Устройство для селективной защиты от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью

 

В -" - л

ВВ 1 ЭитнО Tе;. и, ч яи тк

111б5500б

О П И

СОюз Советскит

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕДЬС (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.05.75 (21) 2136700)2451) М. Кл.-"

Н 02Н 3/16 с присоединением заявки М

Государственный комитет (23) 11риоритет (43) Опубликовано 30.03.79. Ьюллетспь (45) Дата опубликования описания 30.0 (53) х ДК 6 1.316.925 (088.8) по делам иэабретений и открытий (72) Авторы изоорстспия

P. Ф. Трофимов, Е. P. Свидерская и А. А. Стельмашонок

Дальневосточный ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт имени В. В. Куйбышева (7 1 ) 3 I II B I I TO;I I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКГИВНОЙ ЗАЩИТЫ

О1 ЗА)т1ЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ

НЕЙТРАЛ ЬЮ

C 1

Изобретение относится к области релейной защиты, а именно к устройс вам для защиты от замыкания на землю, ll можсl оы гь использовано в шахтных подземны.. электроус T ановках.

Известно устроиство, в котором псоб: одимая для обеспечения бсзопасносгll чувствительность защиты можсl быть достгпll) Td при применении схемы местного фильIpd, в которой для повышения чувсгвитсльности защиты питание рслс, отк Iloчающсго аппарат от трансформатора тока, производят через электронный ) силнтсль (1J. Ни это не обеспечивает селективную работу коммутационных аппаратов всей участковой сети.

Другое известное защитное устройство содержит трансформатор с кольцевым магнитопроводом, имеющий большое число витков обмотки, вспомогательный трансфорIvldTop напряжения с четырьмя Вторпчных1и обмотками, усилительную лампу, реле заземления.

Обмотка фильтра, являющегося местным, присоединена к сетке и катоду усилительной лампы через кенотрон. Б цепь управления коммутационным аппаратом включены два промежуточных реле. Достоинством схемы является высокая чувствительность защитного устройства при номинальном рабочсм гоке 75Л, и) вставIi .;IbllocTb защlllы составляет 0,013",", г. е. защнпгное устройство бсзотl ad«o срабатывает при токе замыкания на землю 10 мА (2). Но благодаря наличию электронных ламп оно не может быть использовано в подземной элек,росс|и. 11звсстны также устройства для

IdlIIil Ill ol замыкания на землю, В когорых огрсбитс.ш снабжены блоками защитного

1 I отключения, содержащими каждый фильтр токов»);I«noII последовательности, выпрямитель, электронный усилитель и электромагнитное реле (3). Подобная энергосеть снабжена устройством для центральной за15 щиты, для чего в узле сети установлен блок автоматп I0cKQI o контроля сопротивления изоляции. Но последнее препятствует селсктивному отключению поврежденных линий, отходящих от бронированного силово(I го кабеля, идущего от узла энергосети, так как в случае повреждения какой-либо из линий блок автоматического контроля отключает всю сеть. Сохранение блока кон-.роля необходимо для защиты силового ка25 беля, а также для резервирования местной защиты линий. Hc= описанные устройства своими конструктивными признаками нс могут одновременно обеспечить непрерывность контроля изоляции, селективность и резер,О впрование.

655006

Из известных устройств для селективной защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью наиболее близким Iio технической сущности является устройство защиты от утечки на землю с использованием переменного оперативного тока пониженной частоты (41, состоящее из источника оперативного тока, авторегулятора, фильтра присоединения, местных фильтров и усилителей. В качестве источника оперативного тока используется электромагнитный делитель частоты, который подкл1очается к защищаемой сети через фильтр присоединения, состоящий из трехфазного дросселя и емкости. Однофазный дроссель и емкость являются резонансным контуром, который настраивается на частоту оперативного тока. Недостатком данного устройства является то, что источник оперативного тока в нем работает непрерывно. в рсзультате чего снижается надежность работы.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что в общесетевой блок автоматического контроля сопротивления изоляции введен триггер, первый выход которого подключен к запускающему входу генератора непромышлснной частоты, а второй выход подклю сн к рабочей обмотке выходного реле, блокировочная обмотка которого через накопительный конденсатор и вспомогательные жилы дистанционного управления силового кабеля подкл1очена к первому выходу введенного в блок защитного отключения на каждом присоединении триггера, второй выход которого подключен к выходному рслс, а вход подключен к указанному выпрямителю, Датчик сигнала нулевой последовательности выполнен в виде фильтра напряжения нуi«IIoII последовательности.

На чертеже представлена блок-схема устройства для селективной защиты от замыканий на землю в сети с изолированной нсйтралью.

В узле шахтной участковой элскгроссти установлен общесетевой блок 1 автоматич ского контроля сопротивления изоляции, функции которого выполняет аппарат защиты, содержащий фильтр напряжения нулевой последовательности 2, к выходу которого через полосовой фильтр 3 подключен электронный усилитель 4, к выходу котороi о, в свою очередь, через выпрямитель 5 подключен триггер 6, служащий для запуска генератора непромышленной частоты 7, а выход последнего через фильтр присоединения 8 подключен к трем жилам 9 силового кабеля 10. Кроме того, к выходу триггера 6 подключена рабочая обмотка 11 выходного реле 12, контакты которого находятся в цепи отключа|ощей катушки 13 автоматического фидерного выключателя (АФВ) 14. Выходное реле 12 имеет блоки5! о

>о

)г д 30

-1 ) ;0

i,0

-! ровочную обмотку 15, которая через накопительный конденсатор 16 подключ на к дьум жилам дистанционного управления 17 силового кабеля 10. Общесетевой блок 1 управляет работой АФВ 14, от которого -;лсктроэнергия по силовому кабелю 10 подается к взрывоискробезопасным пускате. ям 18, через которые и бронированному кабелю 10 Iiopi ;Iio«OI»>i линии 19 (Ль Л и т. д.) потребителей электроэнергии. В каждом из этих пускателей установлен блок защитного отключения 20 (БЗь ЬЗ, и т. д.), содержащий фильтр токов нулевой последовательности (ФТНП) 21, к выходу которого через фильтр токов непромышлснной частоты (ФТНЧ) 22 подключен электронный усилитель токов нспромышлснной частоты

23, к выходу которого, в свою очередь, через выпрямитель 21 iiopI< zio«cii триггер 25, а с егo выходом соединена обмотка выходного реле 26 блока 20, контакты которого находятся в цепи обмотки отключения 27 пускателя 18. Кроме того, к выходу триггера 25 подкл очсны две жилы дистанционного управления 17 силового бронированного кабеля 10.

Устройство работает следующим образом.

При уменьшении сопротивления изоля@II» относительно земли у одной или двух фаз какой-либо из линий 19 (например, линии Il) на выходе фильтра напряжения I!улевой последовательности 2 электросети появляется сигнал напряжения нулевой последовательности, который подается на полосовой фильтр 3. Полосовой фильтр 3 необходим для подавления всех сигналов, кроме си "i:ала напряжения нулевой последовательности, который усиливается усилителем

4, выпрямляется выпрямителем 5 и поступает на вход триггера 6, который в резуль ате этого перебрасывается и вызывает срабатывание генератора НЧ 7, от нсго импульсы низкой частоты чсрсз фильтр присоединения 8 по трем жилам 9 силового кабеля

10 посылаются от узла энсргоссти во Все ли ии 19 энергосети, которые через пускаI ñëII 18 подключены к силовому брониро:а иному кабелю 10. Кроме того, с выхода триггера 6 получает питание рабочая обмотка 11 выходного реле 12. Однако отключения всей электросети не произойдет, так как одновременно импульсы тока низкой частоты, проходя по бронированному кабеIio 10, но одной из линий 19 (напримср, линии Л1), которая получила повреждение, iio месту повреждения 28 через землю 29 приходит опять к генератору НЧ 7.

Таким образом, контур для токов 1(Ч ov Iзывастся замкнутым через место повреждения 28 линии 19 (Л1). По остальным линиям (Л, и т. д.) ток НЧ не проходит, так как для него нег замкнутого контура. Прохождение тока НЧ по контакту повреждения вызывает появление слабого сигнала

1! 1 в фильтре токов нулевой последователь655006 ности 21. Кро3!е сигнала НЧ на выходе фильтра ФТНП 22 имеется также и cèãна; тока нулевой последовательности. . выхода фильтра 21 суммарный сигнал поступает на вход фильтра токов НЧ 22, где сигнал токов НС1 отфильтровывается от сигнала токов нулевой последовательности, затем отфильтрованный НЧ сигнал с выхода фил1— тра 22 подается на электронный усилитель

23, а с его выхода через выпрямитель 24 1О подается на триггер 25, которьш в рез л1— тате этого опрокидывается, включает выходное реле 26 блока защиты 20, à o io своими контактами отключает питание обмотки 27 пускателя 18, и контакгы 30 пуска- 15 теля 18 размыкаются, отключая аварийную линию 19 (Л1). Одновременно с выхода триггера 25 по двум жилам дистанционного управления 17 через накопительный конденсатор lб в течение некоторого времени ИO- 20 лучает питание блокировочная обмотка 15 выходного реле 12, и реле устройство заблокируется. Поэтому в то время, как происходит срабатывание контактов 30 пускателя 18 поврежденной линии 19 (Л1), обще- "5 сетевой блок 1 нс производит отключения всей шахтной электросети. Через 1 — 2 с накопительный конденсатор l б заряжается, ток в блокировочной обмотке 15 практически исчезает, и устройство защиты разблоки — 30 ровывается. Но поврежденная линия 19 уже отключена, и энергосеть будет продолжать работу. Таким образом, обеспечивается сслсктивность защиты.

В случае, сели поврежденная линия не 35 будет отключена собственным устройством

:32 ЩИТЫ 3 I BPe3IH ОЛОКИРОВКИ, ГО УСТРО!)СТВО защиты ппсле разблокировки откл!очит Всю участковую энергосеть. Есгш же поврежденная линия, например Л, нс будет От- 10 ключеиа контактами 30 иускател>1 ПВИ, хоTH ОЛОК э ГОГО Пу СК2 1 С. 1 Я ср11<)О Г11Cl, ТО ПОСЛС блокировк;! аппарат защиты отключит Вс1о участковую энергосеть. Этим обеспечивается рсзсрвиро»анис работы местных устройст!3 -1) защиты линий. В слу ldc замык211ия В силовом кабеле 10 об!цссегсвой блок ко пр!1ля 1 мгновенно произведет откл1очсние всей энергосети, так как в этом случае ко!!Тур для токов низкой частоты не ох!32тывает 50 линий. Предлагаемое устройство по!3ышает чувствительность защиты и способно обсс!!счить селсктивность, непрерывность контроля изоляции, резервирование и надежность работы.

:)

Опытный образец данного устройства 32щиты от замыканий «а земл1о в шахтных подземных электросетях показал при испытании в лаборатории безотказную работу

НрН сопротивлении однофазной Утеч 3! Ио

80 кОм и токе замыкания на землю 2,75 х!А (напряжение сети 380 В). В известныхустройствах при Ь, =380 В сопротивле!и!е однофазной 311 ii,i . р;.il:.o 6000 Ом; 3 1, =-660 В

coI1pol ивленис одцофазной уTc II H 11000—

14000 Ом; U,= 1140 В сопротивление однофазной утечки 40000 Ом.

Формi.л а изобретения

1. Устройство для селективной защиты от замыкания i12 землю в сети с изолированной исйтралью, содержащее общссстевой блок автомати IccKQI o контроля изоляции, установленный на питаю1цсм конце бронированного кабеля, иодключс1гный к автомап!ческому фидсрному выключателю и выполненный на генераторе тока нспромышленной частоты, присоединенном к з21ци1цаемой сети черсз фильтр присоединения и имеющий связь с землей, на последовательно соединенных датчике сигнас!2 пулевой последовательности, полосовом фильтре, усилителе и выпрямителе и на выходном реле, блок защитнОГО Отключсния на K2ждом пр1!соединении, выполисн11ый Н2 соединенных последовательно филь грс тока нулевой последовательности, фильтре тока непромышлснной частоты, усилителе, выпрямителе и выходном реле, подключаемом к Ilvc-! .2тсл10 ВзрывоискробсзОпасномх., 0 т i H ч 2и щ с с с я тем, что, с целью повышения надежности работы, в общссетсво1) блок аьтоматичсского контроля сопротивления изоляции введен три! Гср, псрвый выход которого . одкгпочсн к запускающему Входу генсра3 ОР 2 IICHPO: IÛILI. ICН IIOII I 2CTOТ1>1,;1 ВТО}3ой 13ЬIход — к рабочей обмотке Выходного рсдс, блокирОВОчнаЯ Обмогка котороГО чсрез накопительныйй Koi:деисатор и Вспомогатсль-!

1ЫЕ ЖИЛЫ ДИСТ2ЦIТИОНИОГО 3 HP2BЛСНИЯ СИ2oHoI о каб3сл31 подклкн1сна к 1 срв13м 13ыхоблок 2;imlliT«O! O OTI . IIOHC.ппя на каждом присоединении триггера, i3ToPoi1 Вьlхо;1 кО ГО))ОГО ИО ч 1,.л lочсH к Выхо 3, !

Гому реле, а !!ход подкл!о lc! к укaзанному

В! 1ИРЯМИТСГ!!О.

2. Устройство по п. 1, Отл и ч;! К3 Гцсс с я 1 С М 11 ГО Д2Т 1 И К СИГ112. 1 2 li ГI СВОИ ИОСЛСДОi3;! ГC.1ÜHOCTH ВЬIПОЛПСИ !3 ВИДО ф31ЛЬТ)l2:1;1иряжсния нулевой последоватсльности.

l lcT0 !Ники и1!формации, HPHIIHTbIC ВО 13НН 312 HHC iiP2 Эl .СПСРТИЗС

1. ЛсйбОВ Р..31. Утечки 13 иlахтн!.1 х э. Iсктричсских сетях, М., «Уг:!стсхизд;!1:», 1952, с. 304 — 305, рис. 118

2. Шуцкий В. 11.;! Лр. Оиь:т прим пения зашитных строиств 13 элсктрос»стсмах i!ilHpsI3KCi»IL ; д» )000 В М.,;;11)1))Э)1;, 1970, с. 13.

3. Шипуно13 Il. Б.,32Н1и Но3. ië кл!Очсп:ic, М., «Энсрги3!», !9138, р!1С. 7- 5.

4. Авторское СHH.Lc T.-ль ГHH (Х(. Р

¹ 180238, кл. Н 0 )-) 3,1)33, )903.

655006.7

/ C

f !

Г

1. J!

Составитель Л. Васькова! (»р;и кторы Л. Галахова и А. Степанова

3 ехред Л. Камышникова

Ред;>к гор В. Левитов

3ак»в 303, 10 Г1зд. ¹ 230 Тираж 863 Г!одписнос

1!ПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам и >ооретени>й и открытий

113035. Могl«;a,, >К;>3 1>ауIIII êà,> Illil>, д 1,,> I IIIII>I Рафик il! > (ill! l нона 9

1 (ф, --,—.. -г

i