Устройство для защиты сетей 6-35квот замыканий ha землю

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ.СВИ ИТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<,799065 (63) Дополнительное к аат. саид-ву— (2?) Заявлено 11..12. 78 (21) 2729737/24-07 (51)М„Кл з

Н 02 Н 3/16 с присоединением заявки Нов

Гоеуяяретвеииый комитет

СССР ио ямам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано230181. Бюлле ень Но 3 (53) УДК 621.316. .925 (088. 8) Дата опубликования описания 2 3. 0181 (72) Авторы изобретения

Ю.И. Сердюк, A.À. Галузо и И. Г. Заикин

4 (-) Ь

Ф3@ ЙйюЫФ

Восьмой челябинский участок энергоснабжения

Южно-Уральской железной дороги (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СЕТЕЙ 6-35 KB

ОТ ЗАМЫКАНИИ HA ЗЕМЛЮ

Изобретение относится к защите в электротехнике и может быть использовано для,защиты сетей напряжением

6-35 кВ с изолированной Нейтралью, оборудования распредустройства.

Известно устройство для защиты линии электропередачи от замыканий на землю, содержащее трансформаторы. тока и напряжений, элемейт выявления повреждения и исполнительный орган

l1) .

Известно также устройство защиты от замыканий на землю, содержащее элемент выявления поврежденного йрисоединения (которым является индика- И тор наибольшего напряжения), подключенный к вторичным обмоткам трансформаторов тока нулевой последовательности, установленных на защищаемых— присоединениях, пусковой орган, под" 2I ключенный к вторичной обмотке транс" форматора напряжения нулевой последо- вательности, и исполнительный орган, подключенный к элементу вйявления поврежденного присоединения l2). 25

Известное устройство имеет недостаточную чувствительность.Оно реаги-. рует на ток 0,9-1,2А и дальнейшее повышение чувствительности его возможно лишь за счет усложнения схемы 30 устройства и применения более совершенных и дорогостоящих элементов.

Кроме того, известное устройство может ложно срабатывать при кратковременных помехах в сетях.

Цель изобретения — повысить чувствительность устройства и исключить ложные срабатывания.

Для достижения поставленной цели устройство для защиты сетей 6-35 кВ от замыканий на землю, содержащее трансформатор напряжения и трансформаторы тока нулевой последовательности по числу присоединений, которые через блок преобразования сигнала . присоединены к элементу выявления поврежденного присоединения, соединенному с выходным органом, ко вторичной обмотке трансформатора напряженин присоединен пусковой орган, контакты которого включены в цепь включения элемента выявления повреждения, дополнительно введена цепь из последовательно соединенных коммутирующего элемента и органа контроля, шунтирующая вторичную обмотку трансформатора напряжения, соединенную в разомкнутый треугольник, при этом контакты пускового органа включены в цепь управления коммутирую799065 щего органа, а контакт контролирующе го ор ган а в ключе н в цепь от ключени я элемента выявления повреждения.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит трансформа- 5 торы 1 тока, вторичные обмотки которых через блок 2 преобразования подключены к элементу 3 выявления повреждения, связанному с исполнитель- ным органом 4. 10

Пусковой„ орган 5 подключен ко вторичной обмотке трансформатора б напряжения, соединенной в разомкнутый треугольник, контакты 7,8 и 9 пускового органа 5 включены в цепь включения элемента 3 и в цепь включения коммутирующего органа 7. Цепь из последовательно соединенных коммутирующего органа 10 и контролирующего органа 11 шунтирует вторичную обмотку трансформатора напряжения 6.

Контакт 12 контролирующего, органа 11 включен в цепь органа 3.

Все элементы устройства являются типовыми и выпускаются промышленностью. Пусковой орган представляет 25 собой сочетание контактно-релейных или полупроводниковых элементов и имеет выдержку времени на возврат.

Элемент выявления повреждения состоит из полупроводниковых элементов ЗО и работает в повторно-кратковременном режиме. Элемент выявления1поврежденного присоединения содержит микровычислительную машину (например, микропроцессор) или полупроводнйковые элементы, защитные устроиства (например разрядники) резисторы и т.п. Исполнительный орган ныполнен на контактно-релейных или полупроводниконых элементах, Устройство работает следующим образом.

При возникновении н сети однофазного замыкания на землю в о6МОТке трансформатора напряжения нулевой последовательности появляется ф5 напряжение, которое подается на пусковой орган 5. Его установка подбира. ется с учетом отстройки от максимального значения 3 Чо н нормальных (не аварийных) режимах. Пусковой орган

5 включает одновременно коммутирующий орган 10 и элемент. выявления поврежденного присоединения 3. Орган

10 закорачинает вторичную обмотку трансформатора напряжения нулевой последовательности, в результате чего в поврежденном присоединении появляется дополнительная составляющая тока однофазного короткого замыкания .более 1А (до 3А при напряжении в сети 10 кВ) . Элемент 3 выяв- 60 ления поврежденного присоединения путем поочередной проверки выявляет поврежденное присоединение, имеющее максимальное значение тока нулевой последовательности. После определения 65 поврежценного присоединения элемент 3 дает сигнал исполнительному органу 4, который дает команду на соответствующий коммутационный аппарат.

Если замыкание на землю исчезает раньше, чем элемент 3 выявления поврежденного присоединения определяет поврежденное присоединение, то срабатывает контролирующий орган ll который выключает элемент 3.

При полном однофазном замыкании в сети по первичным обмоткам двух фаз

HTHH-6 проходит ток в (3 раэ меньше накладываемого .тока, т.е. 0,9-

1,2 А. Следовательно на стороне высокого напряжения могут быть установлены обычные предохранители типа

ПТК, плавкие вставки которых горят при токе 1,5 A за 8 мин. Для надеж- ности в цепи обмотки напряжения нулевой последовательности может быть установлен автомат максимального тока с гидравлическим замедлителем типа

AK-50-2 мГ, который включает 60 A за время от 3 до 20 с. Может быть так же предусмотрен орган, который при значительном токе через орган 7 в течение более 2-6 с,отключает выключатель питающего шины 6-10 кВ си-. лового трансформатора или т.п. Этот орган может быть связан, например, с трансформатором с Ферритоным сердечником, Токи нулевой последовательности неповрежденных фаз присоединений и дополнительный ток от трансформатора напряжения с закороченной обмоткой, соединенной в открытый треугольник, при однофаэном коротком замыка" нии суммируются в месте однофазного короткого замыкания и протекают через трансформатор тока нулевой последовательности (ТНП) поврежденного присоединения к сборным шинам.

Таким образом, ток через ТНП поврежденного присоединения наибольший по величине и не ниже дополнительного тока от трансформатора напряжения с закороченной обмоткой, значит не менее 1,7 А, Благодаря дополнительной составляющей тока от ТНП с закороченной обмоткой, соr единенной в открытый треугольник, величина тока для выявления повреждения достаточно большая (ие менее

1,7 A) при однофазном коротком замыкании на любом присоединении, даже с очейь малым собственным током однофазного замыкания. Значит выявление поврежденного присоединения может быть произведено достаточно надежно с исключением ложной работы устройства из-за недостаточных величин токов однофазных коротких замыканий. Если бы короткоэамкнутый трансформатор напряжения отсутствовал и ток небаланса трансформатора

ТНП при сравнительно большой нормальной нагрузке был большим (например

799065

О, 1-0,6 А) и соизмерим с током однофазного короткого замыкания или даже превосходит его,устройство работало бы ложно и выявление однофазного замыкания было бы невозможно. Ложная работа устройства исключается так.же потому, что при кратковременном переходящем однофазном коротком замыкании на землю контролирующей орган 7 выключает элемент выявления поврежденного присоединения. о если замыкание на землю исчезает раньше, чем элемент выявления определит и отключит поврежденное присоединение.

Так как коммутирующий орган закорачивает вторичную обмотку трансфор" матора напряжения, соединенную в открытый треугольник лишь при появлении признака замыкания на землю с последующим отключением поврежденного присоединения даже с очень малым соб- 20 ственным током однофазного замыкания, то тем самым исключается отключение автомата максимального тока, сгорания предохранителей ПКТ на высокой стороне и т.д. 25

Введение органа 10 исключает ложную работу устройства и при случайном замыкании контакта органа 5.

Кратности перенапряжений при дуго- . вых неустойчивых замыканиях на землю, а также вероятность двойных замыканий (предоставляющих наибольшую опасность для людей) уменьшается, когда активный ток составляет 50-100% полного емкостного тока замыкания на землю. При неустойчивом, перемеживающимся замыкании фазы на землю уменьшается действующее значение тока и падение напряжения на контуре заземления и, следовательно, напряжение прикосновения и шага. При 4О наличии активной составляющей они снижаются приблизительно в два раза.

Ток перемеживающего замыкания уменьшается при заземлении нейтрали через короткозамкнутый трансформатор 4 напряжения НТИИ, что способствует исключению ложных срабатываний устройства защиты от помех при перемеживающихся однофаэных замыканиях.

Таким образом одним устройством можно обеспечить защиту всех присоединений сети. Устройство реагирует на Tоки однофазных коротких замыканий присоединений, собственный емкостный ток которых менее 0,07 А.

Вместе с тем исключаются ложные срабатывания устройства.

Формула изобретения

Устройство для защиты сетей 635 кВ от замыканий на землю, содержащее трансформаторы тока нулевой последовательности по числу присоединений, которые через блок преобразования сигнала присоединены к эле-, менту выявления поврежденного присоединения, соединенному с выходным органом, ко вторичной обмотке тРВюсформатора напряжения присоединен ®Cковой орган, контакт которого включен в цепь включения элемента выявления повреждения, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения чувствительности и исключения ложного срабатывания,. дополнительно введена цепь из последовательно соединенных коммутирующего элемента и органа контроля, щунтирующая вториЧную обмотку трансформатора напряжения, соединенную в разомкнутый треугольник, при этом контакты пуско- вого органа включены в цепь управления коммутирующего органа, а контакт контролирующего органа включен в цепь отключения элемента выявления повреждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 319990, кл. Н 02 Н 3/16, 1966.

2. Бухтояров В.Ф. Устройство для защиты от замыканий на землю ж.электрические станции Р 9,1978,77.

Составитель Л. Кор не ев а

Редактор Н.Лазаренко Техред И.Асталош КорректорГ.Решетник.

Заказ 10085/79 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Иосква,Ж-35,Pаушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент,r.Óæãoðoä,óë.Проектная,4