Устройство для контроля сопротивления изоляции и уровня напряжения линий электропередачи

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может использоваться для контроля изоляции и уровня напряжения линий электропередачи (ЛЭП). Цель изобретениярасширение функциональных возможностейдостигается путем контроля, кроме сопротивления изоляции, также и уровня напряжения ЛЭП. Дпя этого в устройство введен источник постоянного с & сл Ьд 05 ю « ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1262415 (511 4 G 01 R 27/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3860694/24-21 (22) 09.0!.85 (46) 07.10.86. Бюл. М 37 (71) Днепропетровский горный институт им, Артема (72) В.И. Тесленко, В,И. Омельченко, В.И. Демишев и Н.С. Волотковская (53) 621.317.333(088.8) (56) Цапенко Е.Ф. Контроль изоляции в сетях до 1000 В. И,: Энергия, 1966.

Авторское свидетельство СССР

М 789900, кл. G 01 R 27/18;- 1979, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ И УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ

ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ. (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может использоваться для контроля изоляции и уровня напряжения линий электропередачи (ЛЭП), Цель изобретения в расширение функциональных возможностей— достигается путем контроля, кроме сопротивления изоляции, также и уров" ня напряжения ЛЭП, Для этого в устройство введен источник постоянного!

2624 напряжения, а в коммутатор устройства введены пять диодов 7, 8, 9, 18, и 19, три эталлоных резистора 20-22, два реле 11 и 13 постоянного тока с контактами 12 и 14, два ограничивающих резистора 16 и 17 и оптрон 15 °

На чертеже также показаны ЛЭП 1, шины 2, выключатель 3 с аппаратом 4 повторного включения, блок 5 коммутации, коммутатор 6, источник 10, 15 кнопка Пуск 23, формирователи 24 и

25, элементы 26 — 28 задержки, элементы И 29 — 34, инверторы 35 — 37, » триггеры 38 и 39, элемент ИЛИ 40, третье реле 41 с контактом 42, сигналиэатор 43, блок 44 сигнализации и управления, трансформатор 45, диоды 46-49 мостового выпрямителя, зажимы 50-52 для подключения ЛЭП, 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля изоляции и уровня напряжения линий электропередачи.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей путем контроля, кроме сопретивления изоляции, также уровня напряжения линии электропередачи.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит линию 1 электропередачи (ЛЭП), подключенную к ши- . нам 2 подстанции с помощью выключателя 3, снабженного аппаратом 4 повторного включения (АПВ), блок 5 коммутации, коммутатор 6, первый 7, второй 8 и третий 9 диоды, источник 10 постоянного тока, первое реле ll тока с контактами 12, второе реле 13 тока с контактами 14, оптрон 15, первый 16 и второй 17 ограничивающие резисторы, четвертый 18 и пятый 19 диоды, первый 20, второй 21 и третий 22 эталонные резисторы, кнопку 23 "Пуск", первый 24 и второй 25 формирователи импульсов, первый 26, второй 27 и третий 28 элементы задержки, первый

29, второй 30, третий 31, четвертый

32, пятый 33 и шестой 34 элементы

И, первый 35, второй 36 и третий 37 инверторы, первый 38 и второй 39 Dтриггеры, элемент ИЛИ 40, третье реле 41 с выходными контактами 42, сигнализатор 43, блок 44 сигнализации и управления.

Источник 10 постоянного тока содержит трансформатор 45, первичная обмотка которого подключена к цепи

2 питания, мостовой выпрямитель, состоящий из диодов 46 — 49, вход которого соединен с вторичной обмоткой трансформатора 45. Отрицательный и положительный выводы мостового вып- рямителя соединены с отрицательным выводом источника 10 постоянного тока. Первый 50, второй 51 и третий 52 зажимы для подключения к контроли-!

0 руемои сети соединены с входами блока 5 коммутации.

Выходы коммутатора 6 соединенй с входами первого. 7, второго 8 и третьего 9 диодов, которые соедИнены в звезду, нулевая точка которой соединена с отрицательным выводом источника 10 постоянного тока, положительный вывод которого соединен с первыми выводами входной и выходной цепей 0 оптрона 15, а также с первым выводом цепи управления первого реле 11 тока, второй вывод цели управления .которого соединен с вторым выводом выходной цепи оптрона 15 и первым выводом пер25 вого ограничивающего резистора 16, второй вывод которого соединен с входом четвертого диода 18, выход которого соединен с общей шиной, Второй вывод входной цепи оптрона 15 соедиЗ0нен с первым выводом цепи управления второго реле 13, второй вывод цепи управления которого соединен с первым выводом второго ограничивающего резистора 17, второй вывод которого

3 через пятый диод 19 соединен с нулевой точкой звезды первого 20, второго

21 и третьего 22 эталонных резисторов, первые выводы которых соединены с соответствующими выходами коммута40 тора 6. Выход первого формирователя

1262

24 импульсов соединен с входом первого элемента 26 задержки, первым вхо— дом четвертого элемента И 32 и Dвходами первого 38 и второго 39 Dтриггеров, Выходной контакт 12 пер- 5 вого реле ll тока соединен с входом первого инвертора 35 и вторым входом второго элемента И ЗО.

Выходные контакты 14 второго реле

13 тока соединены с входом второго элемента 27 задержки и входом второго инвертора 36, Выход второго элемента

27 задержки соединен с нервен входами первого 29 и. второго 30 элементов И. Выход первого инвертора 35 соединен с вторым входом первого элемента 29. И, выход которого соединен с С-входом первого Р-триггера 38.

Выход второго элемента И 30 соединен с С-входом второго D-триггера 39.

Выход второго инвертора 36 соединен с первым входом третьего элемента

И 31, второй вход которого соединен с прямым выходом первого D-триггера

38, инверсный выход которого соединен2 с вторыми входами пятого 33 и шестого

34 элементов И, третьи входы которых соединены с инверсным выходом второго

D-триггера 39. Выход третьего элемента И 31 соединен с входом второго 30 формирователя 25 импульсов, входом . третьего инвертора 37 и первым входом сигнализатора 43. Первый, второй, третий входы пятого элемента И 33 соединены с выходом первого элемента

26 задержки. Выход третьего инвертора 37 соединен с вторым входом чет-. вертого элемента И 32, выход которого соединен с первым выходом блока 44 сигнализации и управления. Выход пя- 40 того элемента И 33 соединен через третий элемент 29 задержки с первым входом шестого элемента И 34. Цепь управления третьего реле 41 соединена последовательно с выходом пято- 4 го элемента И 33. Выходные контакты

42 третьего реле 41 включены последовательно в цепь питания источника 10 постоянного тока. Второй и третий входы сигиализатора 43 соединены с выходом шестого элемента И 34 и прямым выходом второго D-триггера 39 соответственно, Выход второго формирователя 25 импульсов предназначен, для подключения,к цепи включения выключателя 3 линии 1, Выход элемента ИЛИ 40 предназначен для подключения к цепи блокировки АПВ 4, 415 4

Устройство работает следующим образом, Устройство может осуществлять контроль как автоматически путем подачи сигнала от устройства АПВ 4, так и путем ручного управления при нажатии кнопки 23 Пуск, При отключении линии 1 от шин 2 подстанции выключателем 3 срабатывает АПВ 4 и подают сигнал на первый формирователь 24 импульсов, который формирует импульс, длительность которого определяется необходимьм временем для контроля состояния линии. С выхода формирователя 24 импульс через четвертый элемент И 32 поступает в цепи управления коммутатора 6 и на

D-входы тры.геров 38 и 39. Коммутатор 6 подключает блок 5 коммутации к линии I. ЭДС выбега электродвигателей, подключенных к ликии 1, вызывает протекание токов I, I и Е

Ток i протекает по цепи : нулевая точка звезды диодов 7 — 9, входная цепь оптрона 15, входная цепь второго реле 13 тока, второй ограничивающий резистор 17, пятый диод 19, нулевая точка эталонных резисторов

20 — 22 °

Величина тока I определяется по формуле

0,67

Р +R +1 (1)

os . Еэт Pg где U линейное напряжение в ЛЭП;

R — сопротивление второго ограничивающего резистора 18 т R т

ЗТЗ полное сопротивление звезды эталонных резисторов относительно нулевой точки звез-. ды диодов 7 — 9;

R — сопротивление цепи управлеад ния второго реле 13 тока.

Ток I протекает по цепи: нулевая точка звезды диодов 7 — 9, параллельно соединенные цепь управления первого реле 11 тока и выходная цепь оптрона 15, первый ограничивающий резистор 16, четвертый диод IS земля, сопротивление изоляции относительно земли, Величина тока I равна

0,67 Г, р + p> пОПт +

ofP$ R + R U3

Р1 опт

12624

R„R

+ К о„ . R ä Rà

При где R - сопротивление первого орогР! ганического резистора 16;

R — сопротивление цепи управ01 ления первого реле 11 то-. ка! 5

R R R, ньRR+PR+R.R д с полное сопротивление .изоляции.линии относительно земли; сопротивление выходной цеOrtT пи оптрона 15, Величина тока 1 протекающего по цепи управления первого реле 11, рав-!5 на

+ R„+ R„, + R K

Киъ Rgi >> Rorp Рт из последним можно пренебречь .

Тогда I

К„р + R + R

Величина (К „, + К, + К, /0,67U„ определяет погрешность контроля сопротивления изоляции линии..

Задавшись допустимой погрешностью З можно получить Б„а,„, нике которой. следует подавать напряжение от источника 10 постоянного тока ° Величина

П„а,„, принимается за приемлемый уровень напряжения выбега электродвигателей, подключенных к линии, при котором линия безопасно для электродвигателей и электрооборудования может быть подключена к шинам подстанции.

Таким образом, в пределах заданной погрешности ток, протекающий по цепи управления первого реле 11 тока, не зависит от уровня напряжения в линии I.

Если уровень напряжения не нике определенной величины Б„с„ определяемой допустимой погрешностью контроля сопротивления изоляции, то сработает второе реле 13 тока и замкнет свои выходные контакты )4. При этом через 55 инвертор 36 на входе третьего элемента И 31 установится уровень логического "0", а на первые входы первого

l5 Ф

0,67 U„

R +R +R +

43 (R» +R соя)

Кепт (3)

Сопротивление оптрона обратно пропорционально току, протекающему по его входной цепи

Опт - КТ Ф (4)

1 где К вЂ” коэффициент передачи.

В свою очередь, I, прямо пропорционален напряжению в линии.

Подставив значения I из уравнения

1 (l ) в уравнение (4) и значение К,„, из, уравнения (4) в уравнение (3), получим

29 .и второго 30 элементов И через второй 27 элемент задержки поступит уровень логической "1". Элемент 27 задержки задержит поступление уровня логической "!" на время окончания переходных процессов. Если сопротивление изоляции линии 1 относительно земли соответствует допустимой вели-. чине, то реле 11 не срабатывает и его выходные контакты 12 останутся разомкнутыми. На выходе первого элемента И 29 установится уровень логической "1", которая поступит на Свход первого D-триггера 38, который перейдет в состояние логической "1".

С прямого выхода первого D-триггера

38 логическая "!" поступит на второй вход третьего элемента И 31 и будет там оставаться до окончания импульса с формирователя 24, Если же за время действия импульса с формирователя 24 уровень напряжения в линии снизится до допустимой величины U„ „ с точки зрения безаварийного подключения к линии 1 электродвигателей и электрооборудования, то реле 13 тока отпустится и разомкнет свои контакты 14.

На первом входе третьего элемента

И. 31 появится уровень логической "I", в результате чего и на его выходе также появится логическая "1", которая запустит второй формирователь 25 импульсов н поступит на первый вход сигнализатора 43, который укажет на соответствие сопротивления изоляции линии 1 допустимой величине. Импульс

12624

Формула изобретения

1, Устройство для контроля сопротивления изоляции н уровня напряжения линий электропередачи, содержащее блок коммутации, блок сигнализации и управления, первый, второй н третий зажимы для подключения к контролируемой сети, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, 55

/ с формирователя 25 поступит в включающую цепь выключателя 3, который подключит линию 1 к шинам 2 подстанции.

Одновременно на втором входе четвертого элемента И.32 появится уровень логического "0", На его выходе также установится логический "0". В результате коммутатор 6 отключит устройство от линии I.

Если уровень сопротивления изоля- 1О ции линии 1 относительно земли ниже допустимой величины, ток 1, протез кающий по цепи управления первого реле ll тока станет выше его тока срабатывания, поэтому реле ll тока сра- !5 ботает и замкнет свои контакты 12. В этом случае на второй вход второго элемента И 30 поступит логическая

"1" и с его выхода она поступит на

С-вход второго триггера 29, с прямо- 20 го выхода которого уровень логической l" поступит на третий вход сигнали-. затора 43, который укажет на повреждение изоляции линии 1 и на второй вход элемента ИЛИ 40,.с выхода кото- 25 рого поступит сигнал в цепь блокировки АПВ 4. Если в течение времени, определяемого временем элемента 26

I задержки, на второй и третий входы пятого элемента И 33 не поступят ло- З0 гические llPf1 с инверсных выходов первого 38 и второго 39 !! -триггеров, то напряжение в линии 1 недостаточно для контроля сопротивления изоляции линии 1 с допустимой погрешнос- 35 тью, и реле 13 не сработает. По окон.чании задержки на первом входе пятого элемента И 33 с формирователя 24 появится уровень логической "! С выхода пятого элемента И 33 уровень 0 логической "!" поступит в цепь управления реле 41, которое замкнет сваи выходные контакты 42 в цепи питания источника 10 постоянного тока, который подает напряжение в лн- !5 нию 1.

15 8 в него введен источник постоянного напряжения, первый, второй и третий входы блока коммутации соединены со ответственно с первым, вторым и третьим зажимами,для подключения к контролируемой сети, четвертый вход блока коммутации соединен с первым выходом блока сигнализации и управления, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входами сетевого выключателя и аппарата повторного включения, вход блока сигнализации и управления соединен с выходом аппарата повторного включе4 ния, выход блока коммутации соединен с входом источника постоянного напряжения, выход которого соединен с . пятым входом блока коммутации.

2. Устройство по п.! ° о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок коммутации содержит коммутатор, первый, второй, третий, четвертый и пятый диоды, первый, .второй и третий эта.лонные резисторы, первое и второе реле тока, первый и второй ограничивающие резисторы, оптрон, прием аноды первого, второго и третьего диодов и первые выводы первого, второго и третьего эталонных резисторов сое" динены соответственно с первым, вторым и третьим выходами коммутатора, первый, второй и третий входы котороВ рого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока коммутации, а управляющий вход — с четвертым входом блока коммутации, первые выходы входной н выходной цепей оптрона соединены с первым выводом обмотки первого реле тока и с пятым входом блока коммутации, выход которого соединен с катодами соединенных в звезду первого, второго и третьего диодов, второй вывод выходной цепи оптрона соединен с вторым выводом обмотки первого реле тока и с первым выводом первого ограничивающего резистора, второй вывод которого соединен с анодом четвертого диода, катод которого соединен с общей шиной, второй вывод входной цепи оптрона соединен с первым выводом обмотки второго реле тока, второй вывод которой соединен с первым выводом второго ограничивающего резистора, второй вывод которого соединен с анодом пятого диода, катод которого соединен с вторыми выводами эталонных резисторов.!

2624

Составитель А. Пржебельский

Редактор А. Козориз Техред А.Кравчук Корректор С. Черни.Заказ 5423/43 . Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1I3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производстненно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3, Устройство по п.l, о т л и ч аю щ е е с я тем, что источник постоянного напряжения содержит. трансформатор и мостовой выпрямитель, вход которого соединен с выводами вторичной обмотки трансформатора, выводы первичной обмотки которого соединены с питающей сетью, положительный и отрицательный выводы мостового выпрямителя соединены соответ- 10 ственно с выходом и входом источника постоянного тока.

4. Устройство но п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок сигнали- 15 зации и управления содержит кнопку

Пуск, первый и второй формирователи импульсов, первьй, второй и третий ,-элементы задержки, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой 20 элементы И, первый, второй и третий инверторы, первый и второй. 3 -триггеры,.элемент ИЛИ, реле и сигнализатор, причем вход первого формирователя импульсов соединен с первым 25 выводом кнопки Пуск ж входом блока сигнализации и управления, а выход— с входом первого элемента задержки, первым входом четвертого элемента И и Э -входами первого и второго Э вЂ” З0 триггеров, выходной контакт первоro реле тока соединен с входом первого инвертора и вторым входом нторого элемента И, выходной контакт второго реле тока соединен с входами второго инвертора и второго элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого иннертора соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с С-входой первого D-триггера, выход второго элемента И соединен с С-входом второго

D òðèããåðà, выход второго инвертора соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом первого D —триггера, инверсный выход:которого соединен с вторыми входами пятого и шестого элементов И, третьи входы которых соединены:с инверсным выходом второго D-триггера, выход третьего элемента И соединен с входами второго формирователя импульсов, третьего инвертора и сигнализатора, первый вход пятого элемента И соединен с выходом первого элемента задержки, ныход третьего инвертора соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым выходом блока сигнализации и управления, выход пятого элемента И соединен че.рез третий элемент задержки с первым входом шестого. элемента И и непосредственно с перным выводом обмотки реле, второй вывод которой соединен с общей шиной, второй вход сигнализатора соединен с выходом шестого элемента И, первым входом элемента

ИЛИ, а третий †.с прямым выходом второго D -триггера и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен . с третьим выходом блока сигнализации и управления, вторые контакты токовых реле соединены с вторым вынодом кнопки "Пуск".