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

 

Союз Советски н

Социалистическим

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 892557 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.11. 79 (21) 2860152/24-07 с присоединением заявки йе(23) Приоритет

Опубликовано 23 ° 12 ° 8" ° Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 23 12 81 (51)М. Кл.

Н 02 Н 3/16

Гоаударственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316. .925(088.8) Г" (72) Авторы изобретения

В.Ф.Бухтояров и И.В.Бухтояров (71) заявители о (54) УСТ ОЙС О gJ1S 3AQVITbl OT 3AMbIKAHNR

НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ

НЕЙТРАЛЬЮ

Изобретение относится к электро- технике, в частности к устройствам для защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью.

Известно устройство для защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, содержащее трансформатор напряжения нулевой последовательности, к вторичной обмотке которого подключен пусковой орган, трансформаторы тока нулевой последовательности, вторичные обмотки которых связаны с реагирующими органами, и исполнительные органы 11g.

Недостатком этого устройства является возможность неселективного срабатывания от собственных емкостных токов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для защиты от замыкания на землю, которое выявляет поврежденную фазу, подключает к поврежденной фазе опорный генератор с заземленным полюсом, образуя контур для протекания тока опорного генератора через место повреждения, в случае превышения указанным током уставки исполнительного органа, последний срабатывает $2).

Однако известное устройство может неселективно работать в сетях с большим емкостным током. Наличие же опор о ного генератора усложняет устройство и увеличивает потребление мощности.

Целью изобретения является уменьшение потребляемой мощности и повыше15 ние селективности.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее трансформатор напряжения нулевой последовательности, к выходу которого присоединен пусковой орган, избиратель поврежденной фазы, входы которого подключены к сети через трансформатор напряжения, трансформатор тока нулевой последовательности, к з

89 вторичной обмотке которого подключен реагирующий орган и исполнительный орган, снабжено блоком автоматического отключения фаз выключателя источника питания сети блоком автоматичес1 кого включения фаз выключателя источника питания сети, дополнительным выключателем, блоком управления дополнительным выключателем, блоком обеспечения однократного действия и датчиками положения соответственно выключателя фазы источника питания, выключателя присоединения и дополнительного выключателя, при этом выходы избирателя поврежденной фазы соединены с входами упомянутого блока автоматического отключения, к запускающему входу которого подключен выход пускового органа, к блокирующему входу подключен выход блока обеспечения однократности действия, входы которого соединены соответственно с выходом блока управления дополнительным выключателем, с выходом упомянутого блока автоматического отключения и с выходом упомянутого блока автоматического включения, входы последнего подключены соответственно к выходу блока обеспечения однократности действия, к выходу пускового органа и к выходам датчиков положения выключателя присоединения, датчика положения дополнительного выключателя, и датчиков положения выключателя фаз источника питания, к выходам последних подключены также входы блока управления дополнительным выключателем, выход которого соединен с управляющим входом размыкающего ключа, подключенного параллельно вторичной обмотке трансформатора тока нулевой последовательности, а упомянутый выше трансформатор напряжения подключен к выводам источника питания сети до выключателя фаз источника питания.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит трансформатор напряжения с вторичной обмоткой, соединенной в разомкнутый треугольник, представляющий собой трансформатор напряжения нулевой последовательности (ТННП)1, подключенный к выводам источника питания сети, пусковой орган (ПО) 2, подключенный к вторичной разомкнутой обмотке ТННП, на выходе которого появляется напряжение нулевой последовательности, э

2557 4

1О

25 зо

З5

55 избиратель поврежденной Фазы (ИПФ)

3, входы которого присоединены к в ричной обмотке трансформатора 1, со диненной звездой, блок автоматическо го отключения Фаз источника питания сети (БАОФ) 4, входы которого подключены к выходам ИПФ 3 и к выходу ПО

2, а выходы - к цепям отключения фаз

5-7 выключателя ввода (не показаны), блок автоматического включения фаз источника питания сети БАВФ 8, входы которого подключены к выходу ПО 2 и к датчикам отключенного положения (ДОП) 9-11, фаз 5-7 выключателя ввода и к ДОП 12, 13 выключателей 14 и !

55, установленных соответственно в нейтрали источника питания и на защищаемом присоединении (линии) 16, установленный на присоединении 16 трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП) 17, к вторичной обмотке которого параллельно подключены размыкающий ключ 18 и реагирующий орган (РО) 19, выполненный в виде триггера, выход которого подключен к исполнительному органу (ИО)

20, блок управления (БУ) 21 дополнительным выключателем 14, входы которого подключены к выходам ДОП. 9-11, ПО 2 и РО 19, а выходы - к управляющему входу ключа 18 и к цепям управления выключателем 14 (не показаны), блок обеспечения однократности действия устройства (БООД) 22, связанный с БАОФ 4, БАВФ и БУ 21, резистор

23, включенный между выкпючателем

14 и землей.

ИПФ 3 выбирает поврежденную фазу.

БАОФ 4 осуществляет одновременное отключение двух здоровых фаз сети, а

БАВФ 8 производит их повторное включение через определенный промежуток времени после отключения выключателей 14 и f5.

БАОФ 4 осуществляет так>не отключение всех фаз выключателя ввода в случае несрабатывания защиты линии

16 или неотключении выключателя 15..

В качестве датчиков отключенного положения 9-13 могут быть применены блок - контакты их выключателей.

БУ 21 обеспечивает автоматическое отключение и включение через заданный промежуток времени выключателя

14 ° Отключение его производится через время, достаточное для надежного срабатывания РО 19.

БООД 22 исключает возмо>нность многократного действия устройства

8925 при отказе в срабатывании какого-либо элемента или узла.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии замыкания на землю фазы 5-7 выключателя ввода и выключатель 15 включены, а выключатель 14 отключен, ПО 2, PO 19, ИО 20 находятся в исходном состоянии. Ключ 18 замкнут. Этим исключается ложная работа

Р0 t9 от бросков собственных емкостных токов при внешних замыканиях на землю. Сигналы на выходах датчиков

9-13 отсутствуют.

При возникновении однофазного замыкания на землю на линии 16, например на нижней фазе в точке К 1, срабатывает ПО 2, который подает сигналы на входы БАОФ 4, БАВФ 8, БУ 21.

Одновременно с этим на одном из входов БАОФ 4 появляется сигнал, указывающий поврежденную фазу, а на двух выходах этого блока появляются сигналы, поступающие в цепи отключения здоровых Фаз 6,7 выключателя ввода. После их отключения на выходах

ДОП 10, 11 появляются сигналы, поступающие в БАВФ 8 и БУ 21. Последний генерирует импульс на включение выключателя 14 и на размыкание ключа 18.

Выключатель 14 включается и кейтраль источника питания сети через резистор 23 соединяется с землей. Величина сопротивления резистора 23 выбирается из условия надежности срабатывания PO 19 и электробезопасности. Фаза 5, т.е. поврежденная, остается во включенном положении. При этом создается замкнутый контур, образованный точкой К 1, проводом нижней фазы линии 16, выключателем 15, пофазным выключателем 5, нижней обмоткой источника питания, выключателем 14, резистором 23 и землей. В этом контуре протекает ток замыкания на землю, обусловленный фазным напря- 45 жением поврежденной фазы. В результате происходит срабатывание PO 19 и ИО 20 и отключение выключателя 15.

После этого отключается сначала выключатель 14, а затем при помощи

БАВФ 8 включаются пофазные выключатели 6 и 7 и в сети восстанавливается предаварийный режим.

При однофазном замыкании на шинах питающей сети, например в точке К 2, 55 сначала происходит отключение здоровых Фаз выключателя ввода (6 и 7), затем включение выключателя 14 и

57 6 подключение PO 19 к вторичной обмот ке ТТНП 17 (путем размыкания ключа

18). Поскольку точка К 2 находится вне зоны работы PO 19, то последний не срабатывает.

В этом случае через определенный промежуток времени БУ 21 отключает выключатель 14, а БАОФ 4 отключает фазу 5 выключателя ввода. Автоматического включения фаз 6 и 7 выключателя ввода не происходит.

Аналогично устройство работает при замыкании на другой фазе.

Введение в устройство дополнительного выключателя с блоком управления и последовательно включенным резистором, блоков автоматического отключения и повторного включения фаз выключателя ввода с пофазным управлением, а также размыкающего ключа, при помощи которого реагирующий орган вводится в работу, позволяет выполнить на базе простых токовых реле и типовых элементов надежную защиту от замыканий на землю, селективность и чувствительность которой не зависит от величины собственных емкостных токов, изменения параметров сети и т.д. формула изобретения

Устройство для защиты от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее трансформатор напряжения нулевой последовательнос ти, к выходу которого присоединен пусковой орган, избиратель поврежденной фазы, входы которого подключены к сети через трансформатор напряжения, трансформатор тока нулевой последовательности, к вторичной об-.. мотке которого подключен реагирующий орган и исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности и повышения селективности,оно снабжено блоком автоматического отключения фаз выключателя источника питания сети, блоком автоматического включения фаз выключателя источника питания сети, дополнительным выключателем, блоком управления дополнительным выключателем, блоком обеспечения однократного действия и датчиками положения соответственно выключателя фаз источника питания, выключателя присоединения и дополни89255) тельного выключателя, при этом выходы избирателя поврежденной фазы соединены с входами упомянутого блока автоматического отключения, к запускающему входу которого подключен выход пускового органа, к блокирующему входу подключен выход блока обеспечения однократности действия, входы которого соединены соответственно с выходом блока управления дополнитель— ным выключателем, с выходом упомянутого блока автоматического отключения и с выходом упомянутого блока автоматического включения, входы последнего подключены соответственно к выходу блока обеспечения однократности действия, к выходу пускового органа и к выходам датчика положения выключателя присоединения, датчика положения дополнительного выключателя, и датчиков положения выключателя

Фаз источника питания, к выходам последних подключены также входы блока управления дополнительным выключателем, вь1ход которого соединен с управляющим входом размыкающего ключа, подключенного параллельно вторичной обмотке трансформатора тока нулевой последовательности, а упомянутый выше трансформатор напряжения подключен к выводам источника питания до выключателя фаз источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Маврицын А.M. и др. Защита от однофазных замыканий на землю в карьерах. М., "Недра", 1968, с.42-45.

2. Авторское свидетельство CCCP по заявке N 2Й37737/07, кл. Н 02 H 3/16, зо 1976.

ВНИИПИ Заказ 11272/78

Тираж 678 Подписное

Филиал ППП "Патентн

r г.ужгород,ул.Проектная, -