Устройство для определения поврежденной фазы при утечке тока на землю в трехфазной сети с изолированной нейтралью

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к релейной защите электрических систем от замыкания на землю. Цель изобретения - повьппение надежности работы устройства для определения поврежденной фазы при утечке тока на землю. При возникновении повреждения формирователи 7 и 5 вырабатывают кратковременные импульсы, соответствующие во времени началу периода каждого из напряжений. Эти импульсы поступают на установочные входы и входы сброса в нуль RS- триггеров 8. На выходах этих тригге- .ров формируются импульсы, дпительности которых зависят только от угла (О (Л со о О1 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОРИА ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и А STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2l) 3924300/24-07 (22) 08.07.85 (46) 30,03,87. Бюл. В 12 (71) Прокопьевский завод шахтной автоматики (72) В. В. Багаутдинов и Г. И. Сивчиков (53) 621.316 ° 925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 734572, кл. С 01 К 31/02, 1977.

Авторское свидетельство СССР

11 943959, кл. Н 02 Н 3/16, 1980, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ ПРИ УТЕЧКЕ ТОКА НА

ЗЕМЛЮ В ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

„„SU„„1300594 А 1 (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите электрических систем от замыкания на землю. Цель изобретенияповышение надежности работы устройства для определения поврежденной фа-, зы при утечке тока на землю. При возникновении повреждения формирователи., 7 и 5 вырабатывают кратковременные импульсы, соответствующие во времени .началу периода каждого из напряжений;

Эти импульсы поступают на установочные входы и входы сброса в нуль RSтриггеров 8. На выходах этих триггеров формируются импульсы, длительности которых зависят только от угла

1300594 . сдвига фаз между фазными напряжениями и напряжением нулевой последовательности, и они поступают íà D-триггеры 9, на тактовые входы которых с элемента задержки 6 приходят импульсы от формирователя 5. Триггер, соответствующий поврежденной фазе, перейдет а устойчивое единичное состояние, а триггеры неповрежденных фаз — в нулеИзобретение относится к электротехнике и предназначено для определения повреждений, связанных с утечкой тока на землю, в трехфазных сетях, Цель изобретения — повьппение надежности работы устройства, На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для обнаружения поврежденной фазы; на фиг, 2 — временные диаграммы, поясняющие работу 10 устройства для случая повреждения в фазе А сети с изолированной нейтралью.

Схема устройства для определения поврежденной фазы содержит входной трехфазный трансформатор 1 напряжения, блок 2 измерения напряжения нулевой последовательности, амплитудный селектор 3, первый элемент 4 задержки, формирователь 5 тактовых импульсов, второй элемент 6 задержки, блоки 7 формирования информационных импульсов, RS-триrгеры 8, D-триггеры 9 и логические элементы И 10. Первичные обмотки трансформатора 1 подключены к фазам сети и соединены по схеме звезда. Вход блока 2 подключен между нейтральной точкой первичных обмоток трансформатора 1 и землей, а выход — через последовательно соеди"

30 ненные амплитудный селектор 3 и первый элемент 4 задержки к первь|м входам логических элементов И 10, а также через последовательно соединенные формирователь 5 и второй элемент 6 задержки — к тактовым входам Р-триггеров 9. Каждая вторичная обмотка трансформатора I подключена к входу цепочки последовательно соединенных: формирователя 7, RS-триггера 8, D- 4О триггера 9 и второго входа логическовое состояние, Таким образом, изобретение с достаточной точностью с помощью одних лишь фазовых соотношений между фазными напряжениями и напряжением нулевой последовательности формирует сигналы, содержащие информацию о наличии повреждения фаз защищаемой сети. 2 ил.

ro элемента И 10, Входы установки в нуль RS-триггеров 8 объединены и подключены к выходу формирователя 5, На чертежах отображены следующие величины: Ч„U U — напряжение на вторичных обмотках трансформатора 1;

Е, Еь, Ес — информационные импульсы на выходах формирователей 7; Ч угол сдвига фаз между напряжением поврежденной фазы и напряжением нулевой последовательности; U — напряжение нулевой последовательности; Z тактовые импульсы на выходе

М М + формирователя 5; Zд,,Z, Z — информационные импульсы на выходе RSтриггеров 8; Ео — тактовые импульсы

C на выходе второго элемента 6 задержки; < A и, < g — длитеJl hHOCTB HMIDJJIb

Zà Z Z з ВреМН задер

6 элемента.

Устройство работает следующим образом, Из фазных напряжений U, U, U и напряжения нулевой последовательности U (представленного для случая возникновения повреждения в фазе А) формирователи 7 и 5 вырабатывают кратковременные импульсы Z, Е, Z с и Ео, соответствующие во ремени началу периода каждого из этих напряжений и поступающие соответственно на установочные входы и входы сброса в нуль -RS-триггеров 8 (фиг, 2). На выходах RS-триггеров

+ ч формируются импульсы Z, Z Z длительно сти с „, Т „, Т ко торых зависят только от угла. сдвига фаз между соответствующими фазными напряжениями и напряжением нулевой послеМ. + довательности. Импульсы Zä, Zö, Z поступают на информационные входь|

35

2 -<Р

2 — ((g+ -7i)

У

2Т вЂ” (q+ - )

3 13005

D-триггеров 9, на тактовые входы которых с выхода элемента 6 задержки подаются задержанные на время с им+

9 пульсы Е . При этом D-триггеры переходят в состояние, соответствующее

%, %значениям сигна ов 7д Кв, 2с в момент поступления 7.О, Для случая возникновения повреждения в фазе А Dтриггер, соответствующий фазе А, перейдет в устойчивое единичное состоя- 10 ние, а D-триггеры в фазах В и С вЂ” в нулевое. Таким образом, потенциал логической единицы на выходе одного из D-триггеров указывает на соответствующую поврежденную фазу. 15

Амплитудный селектор 3 и первый элемент 4 задержки служат для отстройки пот помех, обусловленных естественной несимметрией сети и переходными процессами, При превышении 20 амплитуды напряжения Пц над заданной величиной элемент 4 с выдержкой времени выдает разрешающий сигнал на входы логических элементов 10 ° При этом единичный потенциал с выхода 25 триггера поврежденной фазы проходит на выход соединенного с ним логического элемента 10. На выходах остальных элементов 10 потенциалы при этом нулевые . 30

Длительности ьд, в, с импульк сов Z, Ze, Е (при повреждении в фазе А) можно определить по формулам (фиг. 2).

Для того, чтобы устроиство оста45 валось работоспособным при наибольших изменениях угла сдвига фаз (p между напряжением поврежденной фазы и напряжением нулевой последовательности, необходимо выполнение условия, ;50 для времени задержки 7 элемента 6 г В> "с " А °

Таким образом, изобретение позволяет с достаточной точностью с помощью одних лишь фазовых соотношений между фазными напряжениями и напряжением нулевой последовательности формировать сигналы, содержащие информацию о наличии повреждения фаз защищаемой сети.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для определения поврежденной фазы при утечке тока на землю в трехфазной сети с изолирован- ной нейтралью, содержащее подключаемый к сети входной трехфазный трансформатор напряжения, первичные обмотки которого соединены в звезду, нулевая точка которой подключена к входу блока измерения напряжения нулевой последовательности, а вторичные обмотки — к входам блоков формирования информационных импульсов, число которых соответс.вует числу фаз сети, формирователь тактовых им,,пульсов и амплитудный селектор, подключенные входами к выходу блока измерения напряжения нулевой после1аовательности, первый элемент задержки, вход которого соединен с выходом амплитудного селектора, логические элементы И по числу фаз сети, первые входы которых объедине ны и подключены к выходу первого элемента задержки, выходы к исполнительному органу, а вторые входык соответствующим выходам D-триггеров по числу фаз сети, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введены второй элемент задержки, включенный между выходом формирователя тактовых импульсов и объединенными г тактовыми входами D-триггеров, и по числу фаз сети — RS-триггеры, первые входы которых подключены к выходам соответствующих формирователей информационных импульсов, вторые входы объединены и подключены к выходу формирователя тактовых импульсов, а выходы RS-триггеров - к соот" ветствующим информационным входам

D-триггеров.

1 300594

UÀ,B,Ñ фи 2

Составитель Л. Васькова

Редактор Н. Киштулинец Техред Л. Сердюкова Корректор Л. Пилипенко

Заказ 1157/54 Тираж 619 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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