Устройство для защиты от коротких замыканий

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (ц) 551748

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву№ 391675 (22) Заявлено 14-.03.75 (21) 2113101/07 с присоединением заявки №(23) Приоритет— (43) Опубликовано 25 03 77 Бюллетень № 11 (51) М. Кл.е

Н 02 Н 3/16

Государственный комитет

5оввтв Мкнкстрав СССР во делам иаооретеннй и открытий (53) УДК 621.316.925 (088.8 ) (45) Дата опубликования описания 20.06.77

B И. Сукманов, М, И. Пронникова и А, A. Меренков (72) Авторы изобретения

Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства имени B. П. Горячкина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ

Изобретение относится к технике релейной зашиты и предназначено для зашиты четырехпроводных воздушных сетей с заземленной нейтралью, например 0,38 кв, от однофазных замыканий на землю вида "фаза-земля".

Известно устройство для зашиты от коротких замыканий, в том числе и от замыканий на землю, и четырехпроводных воздушных сетях с заземленной нейтралью, щ содержащее измерительный орган — дифференциальный фильтр токов нулевой последовательности, на выход которого через фазосравнивающую схему подключен исполнительный орган, и трансформаторный gBT» И чик тока, включенный в цепь заземления нейтрали силового трансформатора до точки присоединения нулевого провода, причем выход указанного датчика подключен к одному из входов фазосравниваюшей схемы 20

Однако известное устройство имеет не-. достаточно высокую чувствительность к однофазным замыканиям на землю в связи с необходимостью отстройки от значительных токов небаланса на выходе дифференциаль- 25 ного трансформатора тока нулевой последовательности и трансформаторного датчика в цепи заземления нейтрали трансформатора подстанции.

В нормальном режиме работы сети указанные небалансы обуславливаются отсосами тока нулевых проводов линий защищаемой сети через сопротивления повторных заземленийй в цепь заземления нейтрали силового транс. форматора. Величина токов отсоса определяется параметрами сети и потребителей: длиной линий, маркой и сечением нулевых проводов, количеством повторных заземпе.нийивеличиной их сопротивлений, взаимным расположением потребителей и т. д.

Токи отсоса, достигающие значений

1-е2 % (а при неблагоприятных условиях до

5%), обуславливают небалансы на выходе указанных датчиков, от которых известная защита должна быть отстроена с коэффициентом запаса не менее К, ri2. Абсолютное значение токов отсоса йзменяется в широких пределах и зависит от несимметрии рабочих токов„обуславливающей ту или иную

551748 величину тока в нулевом проводе защищаемой линии.

Кроме того, изменение токов отсоса связано с изменением сопротивлений повторных заэемлителей нулевых проводов сети, величина которых в сильной степени зависит от влажности грунта и меняется в несколько раз в течение различных сезонов года.

Таким образом, отстройка известной за- ip щиты от наихудших условий, т.е. от наибольших небалансов, вызванных отсосами максимальных значений токов нулевого провода в весеннее время, приводит к загрублению защиты в режиме минимальных токов провода и при высыхании грунта в другие сезоны года.

Цель изобретения заключается в повышении чувствительности защиты при несимметрии и отсосах рабочих токов нагрузки, Это достигается тем, что устройство для зашиты дополнительно снабжено трансформаторными датчиками токов в цепи нулевых проводов линий и ввода подстанции, ко вторичным обмоткам этих датчиков подключены последовательно соединенные два заземлителя и переменный резистор, причем резистор в цепи вторичной обмотки датчиков нулевого провода линии последо- Зо вательно соединен со вторичной обмоткой упомянутого датчика, а резистор в цепи датчика нулевого провода подстанции последовательно соединен со вторичной обмоткой упомянутого датчика трансформато- И ра.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства от замыканий на Землю.

Оно содержит трансформаторные датчики тока 1 и 2 соответственно в цепи за- @» эемления нейтрали трансформатора подстанции 10/0,4 кВ и в нулевом проводе ввода; дифференциальный датчик тока 3 и датчик

4 в нулевом проводе линии 0,38 кВ; релейные органы 5 и 6 фазосравнивающую 4> схему 7, исполнительный орган 8, автоматический выключатель 9 линии 0,38 кВ; сопротивление 10 заземления нейтрали трансформатора подстанции; сопротивление

11 повторного заземления нулевого прово- 0 да; сопротивления заземлителей 12 и переменный резистор 13 устройства защиты.

По принципу действия предлагаемая зашита является токовой фазосравниваюшей: контролирует ток нулевой последовательности в цепи заземления нейтрали трансформатора подстанции до точки присоединения нулевого провода ввода трансформаторным датчиком 1 и результирующий ток в заши- Q»

4 щаемой линии датчиком 3, включенным по дифференциальной схеме.

Применением дифференциального датчика 3 в устройстве зашиты достигается оч стройка от несимметрии рабочих токов, а сравнением фазы ЭДС на выходе этого датчика с фазой ЭДС датчика в цепи заземления нейтрали трансформатора-селективное действие защиты по выбору поврежденной линии.

Эффективное действие зашиты обуславливается отличием распределителя токов нулевой последовательности в нормальном и аварийном режимах при однофазных Коротких замыканиях вида "фаза-земля . В предлагаемом устройстве обеспечивается автоматическая компенсация небалансов на входе релейных органов 5 и 6 защиты

3 в нормальном режиме работы защищаемой сети при изменении токов отсоса вследствие изменения величины токов в нулевых проводах сети или изменения сопротивлений повторных заземлений нулевых проводов.

Наличие компенсации позволяет повысить чувствительность защиты. Схема компенсации состоит из установленных в цепи нулевых проводов, защищаемых линий 0,38 кВ и ввода подстанции трансформаторных датчиков тока 2 и 4, ко вторичным обмоткам которых подключены последовательно соединенные переменный резистор 13 и два заземлителя 12, выполненных, например, в виде стержней, заглубленных вертикально в землю. Сопротивление переменных резисторов на порядок меньше суммарного сопротивления заземления заэемлителей т.е. R а 2%

Выход переменного резистора 13 схемы компенсации ввода подключен последовательно со вторичной обмоткой датчика в цепи заземления нейтрали трансформатора подстанции так, что ЭДС небаланса датчика и падение напряжения на резисторе компенсируют друг друга, е — V eO

ы ки

Резистор схемы компенсации небалансов на линии 0,38 кВ включен аналогично в цепь вторичной обмотки дифферециального датчика 3, х

Поскольку в нормальном режиме работы сети ток 3 представляет собой долю тока J, тэ 3 E„a E,à следа о вательно, и напряжение У„„совпадают по фазе и необходимая компенсация небалансов в устройстве зашиты достигается последовательным и встречным включением

Е„и км

551748

Э Д.С на выходе датчиков 3 и 4 защищаемой линии также совпадают по фазе, так как обуславливаются составляющими одного и того же тока: ЭДС Е током о нулевого привода 3 линии, а ЭДС

Е долей этого тока 1от . Таким образом, компенсация небаланса на выходе дифференциального датчика 3 достигается подключением в цепь дифференциального датчика резистора схемы компенсации.

При установке устройства зашиты на подстанции замеряют небалансы на выходе релейных органов 5 и 6 и изменением сопротивления переменных резисторов 13 добиваются компенсации. B дальнейшем про- д цесс компенсации происходит автоматически.

Увеличение, например, оков в нулевых проводах приводит к увеличению токов отсоса и тока 3О„ и, следовательно, к увеличению ЭДС небалансов Е„п Е < 20

Одновременно увеличиваются и ЭДС Eoz u

Е, величины которых пропорционален о ны токам в нулевых проводах. Последнее вызовет увеличение падения напряжения

V и /к на переменных резисторах 13., 25 и, таким образом, компенсацию небалансов (E Е.,).

Аналогично процесс компенсации происходит и при изменении сопротивлений повторных заземлений 12 нулевых проводов. 30

При уменьшении, например, сопротивлений повторных заземлений 11 увеличивается величина токов отсоса 3 и тока 3 „ что влечет к увеличению ЭДС небалансов. Одновременно при уменьшении сопро- 35 тивлений заземлителей 12 устройства защиты пропорционально увеличивается ток в цепи компенсации и падение напряжения на переменном резисторе 13 и, следовательно, компенсация обеспечивается. 40

В режиме однофазного короткого замыкания на землю распределение токов нулевой последовательности иное, чем при нормальном режиме. В этом случае до 20=25% тока замыкания возвращается в источник через цепь заземления нейтрали трансформатора подстанции, а остальная часть через повторные заземления замыкается по нулевым проводам поврежденной и неповрежденной линий. При этом обеспечивается надежное срабатывание защиты.

Реализация предлагаемой защиты позволит осуществить контроль однофазных замыканий на землю в четырехпроводных воздушных сетях, например 0,38 кВ, с чувствительностью устройств защитного отключения.

Формула изобретения

Устройство для защиты от коротких замыканий по авт. св. % 3916; 5, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности при однофазных коротких замыканиях путем компенсации токов небаланса, опо дополнительно снабжено трансформаторными датчиками тока в цепи нулевых проводов линий и ввода подстанций, ко вторичным обмоткам которых подключены последовательно соединенные два "àçåìëèòeля и переменный резистор, причем резистор в цепи вторичной обмотки датчика нулевого провода линии последовательно соединен со вторичной обмоткой упомянутого датчика, а резистор в пепи датчика нулевого провода ввода подстанции последовательно соединен с0 вторичной обмоткой упомяну- о с датчика.

551748

Составитель Л. Васькова

РедактоР 3. Афанасьева ТехРед Н, Асталопр оРРектоР Е. Скучка

Заказ 133/30 Тираж 902 Подписное

IIHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4