитопровод имеет поперечный воздушный зазор с перпендикулярным ему тангенциальным сквозным отверстием и радиальное несквозное отверстие, ось вращения которого проходит через середину этого зазора, а реле тока выполнено в виде геркона и постоянного магнита в тангенциальном сквозном и радиальном несквозном отверстиях соответственно, при этом постоянный магнит может поворачиваться вокруг оси радиального отверстия, а контакты геркона подключены к отключающей цепи выключателя или сигнализации.

Работа устройства защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью основана на том, что в любом эксплуатационном режиме сумма токов в проводниках сети кабеля равна нулю. Поэтому магнитный поток в кольцеобразном магнитопроводе, который по сути дела является фильтром магнитного потока нулевой последовательности, тоже равен нулю. При замыкании на землю любого из проводников линии к токам питания добавляются токи однофазного замыкания на землю, которые в электроэнергетике обычно называют токами нулевой последовательности. В результате в магнитопроводе появится магнитный поток нулевой последовательности. Он замыкается через воздушный зазор между контактами геркона и они замыкаются. При малых токах замыкания на землю этого магнитного потока может оказаться недостаточно для срабатывания геркона и защита будет обладать низкой чувствительностью. Этот недостаток устраняется путем подмагничивания с помощью постоянного магнита. Величина магнитного потока подмагничивания регулируется поворотом постоянного магнита вокруг оси радиального отверстия.

Сравнение с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается исполнением функциональных элементов. Эти функциональные элементы известны. Однако такое их исполнение проявляет в заявляемом техническом решении новые свойства, что приводит в свою очередь к повышению чувствительности устройства при однофазном замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью и надежности функционирования.

Устройство защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью показано на фиг.1, а выбор порога его срабатывания на фиг.2.

Устройство защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью содержит кольцеобразный магнитопровод 1, имеет поперечный воздушный зазор 2 с перпендикулярным ему тангенциальным сквозным отверстием 3 и радиальным несквозном отверстием 4. В тангенциальное отверстие 3 помещают геркон 5. В радиальное несквозное отверстие 4 - постоянный магнит 6. Его крепят с помощью винта 7 и стойки 8 к магнитопроводу 1. При этом постоянный магнит 6 выполнен с возможностью вращения вокруг оси 9 радиального отверстия 4 при помощи винта 7. Шкалу 10 с делениями крепят к стойке 8, а стрелку 11 - к винту 7. Шкала 10 и стрелка 11 служат для оценки угла поворота постоянного магнита 6 по отношению к продольной оси геркона 5. Контакты геркона 5 подключают к цепи отключения электрической машины. Магнитопровод 1 выполнен из ферромагнитного материала. При установке устройства защиты он охватывает проводники 12, 13 и 14 трехфазного силового кабеля, который питает электроустановку. Геркон 5 размещают в тангенциальном отверстии 3 так, чтобы его воздушный зазор между его контактов совпадал с серединой воздушного зазора 2 магнитопровода 1. При таком расположении элементов устройства защиты магнитный поток через воздушный зазор 14 геркона будет складываться из магнитного потока магнитопровода 1 и постоянного магнита 2. Величина магнитного потока через воздушный зазор 14 геркона от постоянного магнита 2 изменяется путем поворота постоянного магнита 2 на угол α. Все элементы устройства защиты помещены в корпус 15, выполненный из пластмассы.

В любом эксплуатационном режиме работы электрической сети сумма токов в проводниках 12, 13 и 14 трехфазного силового кабеля питания электрической машины равна нулю. Магнитный поток в магнитопроводе 1 также будет равен нулю. Поэтому магнитный поток в воздушном зазоре между контактов геркона 5 будет определен только магнитным полем постоянного магнита 6. Этот магнитный поток выбирают таким образом, чтобы в любом эксплуатационном режиме работы сети контакты геркона 5 оставались разомкнутыми. В результате геркон 5 в любом эксплуатационном режиме электрической сети не срабатывает. Контакты геркона остаются разомкнутыми и сигнал на отключение сети отсутствует.

При замыкании на землю одного из проводников электрической сети в ее проводниках 12, 13 и 14 начинают протекать токи нулевой последовательности, равные по величине току замыкания на землю. Эти токи создают в сердечнике магнитопровода 1 магнитный поток нулевой последовательности, который замыкается через воздушный зазор между контактами геркона 5 и, суммируясь с магнитным потоком от постоянного магнита 6, вызывает срабатывание геркона 5. Контакты геркона замкнутся и сформируют сигнал на отключение электроустановки. Величина тока замыкания на землю, которая приведет к замыканию контактов геркона при фиксированном угле α поворота постоянного магнита определяется по графику на фиг.2.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью заключается в повышении чувствительности защиты и надежности ее функционирования, а следовательно, в сокращении размеров ущерба при однофазном замыкании электрической сети на землю и стоимости ремонта.

Устройство защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее кольцеобразный магнитопровод, охватывающий проводники сети, и реле тока, отличающееся тем, что кольцеобразный магнитопровод имеет поперечный воздушный зазор с перпендикулярным ему тангенциальным сквозным отверстием и радиальное несквозное отверстие, ось вращения которого проходит через середину этого зазора, а реле тока выполнено в виде геркона и постоянного магнита в тангенциальном сквозном и радиальном несквозном отверстиях соответственно, при этом постоянный магнит может поворачиваться вокруг оси радиального отверстия, а контакты геркона подключены к отключающей цепи выключателя или сигнализации.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение быстродействия и чувствительности релейной защиты.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение быстродействия способа для защиты от токов одно-, двух- и трехфазных удаленных коротких замыканий при наличии нелинейных электроприемников.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к электрическим схемам, и может быть использовано в составе схемы включения и аварийной блокировки металлорежущих станков, в том числе зубообрабатывающих станков с числовым программным управлением (ЧПУ).

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в электроэнергетических системах, системах электроснабжения, электрических сетях при управлении режимами работы синхронных электрических машин (генераторов, двигателей), включенных в электрическую сеть, для контроля запасов и предотвращения нарушений устойчивости параллельной работы.

Изобретение относится к устройствам и способам защиты от перенапряжений. Технический результат - упрощение испытаний на перенапряжение.

Изобретение относится к электроснабжению транспортных средств, в частности к силовым полупроводниковым преобразователям для пассажирских и грузовых тепловозов, преобразующим энергию переменного тока на входе в энергию переменного тока на выходе.

Изобретение относится к области высокочастотной радиоэлектроники, а именно - к устройствам защиты СВЧ радиоприемных устройств, в частности приемников радиолокационных станций, от воздействия входной мощности большого уровня в сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн.

Изобретение относится к области электроники и автоматики, а именно к оборудованию противоаварийной защиты и автоматики, и предназначено для использования в аппаратных средствах автоматизации для построения систем безопасности промышленных объектов.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к взрывозащищенным электротехническим устройствам, которые могут быть использованы для электропитания, управления и защиты электроприемников, которые работают во взрывоопасных средах, например в шахтах и рудниках.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение точности и чувствительности защиты.

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении селективности и надежности защиты.

Использование - в области электротехники. Технический результат - повышение надежности работы ППТ.

Использование: в области электротехники. Технический результат - снижение максимального значения тока в аварийном присоединении, уменьшение времени существования короткого замыкания и, как следствие, ограничение переходных восстанавливающихся напряжений.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - повышение быстродействия и надежности.

Изобретение относится к области релейной защиты и может быть использовано для защиты от замыканий на землю линий, подключенных к сетям с компенсированной нейтралью.

Изобретение относится к устройствам контроля сопротивления изоляции и защитного отключения в электрических сетях с изолированной нейтралью. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты энергетической системы. .

Изобретение относится к прикладной электротехнике. .

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Согласно способу измеряются токи нулевой последовательности всех отходящих присоединений, выбираются токи присоединений, превышающие минимальный установленный уровень, определяются фазовые сдвиги токов нулевой последовательности всех отходящих присоединений относительно базового сигнала, выявляется сигнал с минимальным фазовым сдвигом относительно базового сигнала, принимается решение о том, что фидер, в котором ток имеет минимальный фазовый сдвиг, является поврежденным, при этом суммируются мгновенные значения токов нулевой последовательности всех присоединений, и из этой суммы формируется базовый сигнал. При наличии в сети заземляющего реактора, резистора или их комбинации измеряется ток в заземляющей цепи, и этот ток в заземляющей цепи, принимается в качестве базового сигнала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх