Электрическая трехфазная сеть с устройст-bom для компенсации toka однофазного замы-кания ha землю

 

Союз Советских

Соцнапнстнческнх

Республнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()801182 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10,04.79 (2! ) 2766672/24-07 (5E)M. Кл.

H 02 Н 9/08 с присоединением заявки М

Гювудеротевниый комитет

СССР (23) Приоритет

По делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.01.81. Бюллетень Л» 4 (53) УД 1(621.316. .9 3 5.3 (088.8 ) Дата опубликования описания 02.02.81

В. И. Синицын и A. П. Ксенофонтов ",, тт

TF7 : (72) Авторы изобретения

Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) (7 l ) Заявители (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТРЕХФА ЗНАЯ СЕТЬ С УСТРОЙСТВОМ

ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ТОКА ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ

НА ЗЕМЛЮ

Изобретение относится к трекфазным сетям переменного тока с изменяющимся режимом работы нейтрали системы и может быть использовано в электрических установках с изолированной нейтралью любой отрасли промышленности и

5 транспорта, применяющих указанные сети, например на судах морского и речного транспортного и промыслового флота.

Известны трехфазные сети с перемен10 ным режимом работы ик нейтралей. Для одной из сети предложено три режима работы нейтрали сети в зависимости от режима работы самой сети: режим изолированной нейтрали сети в нормальном

15 режиме работы электроустановки; режим ,нейтрали, заземленной через активное сопротивление, при возникновении в электроустановке однофазного замыкания (о. з.) на землю (корпус)

20 режим глухозаземленной нейтрали при срабатывании пробивного предохранителя11), Однако она имеет большое количество предусмотренных режимов нейтрали сис2 темы (три) и значительное количество различного назначения элементов сети (искусственная и естественная нейтраль, два реле, трансформатор тока нулевой последовательности - ТТНП, магнитный пускатель, асимметр, пробивной предохранитель резисторы и др.) для обеспе

I чения единственной цели — селективно1о срабатывания защитно-отключающего устройства (ЗОУ). Известное устройство, отключая фидер с о. з., снижает надежность электроснабжения ответственнык потребителей, в то время как о. з. в сетях с изолированной нейтралью не является аварийным режимом и не требует немедленного отключения. В судовых условиях, например, потребители неотключаемой нагрузки составляют более половины установленной мощности электростанции и не допускают даже кратковременного перерыва в их электроснабжении.

Такая сеть укудшает условия электробезопасности в режимах переключения ее нейтрали, так как для селективного отклю801182

Известна сеть,нацежность работы Ко» торой с устройством переключения режимов работы ее нейтрали зависит от термической устойчивости замыкающего контакта асимметра в цепи нейтрали, который при значительных токах о. з. может оказаться приваренным, а нейтраль буцет постоянно заземлена через резистор в его цепи. Чувствительность переключающего устройства в целом зависит в конечном счете or чувствительности примененного

ТТНП. Однако чувствительность увеличивает габариты его и ведет к одновременному росту токов небаланса ТТНП, приводящих к ложным срабатываниям устройства в целом.

Эта сеть в нормальном режиме ее работы, т. е. при отсутствии в ней о. з., работает с изолированной нейтралью, а при возникновении в ней о. з. автоматически переводится в режим компенсированной .нейтрали (2) .

3 чения о. з. увеличивается ток о. з., а любое увеличение тока утечки на землю (корпус) не может одновременно и не ухудшить условия электробезопасности в этой сети; даже в нормальном режиме работы сети, т. е. при отсутствии в ней о. з., ее нейтраль не является чисто изолированной, так как она заземлена через емкость трех конденсаторов асимметра и катушку реле, что создает постоянно действующую цепь для токов утечки н а землю; при пере г оран и и предохрани тел я в одной из фаз асимметра или пробое конценсатора асимметра реле асимметра сработает, сеть перейцет в режим нейтрали, заземленной через резистор цаже при отсутствии в сети о. з., а сеть с заземленной нейтралью всегда опаснее, чем сеть с изолированной нейтралью того же на пряже ния.

Сеть не имеет приборов контроля изоляции и приборов, сигналиэирующих режим работы ее нейтрали в цанный момент.

Правила устройства электроустановок цля береговых предприятий и Правила Регистра СССР цля судов не допускают работу систем с изолированной нейтралью без эффективного контроля ее изоляции. Применение таких сетей, в которых предусматривается искусственное увеличение тока о. з. на землю (корпус), недопустиC мо в электроустановках взрыво- и пожароопаснык помещений. В судовых условиях, кроме того, увеличение тока о. з. недопустимо по условиям защиты от помех рад иоп рие ма.

5 !

О

4

Оцнако в этой сети отсутствует устройство, показывающее оперативному персоналу, в каком режиме работы нейтрали нахоцится сеть в данный конкретный момент времени, что необходимо для оценки ситуации в системе и цля своевременного принятия мер по прецупреждению и устранению о. з.; постоянно включенная на землю (корпус) цепь из трех реле

ФННП и четвертого реле, включенного в нулевую точку этого фильтра, увеличивает утечки тока на землю и снижает условия электробезопасности; при оцновременном увеличении напряжения по.отношению к земле (корпусу) в двух фазах возможно образование цепи цвухфазного короткого замыкания через контакты этик реле, включенные в фазы с пониженным напряжением, соединенные с индуктивностью и емкостью; в режиме о. з. дроссель и емкость цолжны быть настроены в том числе и на компенсацию тока утечки ФВНП из трек реле через четвертое; ециновременная настройка инцуктивности и емкости на резонансные условия с сетью в режиме о. э. ненацежна, так как о. з. могут возникать при различных изменяющихся параметрах сети, а их автоматическая настройка потребовала бы установки цополнительнык блоков, реагирующих на величину и фазу тока утечки, блоков переработки этик сигналов цля привода механизма изменения индуктивности и емкости и др.; релейно-контактная система включения индуктивности и емкости предполагает большое пусковое время от момента возникновения о. з. в сети до включения компенсирующик элементов на землю, которое будет продолжено переходным процессом вплоть цо выхода на установившееся значение, Все это ухудшает условия и точность компенсации тока о. э.

)1ель изобретения - повышение надежности электроснабжения потребителей, увеличение точности компенсации тока однофазного замыкания и уменьшение условий электробезопасности в сети.

Эта цель достигается тем, что в известной электрической сети с устройством для компенсации тока замыкания на землю, содержащей блок непрерывного контроля сопротивления изоляции, первый замыкающий контакт выкодного реле которого подключен последовательно с дросселем, подключенным к земле, другой вывод первого замыкающего контакта упомянутого выходного реле поцключен к нулевой точке сети, а параллельно.

15 ти пока не существует.

После устранения о. з. напряжение на дросселе, следовательно, и на параллельно подключенной к нему катушке реле 8 исчезает, и система самостоятельно пере25 . ходит в режим изолированной нейтрали.

При этом размыкаются контакты 11 в цепи дросселя 7, размыкаются. контакты

10 в сигнальной цепи и замыкаются контакты 9 в измерительной цепи устройстЭО

4Q

59

Формула изобретения

5 SO1 дросселю включена обмотка реле максимального напряжения, размыкающий кон» такт которого включен в измерительную цепь блока контроля сопротивления изо- . ляции, первый замыкающий контакт реле максимального напряжения — в сигнальную цепь блока контроля сопротивления изоляции, а параллельно первому замыкающему контакту выходного реле блока. непрерывного контроля включен второй замыкающий контакт реле максимального напряжения.

На чертеже представлена поинципиальная схема трехфазной сети с устройством для компенсации тока однофазного замыкания на землю.

Устройство и сеть работают следующим образом.

Трехфазная сеть с источником 1 в нормальном режиме, при отсутствии о. з., имеет изолированную нейтраль 2, обеспечиваюшую непрерывный контроль сопротивления изоляции фаз по отношению к земле (корпусу) блоком 3. Последнее имеет ,измерительную цепь на землю (корпус), в которую входит выходное реле

4 блока контроля изоляции или контактный мегомметр, замыкающие контакты 5 которого находятся в сигнальной цепи блока 3, При о. з., при однофазном снижении изоляции до величины, находящейся ниже уставки срабатывания1 блока контроля изоляции или при однофазном прикосновении человека к сети, выходное реле 4 замыкает свои контакты 5 в цепи звуковой или световой сигнализации блока 3, а также замыкает свои контакты 6 в цеци компенсируюшего дросселя 7.

Факт возникновения о. з. обнаружен, одновременно приняты технические меры по снижению величины тока î. з, дрос селем 7, который настроен на полную компенсацию емкостного тока о. з. Однако точность компенсации тока о. э. до отключения измерительной цепи блока 3 остается невысокой. Поэтому параллельно дросселю (реактору) 7 включена ка« тушка 8 реле максимального напряжения, имеющего размыкаюшие контакты 9 в измерительной цепи блока 3, замыкающие контакты 10 для сохранения сигнала об о. з. в сигнальной цепи этого устройства и замыкаюшие контакты 11 в последовательной с дросселем цени.

Такое сочетание контактов и цепей для их включения позволяет контактом

9 вывести из работы блок 3 непрерывного контроля сопротивления изоляции, 182 6 который в режиме о. з. сети не нужен, контактом 10 сохранить сигнал о неустраненном о. з., а контактом 11 остановить включенным на землю дроссель 7 после отключения контактов 6 реле 4.

Далее оперативный дежурный персонал принимает меры к поиску и устранению о. з. в сети уже в условиях меньшей опасности, так как негативное влияние тока о. з. дросселем сведено до минимуИзвестно, что в режиме неустраненного, но скомпенсированного о. з. вероятность его перехода в междуфазное ко» роткое замыкание через землю (корпус) уменьшается в два раза. Это обстоятельство особенно важно для судовых условий, где эффективных средств поиска места о. э. в разветвленной судовой сева. Блок контроля изоляции включается в работу.

Предлагаемое устройство целесообразt но испольэовать в сетях напряжением до

1000 В с изолированной нейтралью при их переводе в режим компенсации токов о. з. при большом удельном весе ответственных потребителей неотключаемой нагрузки в установленной мощности электроустановки в целом. Такими сетями являются, например, судовые электроэнергетические установки морского и речного транспортного и промыслового флота, электроустановки горнодобываюшей, геологоразведочной, хлопчатобумажной и текстильной промышленности, электроустановки предприятий черной и цветной металлургии и др.

Электрическая трехфазиая сеть с устройством для компенсации тока однофазного замы кания на зятю, содержашая блок непрерывного контроля сопротивления изоляции, первый замыкающий контакт выходного реле которого поцключен последовательно с дросселем, подключенным к земле, 8011 82

Составитель Л. Васькова

Редактор M. Ткач Техред М.Федорнак Корректор H. Швыдкая

Заказ 10448/74 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ 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 отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения ответственных потребителей, увеличения точности компенсации тока однофазного замыкания и улучшения условий электробезопасности в сети, другой вывод первого замыкающего контакта упомянутого выходного реле подключен к нулевой точке сети, а параллельно дросселю включена обмотка реле максимально- 10 го напряжения, размыкающий контакт которого включен B измерительную цепь блока контроля сопротивления изоляции, первый замыкающий контакт реле максимального напряжения — в сигнальную цепь блока контроля сопротивления изоляции, а параллельно первому замыкающему контакту выходного реле блока непрерывного контроля включен второй замыкающий контак реле максимального напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. 0апенко Е. Ф. Защита от замыканий на землю s сетях 220-380 в передвижных установках. "Промышленная энергетика, 1952, No. 2.

2. Авторское свидетельство СССР

М 576637, кл. Н 02 Н 1/02, 1975.