Устройство для селективной сигнализации однофазного замыкания на землю в компенсированной сети

 

.а В

- йбВЪНЛЬ" л < 1 it < ° <4 <

«<, 657508

Союз Соеетскмн

Соцналмстмческин

Ресйубпик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву г (22) Заявлено 02.09.76 (21) 2395902/24-07 (51) М. Кл. с присоединением заявки №(23) Приоритет

Н 02 Н 3/16

Государственный каматет

СССР па делам нзебретеннн н открытей (53) УДК621.316. .925 (088.8) Опубликовано 15.04. 79.Бюллетень М 14

Дата опубликования описания17.04.79 (72) Авторы изобретения

Г. М. Сопоненко и С. Н. Савин

Белорусское производственное ремонтно-наладочное предприятие (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

ОЛНОфАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

В КОМПЕНСИРОВАННОЙ СЕТИ

Устройство. относится к области энергетики и предназначено дпя сепектив-/ ной сигнализации однофазных замыканий на землю в компенсированных сетях.

Известно устройство дпя опредепения поврежденной пинии, содержащее фильтры 5 тока нулевой поспедоватепьности, чувствительные элементы, схемы совпадения по числу пиний присоединения(11.

Недостаток данного устройства заключается в возможности ложной работы при внешних замыканиях на земпю (на шинах подстанции).

Известно устройство выбора фидера, испопьзуемое в системе быстродействую- аэ щей зашиты от поражения электрическим током чеповека при прикосновении его к одной из фаз высоковольтной сети с изолированной нейтрапью (2 j.

Это устройство состоит из источников тока нулевой поспедоватепьности, выпрямитепьных мостов, блоков сравнения, усипения, запоминания, запрета повторного действия, порогового детектора и выходного бпока управления.

Его недостатком является воэможность ложной работы, вспедствие насыщения трансформатора тока нулевой поспедоватепьности в переходном режиме.

Известно также устройство; содержащее фильтры высших гармоник, подкпк ченные к выходам трансформаторов тока нупевой последовательности (ТТНП) через согласующие трансформаторы, выпрямитепьные мосты, подключенные на стороне переменного тока к указанным фипьтрам, и реагирующие органы, причем каждый из одноименных полюсов выцрямитепьных мостов соединен через сгпаживающий фипьтр с одним выходным зажимом каждого из реагирующих органов, имеющих малое входное сопротивление, а другие одноименные попюса тех жемостов объединены и подкпючены через общее переменное сопротивпение к другим объединенным зажимам всех реагирующих органов (31.

657508

Известное устройство имеет недостаточную зону селективности, так как работает ложно при замыканиях на шинах, зависит от напряжения и емкости присоединения, которая в свою очередь прямо пропорциональна длине кабеля. Это означает, что по наиболее длинному кабепю (фидеру) будет протекать наибольший ток... Устройство по принципу действия выде пяет фидер с наибольшим уровнем тока нулевой поспедоватепьностИ., т.е. в рассматриваемом случае замыкания на шинах ипи питающем присоединении, обычно не охватываемом ТТНП, устройство дает сигнал. о замыкании на наиболее длинном кабеле, т.е. ложный сигнал.

Предотвращение ложной работы путем эагрубпения устройства ведет к потере

1 чувствительности.

Llem.þ изобретения является расширение зоны сепективности устройства.

Цепь достигается тем, что устройство, содержащее дпя каждого иэ присоединений фидерный узел, состоящий из согпа- . сующего трансформатора, подключенного к выходу трансформатора тока нулевой последовательности,. разрядника, резистора и выпрямитепьного моста с конденсатором на выходе, подключенных парапЗо пепьно к вторичной обмотке согпасуюшего трансформатора, и реагирующего ор« гана с исполнительной цепью, дополнительно введены блок питания по напряжению нупевой последовательности, узел

ЭЗ запрета и узеп блокировки, выполненный на соединенных поспедоватепьно -гогпасно допопнитепьных обмотках согласующих трансформаторов всех фидерных уз4О пов; к выходу которых подключены параппепьносоединенные разрядник, резистор и выпрямитепьный мост с конденсатором на выхбде, к которому через диод подкпючен реагирующий орган с испопнитепьДЯ ной цепью, причем последняя через соответствующие диоды соединена с испопнитепьными цепями всех реагирующих ор-. ганов и подключена к управляющему входу уэпа запрета выпопненного на тран-

50 эисторе, выход которого соединен с запрещающим входом всех реагирующих органов, при этом исполнительные цепи реагирующих органов подключены к конденсатору в выходной диагонапи выпрямитепьного моста блоки питания по напряжению нулевой поспедоватепьности, подкпючаемого своим входом к источнику напряжения нулевой последовательности обмоткам согпасуюших трансформаторов всех фидерных узлов.

HG фиг. 1 представлена принцй иапьная схема устройства дпя селективной сигнализации; на фиг. 2 - схема распределения токов при однофазном замыкании на фидере i (1 i + i ) °

Е=-i ) Е= — i; E =i; Е=-(;

2 2 3 3

Е =Е =Е+Е+Е+Е =О

6 h (1 2 3 О где 1О- ток поврежденного фидера, ( — токи неповрежденных фидеров, Я вЂ” ЭБС на выходе дополнительной обмотки согласующего трансформатора поврежденного фидера, E,K» Е, — то же, неповрежденных фидеров на фиг. 3 — схема распределения токов при однофазном замыкании на шинах.

Устройство содержит дпя каждого из присоединений фидерной узел 1, узел

l блокировки 2 и узел запрета 3.

Каждый фидерный узел содержит согласующий трансформатор 4, подключенный к выходу трансформатора тока нулевой поспедоватепьности 5, разрядник 6, резистор 7 и выпрямитепьный мост 8 с конденсатором 9 на выходе, включенные параллельно на основную вторичную обмотку трансформатора 4, и реагирующий орган

10, подключенный. через диод 11 к выпрямитепьному мосту 8.

Реагирующий орган 10 выпопнен на транзисторах 12-14, тиристоре 15 и имеет малое входное сопротивпение. На выходе реагирующего органа включен исполнительный элемент 16.

Узел блокировки. 2 содержит разрядник 17, резистор 18 и выпрямитепьный мост 19 с конденсатором 20 на выходе, которые подключены параллельно на дополнительные вторичные обмотки 21 согласующих трансформаторов 4. фидерных узлов, включенные между собой поспедс ватепьно-согласно и имеющие одинаковое число витков с основными обмотками.

Реагирующий орган 22 подключен через диод 23 к выпрямитепьному мосту 19.

Узел запрета 3 включает в себя транзистор 24, управляющий вход которого подключен через диоды 25 и 26 к испопнительным цепям реагирующих органов (к анодам тиристоров 15 и 27), а выход — к запрещающему входу (эмиттерной цепи транзисторов 13,28) реагирующих органов.

С) 57508

Измерительные части всех фиаерных узлов и узла блокировки объединены в двух точках 29 и 30. Между ними включено сопротивление 31, спуиашее дпя регулировки порога срабатывания всех реагирующих органов.

Устройство работает следующим образом.

При однофазном замыкании на поврежденном присоединении уровень составляющих неосновной частоты тока в переходном режиме является наибольшим, напряжение на выходе выпрямитепьного моста .8 фидерного узпа поврежденного присоединения наибольшее, а на выходе выпрямитепьного моста 19 узла 2 блокировки равно нулю. Это объясняется следующим.

Так как на поврежденном присоединении ток замыкания равен сумме токов неповрежденных фидеров, то выход с дополнительной обмотки 21 согласующего трансформатора фидерного узла поврежденного фидера пропорционален сумме токов неповрежденных фидеров (см.фиг.2).

Выход с каждой дополнительной обмотки 21 согласующего трансформатора

4 фидерного узла неповрежденного.присоединения пропорционален току неповрежденного присоединения. Ввиду того, что все обмотки соединены последовательно-согласно, а ЭИС íà выходе трансформаторов поврежденного и неповрежденного фидеров имеет противоположное направление, то сумма BL1C поврежденного и неповрежденного фидеров равна нулю, значит равно нушо и напряжение

I на входе моста 19 узла блокировки 2.

Так как напряжение на выходе моста 8 фидерного узла поврежденного. фидера является наибольшим, то и конденсатор

9, подключенный на выход моста 8, зарядится до наибольшего напряжения.

Поскольку реагирующие органы 10, 22 имеют малое входное сопротивдение, то выпрямительные мосты 8,19 и диоды

11,23 всех других фидерных узаов и узла блокировки 2 оказываются запертыми. В этих условиях через базу входного транзистора 12 реагирующего органа 10 фидерного узла поврежденного фидера протекает ток разряда емкости 9, входной транзистор 12 закрывается, а выходной транзистор 14 открывается, что приводит к открытию тиристора 15, при наличии на его аноде попожитепьного потенциала выпрямленного напряжения нулевой поспедоватепьности. Этим исУстройство для селективной сигнализации однофазного замыкания на землю в компенсированной сети, реагируюшее на совокупность составпяюших частоты

Ю

1О

3$

45 кпючаетс» пож»а» работа. устройства при спучайных бросках тока (например, при включении кабеля на холостой ход), не сопровождающихся появлением напряже ния нулевой последовательности. После открытия тиристора 15 срабатывает исполнительный элемент 16, а также через диод 25 подается отрицательный потенциап на базу транзистора 24 блока запрета 3, который закрывается и снимает питание с транзисторов 13, 28 всех реагирующих органов, что предотвращает пожную работу всех остальных узлов.

При однофазном замыкании на. шинах ипи на питающем присоединении, обычно не охваченном трансформатором тока нулевой последовательности, уровень составляющих неосновной частоты тока, а значит и напряжение íà выходе согласующего трансформатора опредепяется длиной фидера, и на более длинном фидере будет больше. Однако в этом случае токи всех присоединений, а также напряжения на выходе допопнитепьных обмоток 21 согласующих трансформаторов 4 имеют одинаковые знаки (см. фиг.4). Так как обмотки соединены поспедоватепьносогласно, то на входе выпрямитепьного моста 19 узла блокировки. 2 напряжение пропорционально сумме напряжений дополнительных обмоток 21 согласующих трансформаторов всех присоединений, которое бопьше выхода с основной обмотки согласующего трансформатора 4 любого (даже самого длинного) присоединения. Следовательно, выпрямительные мосты 8 и диоды ll всех фиаерных узлов оказываются запретными. Срабатывает реагирующий орган 22 узла 2 блокировки и аналогично вышеуказанному снимается питание с транзисторов 13 всех фидерных узлов, что предотвращает их ложную работу.

Таким образом при замыкании как на отходящем фидере, так и на шинах устройство работает без ошибок. Это значит, что зона селективной работы включает в себя, кроме отходящих фидеров, шины подстанции, т.е. зона сепективности устройства расширена.

Формула изобретения

657508 выше промышленной токов нулевой последовательности присоединения в переходном режиме, содержащее дпя каждого из присоединений фидерный узел, выполненный на параллельно соединенных согла- 5 сующем трансформаторе, подключаемом к выходу трансформатора тока нулевой .последовательности, разряднике, резисторе, выпрямитепьном мосте с конденсатором на выходе, и реагирующем органе с ис- 16 попнитепьной цепью на;выходе, о т и ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эоны сепективности и повышения надежности работы, в него дополнительно введены блок питания по напряжений О нулевой последовательности, узел запре та и узел блокировки, выполненный на соединенных последовательно- согласно

:.дополнительных обмотках согласующих трансформаторов всех фидерных узлов, к выходу которых подкпючены параллельно соединенные разрядник, резистор и выпрямитепьный мост с конденсатором на вы-, ходе, к которому через диод подключен реагирующий орган с исполнительной цепью на выходе, которая через соответствующие диоды соединена с исполнительными цепями всех реагирующих органов и подключена к унравпяющему входу узла запрета, выполненного на транзисторе, выход которого соединен с запрещающим входом всех реагирующих органов, при этом исполнительные цепи реагирующих органов подключены к конденсатору в выходной диагонали выпрямительного моста блока питания по напряжению нулевой последовательности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство Ию 353309, Н 02 Н 3/16, 1966.

2. Авторское свидетельство % 458070, Н 02 Н 3/16, 1973.

3. Авторское свидетельство hh384172,Н 02 Н 3/16, 1971.

657508

Составитель Л. Васькова

Редактор Л. Баглай Техред И. Астапош Корректор О. Билак

Закаэ 1816/52 Тираж 856 Подписи,ое

1lHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, уп. Проектная, 4