Устройство для защиты сетей с компенсированной и изолированной нейтралью от однофазных замыканий на землю

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сава Советских

Социалистических

Реолублик (11) 540324 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.06.75 (21) 2145641/07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.12.76. Бюллетень № 47 (45) Дата опубликования описания 17.04.78 (51) М. Клв Н 02Н 3/16

Государстевнйый комитет

Совета Министров СССР по делам иэосретеиий и открытий (53) УДК 621.316.925 (088.8) (72) Авторы изобретения

О. А. Петров, Ю. В. Ситчихин, А. И. Сидоров и В. М. Голов (71) Заявитель Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЪ| СЕТЕЙ

С КОМПЕНСИРОВАННОЙ И ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

ОТ ОДНОФАЗНЪ|Х ЗАМЪ|КАНИЙ НА ЗЕМЛЮ

Изобретение может быть использовано в сетях с компенсированной и изолированной нейтралью.

Известны аналогичные устройства, реагирующие на наложенный ток непромышленной частоты, вводимый в сеть (1). Однако эти устройства не обладают требуемой селективностью и чувствительностью по первичному току.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, которое, однако, не обладает достаточной помехоустойчивостью (к току основной частоты), имеет низкую чувствительность и ложно срабатывает при переходных процессах в сети (2). Генератор же наложенного тока, кроме гармоники частоты 100 гц, создает значительную составляющую основной частоты, что затрудняет работу защиты и ухудшает переходные процессы в электрической сети, в частности в компенсированной.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства, а также улучшение качества оперативного тока путем увеличения содержания второй гармоники.

На фиг. 1 схематически изображено предложенное устройство; на фиг. 2 приведены расчетные кривые относительного содержания второй гармоники (кривая а) и основной составляющей (кривая б) в зависимости от угла включения тиристора.

На чертеже приняты следующие обозначения: 1 — дугогасящая катушка, 2 — тиристор, 3 — блок управления тиристором, 4— нагрузочный резистор, 5 — трансформатор тока нулевой последовательности, 6 — фазосдвигающая цепочка, 7 — избирательный усилитель, настроенный на основную гармонику (50 гц), 8 — избирательный у.силитель, настроенный на вторую гармонику (100 гц), 9 исполнительный орган.

Тиристор 2 подключен к дополнительной обмотке дугогасящей кату.шки 1 последова15 тельно с нагрузочным резистором 4 и предназначен для создания максимального уровня второй гармоники (100 гц) в наложенном токе. Для этого выбирают угол включения тиристора 2, отличный от 180, задаваемый блоком управления 3.

Блок управления подключен на напряжение нулевой последовательности сети Uo к трансформатору напряжения.

К трансформатору тока нулевой последовательности 5 подсоединены избирательный усилитель 8, а также через фазосдвигающую цепочку б — избирательный усилитель 7.

Избирательный усилитель 7 служит для компенсации составляющей промышленной частоты в сигнале, подаваемом на вход усилителя 8.

Исполнительный орган 9 подсоединен к выходу усилителя 8.

При возникновении однофазного замыкания на землю под действием напряжения Uo запускается блок управления тиристором. Тиристор работает с заданным углом включения и, обеспечивая необходимый уровень гармоники повышенной частоты.

Для случая, когда а = 120, содержание второй гармоники (100 гц) увеличивается на

10 /о, а составляющая основной частоты в наложенном токе уменьшается на 17О/О по сравнению со случаем использования целой полуволны (a = 180 ).

Ток дугогасящей катушки, содержащий гармонику повышенной частоты и составляющую основной частоты, присутствует в токе замыкания на землю поврежденного присоединения и выделяется трансформатором тока. С выхода трансформатора тока сигнал поступает на избирательный усилитель 8, а также через фазосдвигающую цепочку на избирательный усилитель 7. Усилитель 8 выделяет составляющую повышенной частоты (f = 100 гц) и усиливает ее.

Избирательный усилитель 7 выделяет сигнал основной частоты (f = 50 гц) и подает его в противофазе с составляющей основной частоты на вход усилителя 8.

Таким образом осуществляется компенсация влияния тока основной частоты и повышение избирательности и помехоустойчивости устройства.

Когда величина выходного сигнала избирательного усилителя 8 превысит уставку устройства по току, исполнительный орган 9 сработает и подаст импульс на отключение поврежденного присоединения.

Предложенное устройство обладает чувствительностью IIQ первичному току срабатывания 100 — 150 А, в то время как чувствитель540324

4 ность известного устройства составляет 5—

7 А. Уменьшена также суммарная величина наложенного тока в сети за счет применения тиристора с управляемым углом включения, 5 не равным 180 .

Повышение избирательности и чувствительности достигается применением в устройстве операционных усилителей на микросхемах (в избирательных усилителях 7 и 8).

Формула изобретения

1. Устройство для защиты сетей с компенсированной и изолированной нейтралью от

1Б однофазных замыканий на землю, содержащее генератор оперативного тока повышенной частоты, трансформатор тока нулевой последовательности и последовательно соединенные избирательный усилитель повышен20 ной частоты и исполнительный орган, отлич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него дополнительно введены последовательно соединенные фазосдвигающая цепочка и избирательный усилитель основной частоты, включенные между трансформатором тока нулевой последовательности и вторым входом избирательного усилителя повышенной частоты.

2. Устройство по п. 1, отличающееся

«ч0 тем, что, с целью улучшения качества оперативного тока путем увеличения содержания второй гармоники, в упомянутый генератор оперативного тока введен тиристор с блоком управления, включенный в цепь дополнительной обмотки дугогасящей катушки, причем блок управления подключен к трансформатору напряжения нулевой последовательности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

40 1. Авторское свидетельство 180238, N. Кл.

Н 02Н 3/16, 1963.

2. Авторское свидетельство № 123232, М. Кл. Н 02Н 3/16, 1959 (прототип).

540324

Фиг 3 1л о

0,2

)д /5

Риг. 2

Подписное

Заказ 918/17 Изд, № 320 Тираж 882

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр, Сапунова, 2

Составитель Л. Васькова

Редактор Л, Кравцова Техред Р, Юсипова Корректоры: Л. Денискина и А. Степанова