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

 

714559

QllNCAHHEI

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

It АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Сецналмстнмеских

Республик

В П -1- » .:

" 5 " .Ъ > (6 1 ) Дополнительное к а вт . с вид- ву —, (22) Заявлено 03.04.78 (21) 2597918/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

1) М.К .

Н 02 Н 3/16

Гасударатеенный амнтет

СССР на делам нэеаретеннй н еткрмтнй

) УДК 621.316.

925 (088 8) Опубликовано 05.02.80. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 15.02.80 (72) Авторы изобретения

В. А. Гришин, А. С. Машенцев и А. А. Юрьев с.

Восточный научно-исследовательский институт по безопасности работ в горной промышленности (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ ЙЕЙТРА г1ЪЮ

Изобретение относится к релейной защите энергосистемы от однофазного замыкания на землю и предназначено для сетей с изолированной нейтралью при наличии или отсутствии компенсаторов емкости фаз бтносительно земли.

Известно устройство -для защиты от од- нофазных замыканий на землю в сети с изолированной и компенсированной нейтралью, включающее токочувствительный элемент, связанный одним входом с трансформатором тока нулевой последовательности, а другим входом через регулируемый фазовращатель — с трансформатором напряжения нулевой последовательности, и выполненный на датчике ЭДС Холла с дифференциальным усилителем, базовые входы трансзиторов которого объединены через конденсаторы между собой, усилитель и исполнительный элемент. Селективность работы устройства обеспечивается путем выделения постоянной составляющей сигнала токочувствительного элемента с помощью дифференциального усилителя и определения ее знака (1).

Недостатком устройства является его сложность и малая надежность. Кроме того, 2 устройство не может работать селективно в сетях с некомпенсированной нейтралью из-за отсутствия средств для отстройки от емкостных переменнйх токов утечки в неповрежденных присоединениях.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство основанное на принцитте наложений выпрямленного оперативного тока утечки на контролируемую сеть. В этом устройстве в качестве реагирующего органа применен управляемый генератор на транзисторах, частота, которого зависит от индуктивности трансформаторного датчика тока нулевой последовательности. Повреждение изоляции фиксируется изменением частоты генератора при подмагничивании, сердечника трансформатора выпрямленным током утечки за счет последовательного включения диода и сопротивления между нейтралью питающего трансформатора и землей (2).

Недостатком этого устройства является неселективность в работе при применении в сетях с некомпенсированной нейтралью в результате того, что переменная составляю714559

1о ный элемент выполнен на магнитодиодах, расположенных в радиальном разрезе торои-, зо ния в сердечнике датчика тока возникает магнитный поток, пропорциональный создан-зо щая тока утечки, замыкаясь через емкости неповрежденных присоединений, вызывает достаточное для ложного срабатывания подмагничивание соответствующих трансформаторов.

Цель изобретения — обеспечение селективности путем отстройки от емкостного переменного тока нулевой последовательности.

Это достигается тем, что в предложенное устройство, содержащее источник выпрямленного оперативного тока утечки, датчик тока нулевой последовательности на тороиде с чувствительным элементом, связанным с исполнительным органом, и источник питания, введен конденсатор, а чувствительда и включенных по мостовои схеме, в одну диагональ которои включен источник питания, а в другую — параллельно соединенные конденсатор и исполнительный орган.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — принципиальная схема.

Схема защиты включает сеть с изолированной нейтралью 1 защищаемые присоединения 2, диод 3, резистор 4, емкости 5 фаз относительно земли, сопротивление утечки

6, контур 7 выпрямленного оперативного тока, контур 8 емкостного переменного тока, устройство защиты 9. Датчик тока нулевой последовательности, входящий в устройство защиты, представляет собой разомкнутый тороидальный сердечник, в радиальный зазор которого помещены магнитодиоды 10—

13, чувствительные к направлению магнитного потока. Магнитодиоды 10 и 1 повернуты относительно магнитодиодов 12 и 13 на !

80 В одну из диагоналей моста, образованного магнитодиодами, включен источник питания через подстроечный резистор 14, служащий для установки симметрии плеч, в другую — параллельно соединенные исполнительный орган — реле 15 и конденсатор 16. Защита присоединения от замыкания на землю осуществляется следующим образом.

При отсутствии замыкания на землю проводимости магнитодиода 10 — 13 одинаковы, поэтому потенциал выходной диагонали равен или близок нулю, конденсатор 16 разряжен, а реле 15 обесточено. При появлении утечки через активное сопротивление 6 в какой-либо фазе защищаемого присоединеному с помощью диода 3 и резистора 4 выпрямленному оперативному току и переменному емкостному току, замыкающемуся через емкости фаз относительно земли исправных присоединений. В зависимости ot направления магнитного потока одна из пар зо зз ао

4з магнитодиодов, включенных в противоположные плечи моста, увеличивает свою проводимость относительно другой. В результате конденсатор 16 заряжается до напряжения, соответствующего амплитуде и длительности магнитного потока одного направления. При изменении направления потока конденсатор 16 перезаряжается.

При протекании по присоединению 2 переменного тока утечки магнитный поток будет также переменным, что не вызывает срабатывания исполнительного органа — реле 15. Этим достигается отстройка от емкостного переменного тока нулевой последовательности.

При наличии в токе утечки постоянной составляющей в каждом периоде магнитного потока одна пара магнитодиодов увеличивает проводимость более значительно и на более продолжительное время, чем другая, поэтому конденсатор 16 систематически подзаряжается в одном направлении до напряжения срабатывания исполнительного органа -- реле 15. Последнее подает сигнал на отключение поврежденного присоединения.

Предложенное устройство обладает селективностью действия как в компенсированных, так и в некомпенсированных сетях с изолированной нейтралью, дешево и надежно. Применение его в электрических сетях промышленных предприятиях повышает надежность и безопасность при их эксплуатации.

Формула изобретения

Устройство для защиты от замыкания на землю в электрической сети с изолированной нейтралью, содержащее источник выпрямленного оперативного тока утечки, датчик тока нулевой последовательности на тороиде с чувствительным элементом, связанным с исполнительным органом, и источник питания, отличающееся тем, что, с целью ловышения селективности путем отстройки от емкостного переменного тока нулевой последовательности, в него введен конденсатор, а чувствительный элемент выполнен на магнитодиодах, расположенных в радиальном разрезе тороида и включенных по мостовой схеме, в одну диагональ которой включен источник питания, в другую — параллельно соединенные конденсатор и исполнительный орган.

Источники инфдрмации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 558341, кл. И 02 Н 3/16, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 536555, кл. Н 02 Н 3/16, 1976.

714559

Составитель Л. Васькова

Техред К. Шуфрнч Корректор М. Шароши

Тнрша 783 Подписное

Редактор И. Алышева

Заказ 9341/64

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4