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

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНСГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее установленный на каждом присоединении трансформатор тока нулевой последовательности с включенным на выходе согласующим элементом , выход которого через пороговый элемент с изменяемой уставкой срабать;вания соединен с-управляющим электродом тиристора, включенного последовательно с исполнительным органом, запитанными от общего на все присоединения источника питания через элемент фикса . ции срабатывания исполнительных органон , пусковой орган, подключенный своим входом к выходу ибточника напряжения нулевой последовательности, выполненного на вторичной обмотке трансформатора напряжения по схеме разомкнутого треугольника , отличающееся тем, чтл, с целью повышения надежности работы путем упрощения, пороговый элемент выполнен в виде последовательно соединенных основного диода, резистора и регулируемого резистора, при этом к точке соединения основного диода и резистора подключен через вновь введенный разделительный диод выход вновь введенного преобразователя напряжения переменного тока в напряжение постояннсяго тока, вход которого соединен через вновь введенный общий размыкающий ключ к вновь введеному общему источнику напряжения переменного тока, причем управляющий вход размыкающего ключа соединен с выходом вновь введенного общего на все присоединения блока управления, входы которого соединены i с выходом пускового органа и выходом элемента фиксации срабатывания исполни (Л тельных органов. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления выполнен в виде последовательно соединенных элементов ЗАДЕРЖКА ПОЯВЛЕНИЯ СИГНАЛА и ЗАПРЕТ, управляющий вход которого под,ключен к выходу элемента фиксации срабатывания испопнительных органов., со to 3.Устройство по п. 1, отличаел ющее с я тем, что в качестве источника напряжения переменного тока использована вторичная обмотка подключенного к фазам сети трансформатора напряжения , соединенная по схеме звезда. 4.Устройство по п. 1, отличающее с я тем, что в него введен дополнительный общий замыкающий ключ, включенный последовательно с тиристорами и исполнительными органами, управляющий вход которого соединен с пусковым органом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗЮО Н02Н3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3374060/24-07 (22) 04,01.82 (46) 30.07.83. Бюл. ¹ 28 (72 ) В. Ф. Бухтояров (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (53) 621 ° 316,925(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 319990, кл. Н 02 Н 3/28, 1966, 2, Авторское свидетельство СССР

¹ 660143, кл. Н 02 Н 3/16„197,7, 3. Авторское свидетельство СССР № 834816, кл. Н 02 Н 3/16, 1979. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ

HA ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ

НЕЙТРАЛ ЬЮ, содержащее установленный на каждом присоединении трансформатор тока нулевой последовательности с включенным на выходе согласующим элементом, выход которого через пороговый элемент с изменяемой уставкой срабать.вания соединен с управляющим электродом тиристора, включенного последовательно с исполнительным органом, запитанными от общего на все присоединения источника питания через элемент фиксации срабатывания исполнительных органов, пусковой орган, подключенный своим входом к выходу источника напряжения нулевой последовательности, выполненного на вторичной обмотке трансформатора напряжения по схеме разомкнутого треугольника, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы путем упрощения, пороговый элемент выполнен в виде последовательно

ÄÄSUÄÄ 1032510 А соединенных основного диода, резистора и регулируемого резистора, при этом к точке соединения основного диода и резистора подключен через вновь введенный разделительный диод выход вновь введенного преобразователя напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, вход которого соединен через вновь введенный общий размыкающий ключ к вновь введеному общему источнику напряжения переменного тока, причем управляющий вход размыкающего ключа соединен с выходом вновь введенного общего на все присоединения блока управления, входы которого соединены с выходом пускового органа и выходом элемента фиксации срабатывания исполнительных органов, 2, Устройство по и. 1, о т л и ч аю ш е е с я тем; что блок управления выполнен в виде последовательйо соединенных элементов ЗАДЕРЖКА ПОЯВЛЕНИЯ СИГНАЛА и ЗАПРЕТ, управляющий вход которого под;ключен к выходу элемента фиксации срабатывания испол. нительных органов, 3, Устройство поп. 1, о тли чаю щ е е с я тем, что в качестве источника напряжения переменного тока использована вторичная обмотка подключенного к фазам сети трансформатора напряжения, соединенная по схеме звезда.

4. Устройство по п. 1, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что в него введен дополнительный общий замыкающий ключ, включенный последовательно с тиристорами и исполнительными органами, управляющий вход которого соединен с пусковым органом, 1032510 ром.

5. Устройство по п. 1, о т л и ч а: ю ш е е с я тем, что преобразователь напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока выполнен в виДе

Ф

Изобретение относится к электротехнике, в частности и устройствам для зашиты от однофазного замыкания на землю электроустановок с изолированной кейт раль ю, 5

Известны устройства для зашиты от замыкания на землю линий электропередачи в сетях с изолированной нейтралью(1)

Недостатком является то, что известные устройства имеют сложную сХему>(1О их реализация связана со значительным расходом контрольного кабеля, а также то, что они могут работать неселективно от действия кратковременных помех (I ).

Известно также устройство дпя зашиты от однофазного замыкания на землю, содержащее по числу защищаемых присоединений трансформаторы тока нулевой последовательности (ТТНП) с включенными на выходе согласующими элементами (СЭ), выходы которых связаны с управляющими электродами тиристоров, включенных последовательно с испалнителв ными органами (ИО}, запитанными от источника питания, пусковой орган (ПО), подключенный своим входом к трансформатору напряжения нулевой последовательности (ТННП), источник питания тиристоров и исполнительных органов $2)

Недостатком данного устройства. яв- . ЗО ляется то, что оно может ложно отключать неповрежденные элементы электроустановок при появлении на них сигналов, например, начальных токов нулевой последовательности, превышающих по величине,35 ток спрямления тиристоров.

Кроме того, при появлении относительно больших сигналов на входах устройства зашиты возможно повреждение тиристоров и отказ в срабатывании за- 4О шиты.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для зашиты от замыкания на землю в сетях с изолированной и компенсированной нейтралью, со- 45 держащее на каждом присоединении трансформатора напряжения и двухполупериодного выпрямителя с параллельно включенным на выхода конденсато2 трансформаторы тока нулевой последовательности, управляемые усилители в цепях управления тиристоров, включенных последовательно с исполнительными органами, орган фиксации срабатывания исполнительных органов, пусковой орган, запитанный от источника напряжения нулевой последовательности, генератор пилообразного напряжения, регулируемый источник.

Устройство обладает достаточно высокой селективностью, отстроено от действия кратковременных помех, исключена возг можность повреждения тиристоров 3 ) .

Однако устройство имеет сложную схему (наличие генератора пилообразного напряжения и регулируемого источника), что снижает его надежность.

Цель изобретения - повышение надежности работы путем упрощения.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем установленный на каждом присоединении трансформатор тока нулевой последовательности с включенным на выходе согласующим элементом, выход которого через пороговый элемент с изменяемой уставкой срабатывания соединен с управляющим электродом тиристора, включенного последовательно с исполнительным органом, запитанными от общего на все присоединения источника питания через элемент фиксации срабатывания исполнительных органов, пусковой орган подключенный своим входом к выходу источника напряжения нулевой последовательности, выполненного на вторичной обмотке трансформатора напряжения по схеме разомкнутого треугольника, пороговый элемент выполнен в виде последовательно соединенных осноВНОГО диода,peBHcropa и регулируемого резистора, при этом к точке соединения основного диода и резистора подключен через вновь введенный разделительный диод выход вновь введенного преобразователя напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, вход которого соеди50 з 103 2 нен через вновь введенный общий размыкающий ключ к вновь введенному общему источнику . напряжения переменного тока, причем управляющий вход раэмыкающего ключа соединен с выходом вновь введенного общего на все присоединения блока управления, входы которого соединены с выходом пускового органа и выходом элемен та фиксации срабатывания исполнительных органов, 1О

При этом блок управления выполнен в виде элементов последовательно соединенных элементов ЗАДЕРЖКА ПОЯВЛЕНИЯ СИГНАЛА и ЗАПРЕТ, управляющий вход которого подключен к выходу элемента фиксации срабатывания исполнительных органов.

В качестве источника напряжения переменного тока использована вторичная обмотка подключенного к фазам сети трансформатора напряжения, соединенная по схеме звезда.

Кроме того, дополнительный общий замыкающий ключ, включенный последовательно с тиристорами и исполнитель- 25 ными органами, управляющий вход которого соединен с пусковым органом.

При этом преобразователь напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока выполнен в виде трансформато- 3р ра напряжения и двухполупериодного выпрямителя с параллельно включенным на выходе конденсатором .

На фиг. 1 иэображсна принципиальная схема предлагаемого устройства; на

35 фиг. 2 - устройство, его модификация, Устройство содержит трансформаторы

1 и 2 тока нулевой последовательности

ТТНП, защищаемые присоединения 3 и 4, согласующие элементы 5 и 6 (СЭ), ти- 4, ристоры 7 и 8, линейные опорные элементы (ЛОЭ) 9 и 10, исполнительные органы 11 и 12; резистор 13, элемент 14 фиксации срабатывания исполнительных органов (ЭФСИО), замыкающий

45 ключ 15, источник 16 питания тиристоров и исполнительных органов, трансформатор 17 напряжения (ТН), пусковой орган 18, размыкающий ключ 19, блок

20 управления (БУ).

СЭ 5 и 6 состоят из согласующего трансформатора и выпрямителя с параллельно подключенными конденсатором и резистором.

ЛОЭ 9 и 10 выполнены в виде последовательно соединенных диода и резисторов, к точке соединения которых подключен выход преобразователя 21 напряжения переменного тока в нагряжение по510 4 стоянного (выпрямленного) токе (ПНН), содержащего трансформатор, двухполупери. одный выпрямитель с дополнительным диодом и конденсатором, БУ 20 включает в себя элементы

ЗАДЕРЖКА ПОЯВЛЕНИЯ СИГНАЛА 22 и ЗАПРЕТ 23, управляющий вход которого соединен с выходом ЭФСИО 14.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии в сети однофаэного замыкания на землю тиристоры 7 и 8 выключены, ИО 11 и 12, ЭФСИО 14, ПО 18 находятся в исходном состоянии, Ключ 15 разомкнут, ключ 1.9 замкнут, Конденсаторы ЛОЭ 9 и 10 заряжены до напряжения, величина которого выбирается больше максимально возможного сигнала на выходе СЭ 5 н 6, Основные диоды опорных элементов 9 и 10 закрыты.

При возникновении в сети однофаэного замыкания на землю, например, на присоединении 3, на выходах СЭ 5 и 6 и соответственно на входах ЛОЭ 9 и 10 появляются сигналы, пропорциональные токам нулевой последовательности, причем на входе ЛОЭ 9 сигнал буде иметь наибольшую величину.

Одновременно появляется сигнал на входе ПО 18 и происходит его срабатыва+ ние, а также замыкание ключа 15 и за-пуск элемента 22 ЗАДЕРЖКИ ПОЯВЛЕНИЯ СИГНАЛА, Сгустя небольшую выдерж» ку времени, достаточную для заряда конденсаторов СЭ 5 и 6 до амплитудных значений вторичных напряжений согласующих трансформаторов, на выходе элемента 23 ЗАПРЕТ появляется сигнал, который поступает на управляющий вход раэмыкаюшего ключа 19. Последний размыкается и производит отключение первичных обмоток трансформаторов ЛОЭ 9 и 10 от вторичной обмотки ТН 17 ° Напряжение на конденсаторах ЛОЭ 9 и 10 начнут уменьшаться по линейному закону. Постоянная времени разряда конденсаторов выбирается больше времени включения тиристоров 7 и 8, При достижении разрядньтм напряжением значения, равного или меньшего значения величины сигналов на выходе СЭ 5 и 6, основные диоды 9 и 10 начинают переходить в открытое (проводящее) состояние, причем первым в этом состоянии окажется диод ЛОЭ 9, поскольку на его вход подается наибольший сигнал, В результате этого первым открывается тиристор 7 и первым срабатывает ИО 11 ° Одновременно срабатывает и ЭФСИО <4, который подает сигi032610 нал на управляюший вход элементе 23

ЗАПИТ. Ключ 19 при этом замьиается.

Напряжение на выходах ITHH 21 устайав-... ливается на прежнем уровне. Этим ис-= ключается возможность срабатывания тиристоров неповрежденных присоединений.

После отключения поврежденного присоединения напряжение нулевой последовательности исчезает и ПО 18 возвращает Ц ся в исходное состояние. Ключ 1с> раа-мыкается, тиристор 7 выключается, а ИО 11 возврашается в исходное состояние.

Аналогично устройство работает при его выполнении в соответствии с фиг. 2, когда ПНН 23. выполнен общим на все присоединения, Введение в предлагаемое устройства .линейных опорных элементов по числу защищаемых присоединений, выполненных на диодах и резисторах, преобразователи напряжения переменного тока в напряжеwe постоянного тока с размыкающим ключом и блоком управпения позволяет создать простую и надежную зашиту от замыкания на землю,, внедрение которой дает возможность повысить надежность электроснабжения потребителей и безопасность при эксплуатации электроустансвох.

Устройство зашиты в состоянии реагировать как на переходные, кратковременные замыкания и& землю., TBK и На установившиеся. Оно обладает повторностью действи я

Реализация предлагаемого ус трой с rea осуществляется на базе недорогих v, несложных элементов (диодов, резисторов, конденсаторов и др,), что позволяет ь заШиту выполнить надежной н простой а эксплуатации

1032510

Составитель Л. Васькова

Редактор Ю. Середа Техред М.Тепер Корректор О. Билак

Заказ 5413/55 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4