Устройство для регистрации двойных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение идентификации двойного замыкания на землю. Устройство содержит источник питания, трехфазную силовую сеть с трансформаторами тока в двух фазах, соединенную с потребителями через линии электропередачи и с трансформатором напряжения, одна из обмоток которого соединена в разомкнутый треугольник и подключена через выпрямительный мост к первому реагирующему органу, второй реагирующий орган, выходом соединенный со вторым входом элемента И, а выход элемента И связан с выходным органом, отличающееся тем, что выход первого реагирующего органа соединен с первым элементом памяти и с первым входом элемента И через элемент задержки исчезновения выходного сигнала, а второй реагирующий орган подключен к выходу фильтра токов обратной последовательности, подключенного ко вторичным обмоткам трансформаторов тока, третий из которых установлен в третьей фазе силовой сети, причем выходной орган соединен со вторым элементом памяти. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электроснабжения и может быть использовано для повышения надежности питания потребителей и обеспечения электробезопасности при эксплуатации электрооборудования в сетях с изолированной нейтралью путем своевременного оповещения оперативного персонала электрических сетей.

Известно устройство самонастраивающейся токовой защиты для линий 6-10 кВ [1], содержащее источник питания, трехфазную силовую цепь, в двух фазах силовой цепи установлены трансформаторы тока, во вторичных цепях которых включены трансреакторы, соединенные вторичными обмотками с входами многоплечевого диодного моста, к выходу которого через конденсаторы и резисторы подключен реагирующий орган.

Недостатком этого устройства является невозможность различия междуфазных коротких замыканий на линии и двойных замыканий на землю как на одной, так и на разных линиях.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для регистрации двойных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью [2], содержащее источник питания, трехфазную силовую сеть, в двух фазах которой установлены трансформаторы тока, во вторичных цепях которых включены трансреакторы, соединенные вторичными обмотками с входами многоплечевого диодного моста, напряжение с которого подается через конденсатор и резистор на первый реагирующий орган, трансформатор напряжения с обмоткой, соединенной в разомкнутый треугольник, к выходу которого через диодный мост, конденсаторы, резисторы и диоды подключен второй реагирующий орган, соединенный с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого реагирующего органа, а выход элемента И связан с выходным органом.

Недостатком этого устройства является сложность наладки, поскольку устройство реагирует на скорость изменения тока в сети и на изменение напряжения.

Предлагаемое изобретение направлено на регистрацию двойных замыканий на землю, которые приводят к разрушению опор линий электропередачи, а также представляет опасность для жизни людей и животных, когда одно из повреждений изоляции расположено на трансформаторном пункте.

Это достигается тем, что в устройстве для регистрации двойных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, содержащем источник питания, трехфазную силовую сеть, в двух фазах которой установлены трансформаторы тока, соединенную с трансформатором напряжения, одна из обмоток которого соединена в разомкнутый треугольник и подключена через выпрямительный мост к первому реагирующему органу, второй реагирующий орган, выходом соединенный со вторым входом элемента И, выход первого реагирующего органа соединен с первым входом элемента И через элемент задержки исчезновения выходного сигнала, а второй реагирующий орган подключен к выходу фильтра токов обратной последовательности, подключенного ко вторичным обмоткам трансформаторов тока, третий из которых установлен в третьей фазе силовой сети, причем выходной орган соединен с элементом памяти.

На чертеже представлена схема устройства для регистрации двойных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью.

Предлагаемое устройство содержит источник питания - силовой трансформатор 1, обмотка которого через трансформаторы тока 2, 3 и 4, включенные в три фазы, и выключатель 5 подключена к сборным шинам 6, 7, 8. К сборным шинам подключена первичная обмотка трансформатора напряжения 9, одна из вторичных обмоток которого подключена к измерительным приборам 10, а другая вторичная обмотка, соединенная в разомкнутый треугольник 11, представляет собой фильтр напряжения нулевой последовательности. К обмотке 11 через выпрямительный мост 12 подключен первый реагирующий орган 13, контакты которого 14, имеющие выдержку времени на возврат за счет подключения конденсатора 15, связаны с первым элементом памяти 22 и с первым входом элемента И 19. Ко вторичным цепям трансформаторов тока 2, 3 и 4 подключен фильтр токов обратной последовательности 16 со вторым реагирующим органом 17, выход которого 18 соединен со вторым входом элемента И-19, выход элемента И-19 соединен с выходным органом 20, связанным с элементом памяти 21. К сборным шинам 6, 7, 8 через выключатель 23 подключена первая линия с точкой повреждения изоляции средней фазы 24, а через выключатель 25 подключена вторая линия с точкой повреждения изоляции крайней фазы 26.

Устройство для регистрации двойных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью работает следующим образом в четырех режимах: в рабочем режиме, при двухфазном коротком замыкании, при замыкании на землю одной фазы в силовой сети и при двойном замыкании на землю.

В рабочем режиме работы сети при изменении тока нагрузки изменяется ток прямой последовательности, и на выходе фильтра тока обратной последовательности 16 второй реагирующий орган 17 не срабатывает, и на втором входе элемента И 19 сигнал отсутствует, поэтому выходной орган 20 не срабатывает. При изменении тока нагрузки напряжение на шинах 6, 7, 8 остается симметричным, поэтому на выходе обмотки трансформатора напряжения 9, соединенной в разомкнутый треугольник 11, присутствует только напряжение небаланса, поэтому первый реагирующий орган 13 не срабатывает.

При коротком замыкании между двумя фазами на линии появляется ток обратной последовательности, на выходе фильтра токов обратной последовательности 16 срабатывает второй реагирующий орган 17, который через выход 18 подает сигнал на второй вход элемента И 19. Но на первом входе элемента И 19 сигнал отсутствует, так как при двухфазном коротком замыкании отсутствует напряжение нулевой последовательности, поэтому первый реагирующий орган 13 не срабатывает.

При замыкании на землю одной фазы линии, подключенный через выключатель 23 в точке 24 на выходе обмотки трансформатора напряжения 9, соединенной в разомкнутый треугольник 11, появляется напряжение нулевой последовательности, близкое к 100 В, которое подается на входы диодного моста 12. На выходе диодного моста 12 срабатывает первый реагирующий орган 13, его контакты 14 замыкаются, подают питание на второй элемент памяти 22 (указательное реле), которое подает сигнал о наличии в силовой сети замыкания на землю. При замыкании контактов 14 на первый вход элемента И 19 поступает сигнал, но на выходе фильтра токов обратной последовательности 16 второй реагирующий орган 17 не срабатывает, так как при замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью ток увеличивается незначительно и от него отстраивается срабатывание второго реагирующего органа 17. На выходе элемента И 19, выходной орган 20 не срабатывает.

Замыкание на землю одной фазы в точке 22 приводит к увеличению фазных напряжений неповрежденных фаз до линейного напряжения и даже больше, поэтому возможно повреждение изоляции в другой точке с ослабленной изоляцией, на другой линии, например, за выключателем 25, в точке 26. Тогда протекает ток двойного замыкания на землю по контуру: один вывод силового трансформатора 1 - трансформатор тока 3 - выключатель 5 - шина 7 - выключатель 23, средний провод первой линии - повреждение изоляции в точке 24 - земля - второе повреждение изоляции в точке 26 на второй линии - нижний провод второй линии с выключателем 25 - выключатель 5 - трансформатор тока 4 - силовой трансформатор 1. Этот ток двойного замыкания на землю значительно превышает ток нагрузки и представляет собой соединение двух фаз через заземляющие устройства точек повреждения и через землю. В этом токе значительную долю составляет ток обратной последовательности, поэтому на выходе фильтра токов обратной последовательности 16 второй реагирующий орган 17 срабатывает и замыканием контактов 18 подает сигнал на второй вход элемента И 19. Одновременно с увеличение тока при двойном замыкании на землю снижается напряжение нулевой последовательности на выходе обмотки трансформатора напряжения 9, соединенной в разомкнутый треугольник 11. Чтобы второй реагирующий орган 13 не вернулся в исходное положение, выполнена задержка исчезновения сигнала, например, путем установки параллельно обмотке реле конденсатора 15. Таким образом, на время разряда конденсатора 15 на обмотку первого реагирующего органа 13 на входе элемента И 19 присутствуют два сигнала, на выходе элемента И 19 срабатывает выходной орган 20 и элемент памяти 21, который запоминает срабатывание выходного органа 20 и сигнализирует наличие двойного замыкании на землю в сети в том случае, когда хотя бы один из выключателей 23 или 25 отключит линию с поврежденной изоляцией в одной точке.

Таким образом предлагаемое изобретение позволяет отличить от других режимов двойное замыкание на землю, когда большие токи протекают через заземляющие устройства и часто приводят к разрушению подземной части железобетонной опоры. Двойные замыкания на землю в настоящее время не регистрируются, их не отличают от двухфазных коротких замыканий.

Источники информации

1. Синельников В.Я., Стасенко P.O., Фельдман Н.М. Самонастраивающаяся токовая защита для линий 6-10 кВ// Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1973. - №5. - С. 36-37.

2. Патент RU 2334331 C1, МПК 3/16. Устройство для регистрации двойных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью [текст]/ Н.М. Попов, А.Н. Лапшин (РФ)) заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Костромская государственная сельскохозяйственная академия - Заявка №2007114501/09 от 17.04.2007; опубл. 20.09.2008 Бюл. №26.

Устройство для регистрации двойных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, содержащее источник питания, трехфазную силовую сеть с трансформаторами тока в двух фазах, соединенную с потребителями через линии электропередачи и с трансформатором напряжения, одна из обмоток которого соединена в разомкнутый треугольник и подключена через выпрямительный мост к первому реагирующему органу, второй реагирующий орган, выходом соединенный со вторым входом элемента И, а выход элемента И связан с выходным органом, отличающееся тем, что выход первого реагирующего органа соединен с первым элементом памяти и с первым входом элемента И через элемент задержки исчезновения выходного сигнала, а второй реагирующий орган подключен к выходу фильтра токов обратной последовательности, подключенного ко вторичным обмоткам трансформаторов тока, третий из которых установлен в третьей фазе силовой сети, причем выходной орган соединен со вторым элементом памяти.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электротехники и электроэнергетики. Технический результат - повышение эффективности компенсации токов однофазного замыкания на землю, и, как следствие, повышение надежности электроснабжения потребителей.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электросетях с несимметричными значениями фазной емкости. Технический результат - повышение безопасности за счет снижения токов однофазного замыкания и токов в контуре нулевой последовательности в нормальном режиме, повышение надежности электросети за счет снижения максимальных величин дуговых перенапряжений в условиях несимметрии фазных емкостей электросети.

Использование: в области электротехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей посредством реализации поперечной дифференциальной защиты, что позволяет определить межвитковые замыкания в фазах.

Использование: в области электротехники для защиты от замыканий на землю и контроля изоляции в электроустановках переменного тока, преимущественно генераторов, синхронных компенсаторов или электродвигателей, включенных в блок с трансформатором.

Использование: в области электротехники для защиты от замыканий на землю и контроля изоляции в электроустановках переменного тока, преимущественно генераторов, синхронных компенсаторов или электродвигателей, включенных в блок с трансформатором.

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение обнаружения дуги с использованием измерений импеданса без необходимости калибровки цепи.

Использование: в области электротехники. Технический результат - достоверное определение поврежденной линии среди других линий сети, позволяющее создать селективную защиту электрических сетей от однофазного замыкания на землю в распределительных сетях напряжением 6-35 кВ с изолированной или резонансно компенсированной нейтралью.

Использование: в области электротехники и электроэнергетики. Технический результат - повышение селективности и устойчивости функционирования защиты электрических сетей среднего напряжения 6-35 кВ от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ).

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении чувствительности и расширении области применения токовой защиты нулевой последовательности с двумя подведенными величинами при устойчивых и дуговых перемежающихся замыканиях на землю в электрических сетях среднего напряжения, работающих с изолированной нейтралью или с компенсацией емкостных токов замыкания на землю.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение чувствительности токовой защиты нулевой последовательности от однофазных замыканий на землю электрических сетей среднего напряжения, работающих с изолированной нейтралью.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой способ автоматизированного измерения сопротивлений и может применяться для удаленного контроля сопротивлений в случае их соизмеримости с сопротивлением линий связи и коммутации.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в приводах среднего напряжения. Техническим результатом является повышение точности обнаружения операций шунтирования, отказов или неправильных соединений в силовой ячейке.

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей комплекса.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при поиске элемента с пониженным сопротивлением изоляции в разветвленной электрической сети постоянного оперативного тока.
Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для контроля качества изоляции, характеризуемого ее пробивным напряжением, и может быть использовано в средствах для диагностики состояния изоляции асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля ресурса электрической изоляции сухих силовых трансформаторов. Сигналы с датчика температуры наиболее нагретой точки трансформатора 5, датчика амплитуды вибрации 6 и блок-контакта 3 автоматического выключателя 1 поступают на входы контроллера 8.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля ресурса электрической изоляции сухих силовых трансформаторов. Сигналы с датчика температуры наиболее нагретой точки трансформатора 5, датчика амплитуды вибрации 6 и блок-контакта 3 автоматического выключателя 1 поступают на входы контроллера 8.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в уменьшении влияния на класс точности измерительного трансформатора сопротивления жилы контрольного кабеля, подключенных реле и приборов измерения и учета, а также влияния внешних электромагнитных полей на контрольный кабель, передающий информацию от измерительных трансформаторов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрической сети электроснабжения. Техническим результатом является ускоренное и надежное распознавание продолжающегося протекания тока или прерывания протекания тока.

Использование: в области электротехники. Технический результат – устранение проблемы нелинейного искажения тока короткого замыкания вследствие насыщения трансформаторов тока.

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение идентификации двойного замыкания на землю. Устройство содержит источник питания, трехфазную силовую сеть с трансформаторами тока в двух фазах, соединенную с потребителями через линии электропередачи и с трансформатором напряжения, одна из обмоток которого соединена в разомкнутый треугольник и подключена через выпрямительный мост к первому реагирующему органу, второй реагирующий орган, выходом соединенный со вторым входом элемента И, а выход элемента И связан с выходным органом, отличающееся тем, что выход первого реагирующего органа соединен с первым элементом памяти и с первым входом элемента И через элемент задержки исчезновения выходного сигнала, а второй реагирующий орган подключен к выходу фильтра токов обратной последовательности, подключенного ко вторичным обмоткам трансформаторов тока, третий из которых установлен в третьей фазе силовой сети, причем выходной орган соединен со вторым элементом памяти. 1 ил.

Наверх