Устройство для защиты от обрыва фазного провода в электрических сетях напряжением 0,38 кв

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)4 Н 02 Н 5/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю 3

Ф4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3765590/24-07 (22) 04.07.84 (46) 07.02.86. Бюл. В 5 (7 1) Московский ордена Трудового

Красного Знамени институт инженеров сельскохозяйственного производства им. В.П. Горячкина (72) P.Ø. Сагутдинов и В.П. Кобазев (53) 621.316.925 (088.8) (56) Новые схемы релейной защиты для комплектных трансформаторных подстанций 35/10 кВ. Сельэнергопроект. М., 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 884024, кл. Н 02 Н 5/10, 1981 ° (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ

ОБРЫВА ФАЗНОГО ПРОВОДА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ НАПРЯЖЕНИЕМ 0,38 КВ, содержащее в конце линии фильтр напряжения обратной последовательности, соединенный через первый нороговый элемент и релейный орган с исполнительным органом, состоящим из включенных в фазные провода цепочек диод — резистор, и в начале линии измерительный орган, выполненный в виде фильтра токов четных

„„SU„„1210173 А гармоник, выход которого через блок защиты подключен к отключающей катушке автоматического выключателя линии, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности его в работе в сетях с трехфазно.однофазными нагрузками, в него. дополнительно введены дифференцирующий элемент, второй и третий пороговые элементы, К -триггер, генератор импульсов, формирователь импульса сброса, счетчик с дешифратором, элемент И, при этом выход фильтра напряжения обратной последовательности соединен через дифференцирующий элемент и второй пороговый элемент с к -входом, а с помощью третьего порогового элемента с $ -входом RS-òðèããåðà, выход которого через генератор импульсов соединен с S -входом, а через формирователь импульса сброса с. R -входом счетчика с дешифратором, выход которого подключен к первому входу элемента .И, второй вход которого подключен к выходу первого порогового элемента, а выход элемента И соединен с входом релейного органа.

1210173

10

Изобретение относится к области релейной защиты в электроустановках, а именно к устройствам защиты трехфазной линии напряжения до

1ООО В со смешанной нагрузкой от обрыва проводов.

Цель изобретения — повышение надежности в работе устройства защиты в сетях с трехфазно-однофазными нагрузками.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства на фиг.2 — диаграмма напряжений, поясняющая работу устройства.

В конце защищаемой линии 1 установлен фильтр 2 напряжения обратной последовательности, выход которого соединен с входами дифференцирующего элемента 3 и первого порогового элемента 4, при этом второй вход элемента И 5 подключен к выходу элемента 4. Выход элемента 3 через второй пороговый элемент 6 соединен с R --входом, а через третий пороговый элемент ? с $ -входом RS -триггера 8, выход которого через генератор 9 импульсов подключен к S -âõoду, а через формирователь 10 импульса сброса i; R. — входу счетчика 11 с дешифратором. Выход счетчика 11 присоединен к первому входу элемента И 5, выход которого соединен с релейным органом 12, воздействующим на исполнительный орган 13, состоящий из контактора и цепочек диод — резистор.

В начале линии установлен датчик

14 тока, соединенный через фильтр

15 токов четных гармоник и блок 16 защиты с автоматическим выключателем 17.

В нормальном режиме в линии 1 существует определенный уровень напряжения обратной последовательности, изменяющийся ступенчато.

На выходе фильтра 2 появляется аналогичный сигнал.

График зависимости напряжения сигнала от времени (фиг.20) pasбит на следующие участки: последовательное включение одвофазной нагрузки;

II — пуск двигателя или кратковременный несимметричный режим, Ш вЂ” последовательное отключение однофазной нагрузки, IV — обрыв фазного провода, V — линия отключена защитой от источника напряжения.

Далее сигнал поступает на первый пороговый и дифференцирующий элементы. Форма напряжения на выходе элемента 3 (фиг.23) представляет собой пики напряжения положительной и отрицательной полярности, которые синхронны соответственно с положительными и отрицательными перепадами напряжения обратной последовательности. Амплитуды пиков пропорциональны величинам перепадов напряжения сигнала и не зависят от уровня напряжения обратной последо вательности в данный момент времени, Напряжение срабатывания первого порогового элемента 4 Uq1 выбирается меньше уровня сигнала на выходе фильтра 2, появляющегося при обрыве в линии фазного провода в наихудших условиях (учет эффекта симметрирования фазных напряжений трехфазными электродвигателями). Напряжение на выходе этого элемента приведено на фиг.2 и-.

Пределы срабатывания второго и третьего пороговых элементов п =

= Uqg выбираются меньше амплитуды скачка напряжения сигнала, соответствующего обрыву провода, но больше амплитуды скачка напряжения обратной последовательности, связанного с включением наиболее мощной однофазной нагрузки данной линии. На фиг,2 r и Ь показаны напряжения соответственно на выходах второго и первого пороговых элементов.

Исходя из значений уставок пороговых элементов R S -триггер 8 срабатывает в нормальном режиме лишь при пуске самого мощного двигателя, когда колебание напряжения в конце линии может достигать 0,2 от номинального значения, или при кратковременных несимметричных режимах. В этом случае прямоугольный импульс на выходе элемента 7 устанавливает RS -триггер 8 в единичное состояние. Наличие на выходе триггера напряжения логической единицы (фиг.2A) разрешает работу генератора 9 импульсов (фиг.2Р), который воздействует на счетчик 11 с дешифратором.

Этот элемент имеет несколько выходов. Когда работает генератор импулт.сов, счетчик начинает считать импульсы. Состояние счетчика анали12101 7.3 зируется дешифратором так, что на

его выходах поочередно появляется напряжение логической единицы.

Первый выход элемента И 5 подключен к такому выходу дешифратора, что сигнал на нем появится лишь спустя некоторое время, равное длительности скачка напряжения обратной последовательности, возникающего при пуске самого мощного двигателя с учетом запаса, обеспечивающего отстройку по времени от этого и других эксплуатационных режимов, не связанных с обрывом проводов.

Задний фронт скачка напряжения обратной последовательности формирует отрицательный пик напряжения, появляющийся на выходе элемента 3, который с помощью порогового элемента 6 переводит RS -триггер 8 в нулевое состояние (фиг.2 Б и А).

Отрицательный перепад напряжения при переходе 1 8 -триггера 8 из единичного состояния в нулевое запускает формирователь 10 импульса сброса. На его выходе появляется прямоугольный импульс (фиг.2x), который возвращает счетчик с дешифратором в исходное состояние. Поэтому на втором входе логического элемента И в нормальном режиме работы линии всегда логический нуль, а наличие логической единицы только на первом входе этого элемента (фиг.2и) не приводит к появлению на выходе элемента И напряжения логической единицы. Вследствие этого в нормальном режиме элемент 5 не разрешает работу устройства защиты. Линия находится под напряжением и снабжает электроэнергией потребители.

11ри обрыве в линии фазного про--вод» происходит скачкообразное изменение напряжения на выходе фильтра 2 напряжения обратной последовательности. На выходе диффеP енцирующего элемента появляется пик отрицательной полярности (фиг.2F). Элемент 7 формирует прямоугольный импульс (фиг.28).

10 RS-триггер 8 переходит в единичное состояние (фиг.2 A). Генератор 9 импульсов запускается и генерирует прямоугольные импульсы заданной длительности (фиг.2 е). Счетчик считает импульсы. Спустя некоторое время, равное времени уставки, на первом входе элемента И 5 появляется напряжение логической единицы

1(фиг.2 g). Поскольку в данном случае

Zp срабатывает и пороговый элемент 4

1 (фиг. 2 и), то на втором входе элемента И в это время имеется напряжение логической единицы. В результате импульс напряжения (фиг.2 3)

2S вызывает срабатывание релейного 12 и исполнительного 13 органов. В линии создаются токи четных гармоник, которые в начале линии выделяются фильтром 15 тока четных гармоник.

Блок 16 защиты отключает автомат 17.

Введенные элементы позволяют оценить характер изменения напряжения обратной последовательности в конце линии, соединенные по предлагаемой

35 схеме они обеспечивают возможность надежного выявления обрыва фазного провода по значениям амплитуды и длительности скачка напряжения о6,ратной последовательности от прочих

40 эксплуатационных режимов защищаемой линии.

121О173

Тираж 613 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 527/57 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель Л. Васькова

Редактор В. Петраш Техред Ж.Кастелевич Корректор C. !Иекмар