Устройство для защиты от замыкания на землю с автоматическим повторным включением в сети с изолированной нейтралью

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик о>792433

Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 200678 (21) 2629900/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 3012.80, Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 30 ° 12-80 (51}М, К„З

Н 02 Н 3/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретениЯ и открытий (53) УДК 621 316. .925(088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Будников и Н. П. Лысоченко

Всесоюзный научно-исследовательский институт золота и редких металлов (71) 3 а яв и тель (54) УСТРОЙСТВО,ЦЛЯ ЗЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЧ

HA ЗЕМЛЮ С АВТОМАТИЧЕСКИМ ПОВТОРНОМ

ВКЛЮЧЕНИЕМ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОИ

НЕИТРАЛЫО

Изобретение относится к электротехнике, а конкретно к устройствам для защиты от замыканий на землю с автоматическим повторным включением контролируемых присоединений сетей напряжением более 1000 В с изолированной нейтралью.

Изобретение предназначено для использования в сетях с небольшим током замыкания на землю (до 5 А), когда не обеспечивается селективное отключение сущестсвующими защитами некоторых видов повреждений (дуговые замыкания и т.п.), что вызывает длительный простой исправных потребителей. Устройством предусматривается предотвращение автоматического поворотного включения на неустранившееся замыкание с предварительным (опережающим) контролем изоляции.

Известны устройства защиты и автоматического поворотного включения (АПВ), производящие ускоренное действие защиты в случае повторного включения на продолжающееся короткое замыкание. Ускорение обеспечивается вводом в работу быстродействующей защиты или автоматическим шунтированием на некоторое время органа выдержки времени основной защиты

Е11

Недостаток этого устройства заключается в том, что достигается

5 лишь сокращение времени существования короткого замыкания, после того как произойдет повторное включение на устойчивое замыкание. Кроме того, в известном устройстве необ10 ходима отстройка токового реле быстродействующей защиты от пусковых токов потребителей.

Известны также устройства для защиты от замыкания на землю, со15 держащие схемы АПВ с блокировкой повторного включения поврежденного потребителя. Такая блокировка осуществляется реле контроля изоляции, которое непрерывно ведет изме2Q рение сопротивления изоляции. При снижении величины изоляции ниже допустимого срабатывает это реле и не позволяет включить потребитель 12) .

Питание этого устройства осуще25 ствляется от рабочего напряжения контролируемой сети, а измерение сопротивления изоляции производится на постоянном оперативном токе от выпрямителей, включенных также на

Зр эту сеть. Такой принцип исключает

792433 возможность использования этого устройства в сетях с рабочим напря жением более 1000 В, что и является его недостатком. . Этот недостаток исключается в устройстве для защиты от замыканий на землю с автоматическим повторным включением, которое является наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту.

Это устройство содержит измерительный трансформатор напряжения и трансформатор тока нулевой последовательности, блок токовой защиты нулевой последовательности, проме жуточное реле, реле AIIB, фильтровое реле, выключатель с катушками включения и отключения. При возникновении повреждения срабатывает блок токовой защиты нулевой последовательности и отключает выключатель поврежденной линии. Реле AIIB подает команду на включение выключателя и с помощью промежуточного реле и его размыкающего контакта разрывает цепь отключения выключателя от блока то.ковой защиты. Выключатель повторно отключится только после срабатывания фильтрового реле, реагирующего на сумму высших гармоник напряжения нулевой последовательности, а это ЗО произойдет. в случае перемещающегося дугового замыкания. Следовательно, устройство различает виды повреждения и допускает повторное включение и работу при глухом замыкании 35 и не допускает работу при дуговом замыкании, сокращая время существования этих замыканий после повторного включения 131.

В электрических сетях горных пред 4() приятий напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью для обеспечения электробезопасности требуется быстрое отключение участка сети с поврежденной изоляцией. Поэтому работа таких установок при нали- 45 чии глухого замыкания недопустима.

Наличие этого недостатка у известного устройства не позволяет использовать его в электрических сетях горных предприятий. Кроме того, не- 50 достатком является и то, что устойчивое замыкание определяется только после повторного вклЮчения линии, а4 это может привести к развитию аварии. 55

Целью изобретения является предотвращение повторного включения на устойчивое короткое замыкание, т.е. осуществление опережающего контроля изоляции, когда в бестоковую паузу происходит определение 6() состояния изоляции и только после этого, в,случае самоустраняющегося повреждения или неселективного отключения (когда сопротивление изоляции в допустимых пределах), произ- 65 водится автоматическое повторное включение.

В случае наличия устойчивого замыкания любого вида (глухого или перемещающегося) предлагаемое устройство дает запрет на автоматическое повторное включение.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемое устройство, содержащее измерительный трансформатор напряжения и трансформатор тока нулевой последовательности, подключен ные к входам блока защитного отключения с выходным реле, один выход которого соединен через замыкающий блок-контакт выключателя с катушкой отключения, другой — с реле автоматического повторного включения (ЛПВ), замыкающий контакт которого подключен к катушке включения через размыкающий блок-контакт выключателя, снабжено блоком опережающего контроля изоляции, вход которого соединен с заземлением и подключен к контролируемой линии через последовательно соединенные замыкающий контакт выходного реле блока защитного отключения и размыкающий блок-контакт выключателя, а выход подключен к входу "Запрет" реле AIIB, причем блок опережающего контроля изоляции выполнен на соединенных последовательно элементе измерения и элементе сравнения.

На чертеже представлена принципиальная блок-схема устройства для защиты от замыкания на землю с автоматическим повторным включением.

Устройство для защиты от замыканий на землю включает в себя блок защитного отключения 1, трансформатор напряжения 2, блок опережающего контроля изоляции 3, реле

AIIB 4, автоматический выключатель

5 с катушками включения 6 и отключения 7.

Блок l содержит связанные между собой трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП) 8, реле защиты 9 с замыкающим контактом 10 и выходное реле 11 с контактами 12, 13 и 14. Контакты выходного реле 11 имеют следующие соединения: контакт

12 соединяется через блок-контакт

15 автоматического выключателя 5 с катушкой отключения 7; контакт

13 соединяется с блоком контроля изоляции 3, а через блок-контакт

16 - с контролируемой линией; третий контакт 14 соединен с реле АПВ, Блок контроля изоляции 3 содержит элемент измерения 17, вход которого подключается к заземлению и к защищаемой линчи через контакт

13 выходного реле 11 и размыкающий блок-контакт 16 выключателя 5, и элемент сравнения 18, на вход которого поступает сигнал от выхода элемента измерения 17 и опорный сигнал

792433

О

Формула изобретения

Rö,, а выход подключен к входу "3aпрет" реле АПВ.

Контакт 19 реле AIIB связан с катушкой включения б автоматического выключателя через его размыкающий блок-контакт 20.

Данное устройство защиты может быть установлено на подстанциях

110-35/6-10 кВ или РП 6-10 кВ и подключено так, чтобы после отключения контролируемой линии источник оперативного тока сохранялся.

Устройство работает следующим образом.

До возникновения повреждения изоляции контролируемой линии сигнал, вызывающий срабатывание блока защиты, не возникнет и электрооборудование будет находиться в нормальном, рабочем состоянии.

При повреждении изоляции на выходе ТТНП 8 появляется сигнал, вызывающий срабатывание реле защиты 9.

Контакт 10 этого реле замыкается и включает выходное реле 11, замыкающее свои контакты 12, 13, 14 в цепи катушки 7 отключения выключателя, в цепи подключения блока контроля изоляции 3 и контролируемой линии и в цепи пуска реле АПВ 4. С отключением выключателя 5 замыкается его блок-контакт 16 и подключает блок контроля изоляции 3 к линии.

На вход измерительного элемента

17 поступает сигнал, соответствующий сопротивлению изоляции относительно земли. Измеренный сигнал

f(R») подается на вход элемента сравнения 18 и сравнивается с сопротивлением уставки R„„. В случае снижения изоляции ниже допустимого, т.е.

f (R„>) CRY > на входе элемента сравнения образуется сигнал запрета АПВ.

Если сопротивление изоляции находится в допустимых пределах, т.е.

f(R )rR„, то сигнал на запрет АПВ не подается и срабатывание реле АПВ по истечении необходимой выдержки времени, на которую оно настраивается, замыкает свой контакт 19 в цепи катушки б включения выключателя и линия включается в работу.

Использование в этом устройстве блока опережающего контроля изоляции дает воэможность осуществлять автоматическое повторное включение линии электропередачи сетей напряжением более 1000 В с изолированной нейтралью.

Наиболее эффективное использование данного устройства может быть на предприятиях, где по правилам

ЗО

60 безопасности не разрешается длительная эксплуатация сети в режиме однофазного замыкания на землю и где затруднено определение места повреждения из-за сильно разветвленной сети.

Экономическая эффективность от применения этого устройства определяется за счет снижения ущерба, связанного с простоем оборудования при аварийных отключениях. По многолетним статистическим наблюдениям известно, что из всего количества включений устройств AIIB успешные включения составляют 50-60%. Следовательно, можно считать, что на столько же сократился ущерб, который сохраняется после применения селективных защит, но до внедрения АПВ.

Устройство для защиты от замыкания на землю с автоматическим повторным включением в сети с изолированной нейтралью содержащее измерительный трасформатор напряжения и трансформатор тока нулевой последовательности, подключенные к входам блока защитного отключения с выходным реле, один выход которого соединен через замыкающий блок-контакт выключателя с катушкой отключения, другой — с реле автоматического повторного включения (АПВ), замыкающий контакт которого подключен к катушке включения через размыкающий блок- . контакт выключателя, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью предотвращения повторного включения на устойчивое короткое замыкание, оно снабжено блоком опережающего контроля изоляции, вход которого соединен с заземлением и подключен к контролируемой линии через последовательно соединенные замыкающий контакт выходного реле блока защитного отключения и размыкающий блок-контакт выключателя, а выход подключен к входу "Запрет" реле AIIB, причем блок опережающего контроля изоляции выполнен на соединенных последовательно элементе измерения и элементе сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Богорад А.M. и Назаров Ю.Г.

Автоматическое повторное включение в энергосистемах. М., "Энергия", 1969, с. 21.

2. Шипунов Н.В. Защитное отключение. М., "Энергия", 1968, с. 119.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 409333, кл. Н 02 Н 3/16, 1971.

792433

Составитель Л. Василькова

Редактор З.Ходакова Техред Л. Сердюкова Корректор М. Коста

Заказ 9592/57 Тираж 783 Подписное

BHHHtIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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