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

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()961024 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 26.02.81 (21) 3254154Д4 07 с присоединением заявки Йо (И) М. Кл.

Н 04 Н 3/16

Государственный комитет

ССQР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230982. Бюллетень ¹35 (33) УДК 621. 316.. 925 (088. 8) Дата опубликования описания 23.09.82 (72) Авторы изобретения

A. В. Вогдан, В. В. Калмыков, Ю.A.Ëåíüêîâ и Ю.В.Шегай=-=--..

Павлодарский индустриальный институт МВ и ССО Казахской CCP (7$) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЯ

HA ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ HEATPAJlbR) 20

Изобретение относится к устройст вам. релейной защиты, используемым преимущественно для защиты от замы-, каний на земпю в сетях с изолированной нейтралью.

Известны устройства направления мощности нулевой последовательности для защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью (1).

Существенным недостатком этого устройства является то, что формирователи прямоугольных импульсов как в канале напряжения, так и в канале тока формируют импульсы одинаковой длительности (длительность прямоуголь- 15 ного импульса равна половине перио-да). В связи с,этим, как при замыкании в зоне действия защиты, так и при замыкании вне эоны действия, существует область совпадения импульсов одинаковой полярности, что не позволяет выполнить защиту селективной.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее усилителиограничители, элементы И, сумматор ,и исполнительный орган g2)

Область совпадения импульсов одинаковой полярности зависит от З0 вида замыкания — дугового или металлического. Осциллограммы, снятые при металлических и дуговых замыканиях на землю в сети с изолированной нейтралью, показали, что область совпадения импульсов одинаковой полярности колеблется от нуля до

90 электрических градусов. Это связано с особенностями трансформатора тока нулевой последовательности, который изменяет фазу вторичного тока в зависимости от величины первичного тока. Все это приводит к необходимости отстройки существующих защит от совпадения импульсов одинаковой полярности при замыкании вне зоны действия защиты.. Отстройка .защиты с помощью замера относительной длительности совпадения сигналов в устройстве не дает возможности выполнить ее селективной, потому что время совпадения импульсов одинаковой полярности как при замыкании в зоне действия защиты, так и при замыкании вне зоны действия защиты оказывается бЛиэким, а в некоторых случаях и равным.

Целью изобретения является повышение надежности функционирования

961024

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства защиты ; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие принцип работы устройства; на фиг. 3 †принципиальная схема эащйты.

Устройство содержит интегрирующий

35 усилитель 1, формирователь 2 коротких импульсов, усилители-ограничители

3 и 4 соответственно тока и напряжения нулевой последовательности элементы И 5 и б,. сумматор 7, расширитель 8 импульсов и исполнительный орган 9. Элементы И 5, б и сумматор

7 образуют блок 10 сравнения импульсов одинаковой полярности.

Интегрирующий усилитель 1 предназначен для усиления поступающего

45 на его вход сигнала от трансформатора тока нулевой последовательности и для отстройки от высших гармоник тока замыкания. К выходу интегрирующего усилителя 1 подключен усилительогранцчитель 3, который формирует прямоугольные импульсы длительностью половины периода промышленной частоты. Формирователь коротких импульсов

2 входными зажимами подключен к фильтру напряжения нулевой последовательности, а выходными к усилителю ограничителю 4 формирующему прямоугольные импульсы малой длительности. Импульсы положительной полярнос- 60 ти .через элемент И 5, а импульсы отрицательной полярности через элемент И 6 поступают на вход сумматора 7 . К выходным зажимам сумматора

7 подключен расширитель импульсов 8, 65 путем обеспечения селективности защиты при дуговых замыканиях на землю..

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем усилитель-ограничитель тока нулевой последовательности, усилитель.-ограничитель напряжения нулевой последовательности, положительные выходы которых через первый элемент И под» .соединены к первому входу сумматора, к второму входу которого через второй элемент И подключены отрицательные выходы упомянутых усилителей, фильтр. тока нулевой последователь.ности, фильтр напряжения-нулевой ,последовательности, исполнительный,15 орган, введены интегрирующий усилитель переменного тока, включенный между выходом фильтра тока нулевой последовательности и входом усилителя-ограничителя тока нулевой после-gg довательности, формирователь коротких импульсов, включенный между выходом фильтра напряжения нулевой последовательности и входом усилителя-ограничителя напряжения нулевой последовательности, расширитель импульсов, подсоединенный между выходом сумматора и входом исполнительного органа. (к выходу которого подключен исполнительный орган 9.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении замыкания на землю на выходе усилителя ограничителя 3 появляются прямоугольные им-. пульсы U+ длительностью, равной половине периода промьыленной частоты, а на выходе усилителя-ограничителя 4 прямоугольные импульсы 0 малой длительности (фиг.2) .

Если принять за базу положение импульсов на выходе ограничителя 3 при металлическом замыкании, то при дуговом замыкании эти импульсы сдвигаются на угол у, . Однако как при металлическом, так и при дуговом замыкании на землю имеется область (f<), в которой знак импульсов на выходе усилителя-ограничителя 3 сохраняется °

Настройка устройства .осуществля-

-ется таким образом, чтобы импульсы

;на выходе усилителя-ограничителя 3 и области 9z при эамнкании в зоне действия защиты, как металлическом, так и дуговом (фиг.2,а) и были прОтивоположного знака при замыканиях вне эоны действия (фиг.2,о).

При замыкании в зоне действия защиты импульсы одинаковой полярности усилителей-ограничителей 3 и 4, через элементы И 5 и 6 поступают на вход сумматора 7. На выходе сумматора 7 появляются импульсы U3 положительной пОлярности. Импульсы

U> с помощью расширителя импульсов

8 превращаются в сплошной прямоугольный H à÷óëüñ положительной полярности U4, под действием которого происходит срабатывание исполнительного органа 9 (фиг.2,a).

При замыкании вне зоны действия защиты на выходе усилителей-ограничителей- 3 и 4 появляются прямоугольные импульсы, соответственно U u

U, которые имеют разные знаки (фиг.2,д ). Поэтому импульсы на выходе сумматора U отсутствуют и исполнительный орган не срабатывает.

Достоинством предлагаемого устройства для защиты от замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью является то, что при сохранении всех положительных свойств известного устройства, оно лишено присущих ему недостатков, а именно— .селективно работает при замыканиях внутри зоны действия защиты как металлических, так и дуговых и не

-срабатывает при замыкании вне эоны действия защиты.

Технико-экономическая эффектив ность предложенного устройства, обесч печивающего селективность при замыкании внутри зоны действия и при

961024 замыкании вне эоны действия защиты, состоит в уменьшении времени простоя электрооборудования эа счет ликвидации неправильного действия защиты при замыкании вне эоны действия.

Формула изобретения

Устройство для защиты от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее усилитель-. ограничитель тока нулевой последовательности, усилитель-ограничитель напряжения нулевой последовательности, положительные выходы которых через первый элемент И подсоединены к первому входу сумматора, к второму входу которого через второй элемент И подключены отрицательные выходы упомянутых усилителей, фильтр тока нулевой последовательности, фильтр напряжения нулевой последовательности, исполнительный орган, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности функцио-. нирования путем обеспечения селективности защиты при дуговых замыканиях на землю введены. интегрирующий усилитель переменного тока, включенный между выходом фильтра тока нулевой последовательности н входом усилителя-ограничителя тока нулевой последовательности, формирователь ко. ротких импульсов, включенный между выходом фильтра напряжения нулевой о последовательности и входом усилителя-ограничителя напряжения нулевой последовательности, расширитель импульсов, подсоединенный между выходом сумматора и входом исполни15 тельного органа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Авторское свидетельство СССР

2О 9690585, кл. Н 02 Н 3/16, 1976.

2. Нудельман Г.С.. Органы сравне, ния фаэ с замером относительной длительности совпадения двух вели" чин..- "Электромеханика", Известия

ВУЗов, 1980, 1 9, с. 941-947.