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

 

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для релейной защиты в сети с изолированной нейтралью. Цель изобретения - повьшение селективности. При появлении замыкания на землю производится пуск генератора 35, который размыкает ключи 7 и 8, вследствие чего конденсаторы замыкающих элементов 9 и 10 заряжаются. После исчезновения выходного импульса генератора 35 ключи 7 и 8 снова переходят в замкнутое состояние. С этого момента начинается процесс интегрирования выходных напряжений запоминающих элементов 9 и 10, при котором на входах пороговых элементов 17 и 18 появляются напряжения, изменяющиеся по экспоненциальному закону. Когда уровни этих напряжений достигают пороговых значений, срабатывают пороговые элементы 17 или 18, после чего CHI- нал через схему ИЛИ 19 возвращает запоминающие элементы 9 и 10 и интегрирующие элементы 13 и 14 в исходное состояние. Напряжение на выходах сумматоров 20 и 21 появляется только при поступлении на их входы двухтрех импульсов с выходов пороговых элементов 17 и 18. При срабатывании соответствующего элемента памяти и исполнительного органа на схемах совпадения 22 и 23 исчезает разрещающий сигнал, что исключает возможность неправильного функционирования защиты в послеаварийном режиме. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. сл со со 4;: СО сл

ССЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1394315 - А 1 (51)4 Н 02 Н 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4053557/24-07 (22) 09.04.86 (46) 07.05.88. Вюл. У 17 (75) В.Ф. Вухтояров (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 807426, кл. Н 02 Н 3/16, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 896710, кл. Н 02 Н 3/16, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАИЫКАНИЯ НА ЗЕИЛЮ В СЕТИ

С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ (57) Изобретение относится к области электротехники и предназначено для релейной защиты в сети с изолированной нейтралью. Цель изобретения повышение селективности. При появлении замыкания на землю производится пуск генератора 35, который размыкает ключи 7 и 8, вследствие чего конденсаторы замыкающих элементов 9 и 10 заряжаются. После исчезновения выходного импульса генератора 35 ключи 7 и 8 снова переходят в замкнутое состояние. С этого момента качинается процесс интегрирования выходных напряжений запоминающих элементов 9 и 10, при котором на входах пороговых элементов 17 и 18 появляются напряжения, изменяющиеся по экспоненциальному закону. Когда уровни этих напряжений достигают пороговых значений, срабатывают пороговые элементы 17 или 18, после чего сигнал через схему ИЛИ 19 возвращает запоминающие элементы 9 и 10 н интегрирующие элементы 13 и 14 в исходное состояние ° Напряжение на выходах сумматоров 20 и 2 1 появляется только при поступлении на их входы двухтрех импульсов с выходов пороговых элементов 17 и 18. При срабатывании соответствующего элемента памяти н исполнительного органа на схемах совпадения 22 и 23 исчезает разрешающий сигнал, что исключает возможность неправильного функционирования защиты в послеаварийном режиме. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

139431 5

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты от однофаэного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью.

Цель изобретения — повышение селективности защиты.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для защиты от однофазного замыкания на землю.

Устройство содержит трансформаторы 1 и 2 тока нулевой последовательности, установленные соответственно на присоединениях 3 и 4, преобразователи 5 и 6 тока в выпрямленное напряжение, размыкающие ключи 7.и 8, запоминающие элементы 9 и 10, выполненные на конденсаторах и диодах по схеме с закрытым входом, замыкающие ключи 11 и 12, интегрирующие элементы 13 и 14, диоды 15 и 16, пороговые элементы (компараторы) 17 и 18, дополнительный элемент ИЛИ 19, сумматоры (счетчики) 20 и 21 импульсов, эле- 25 менты 22 и 23 совпадения, элементы

ПАМЯТЬ 24 и 25, исполнительные органы 26 и 27, общий элемент ИЛИ 28, элементы НК 29 и 30, трансформатор

31 напряжения нулевой последовательности, пусковой орган 32, блок 33 управления, состоящий из элемента 34 выдержки времени (ЭВВ) и генератора

35 прямоугольных импульсов (ГПИ).

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии в сети однофазного замыкания на землю пороговые элементы 17 и 18, элементы ПАМЯТЬ 24 и 25, исполнительные органы 26 и 27, пусковой орган 32 и ЭВВ 34 находят40 ся в исходном состоянии. Ключи 7 и 8 замкнуты, ключи 11 и 12 разомкнуты.

ГПИ 35 не работает.

При возникновении в сети однофазного замыкания на землю, например на присоединении 3, первым срабатывает пусковой орган 32 и происходит пуск

ЭВВ 34 и переключение элемента НЕ 30 в состояние, при котором сигнал на его выходе исчезает. Спустя неболь- 50 ную выдержку времени (порядка нескольких миллисекунд), необходимую для отстройки защиты от кратковременных помех, срабатывает ЭВВ 34, осуществляющий пуск ГНИ 35, на выходе 55 которого во время его работы появляются прямоугольные импульсы с заданной длительностью. При появлении первого импульса ключи 7 и 8 размыкаются и конденсаторы запоминающих элементов 9 и 10 начинают заряжаться. Длительность выходных импульсов

ГПИ 35 выбирается достаточной для заряда данных конденсаторов до уровней выходных сигналов преобразователей 5 и 6. После исчезновения выходного импульса ГПИ 35 ключи 7 и 8 снова переходят в замкнутое состояние. С этого момента начинается процесс интегрирования выходных напряжений запоминающих элементов 9 и 10, при котором на входах элементов 17 и 18 появляются напряжения, изменяющиеся по экспоненциальному закону с постоянной времени, одинаковой для всех присоединений. Когда уровни этих напряжений достигают пороговых значений (принимаемых также одинаковыми для всех присоединений), срабатывают компараторы 17 или 18. В нашем случае первым срабатывает компаратор 17, поскольку он находится в канале защиты поврежденного присоединения 3, имеющего, как правило, наибольший ток замыкания на землю.

Этому току соответствует и наибольший сигнал .на выходах соответственно преобразователя 5 и элемента 9.

При срабатывании компаратора 17 появляется сигнал (импульс) на входе сумматора 20 и на управляющих входах ключей 11 и 12. В результате указанные ключи замыкаются (кратковременно). С их помощью осуществляется переход запоминающих элементов 9 и 10 и интегрирующих элементов 13 и 14 в первоначальное состояние, т.е. состояние, при котором конденсаторы этих элементов разряжены и напряжения на их выходах отсутствуют. Таким путем обеспечивается невозможность срабатывания компаратора 18 неповрежденного присоединения 4. Быстрому разряду конденсаторов интегрирующих элементов 13 и 14 способствуют диоды 15 и 16.

Напряжения на выходах сумматоров

20 и 21 появляются только в случае поступления на их входы двух-трех импульсов с выходов пороговых элементов 17 и 18.

В рассматриваемом случае напряжение кратковременно появляется на выходе сумматора 20. В результате этого срабатывает элемент ПАМЯТЬ 24 н исполнительный орган 26. ОдновременФ

1394315

ВНИ11ПИ Заказ 2?29/50

Ти аж 650 Подписное

11роизв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 но исчезает сигнал на нижних входах элементов 22 и 23 совпадения и появляется сигнал на блокирующем входе

ГПИ 35. Последний возвратится в исходное (нерабочее) состояние. Исчез5 новение сигналов на нижних входах элементов 22 и 23 исключает возможность неправильного функционирования защиты в послеаварийном режиме, т.е. после отключения выключателя присоединения 3, сопровождающемся появлением напряжения и токов нулевой последоватепьности на неповрежденных присоединениях, изменяющихся во времени с частотой ниже промышленной.

После исчезновения напряжения нулевой последовательности и возврата пускового органа 32 в исходное состояние устройство готово к повторному 0 действию.

Аналогично устройство работает при однофазном замыкании на землю на присоединении 4.

Введение сумматоров, исключающих возможность срабатывания защиты от кратковременных замыканий (одиночных пробоев изоляции) элементов совпадения, выполняющих функцию запрета действия защиты в послеаварийном ре30 жиме однофазного замыкания на землю, замыкающих ключей, обеспечивающих установку запоминающих и интегрирующих элементов в исходное состояние после первого срабатывания пороговых элементов и не возможность 35 срабатывания пороговых элементов неповрежденных присоединений, а также выполнение блока управления с использованием генератора прямоугольных . импульсов позволяет повысить селек- 40 тивность действия защиты путем исключения ложных срабатываний при кратковременных замыканиях на землю и воздействии различного рода помех.

Это сокращает простои потребителей по причине неоправданного прекращения их питания и дает определенный экономический эффект.

Формула изобретения 50

1. Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее на каждом присоединении последовательно соединенные трансформатор тока нулевой последовательности, преобразователь тока в выпрямленное напряжение, запоминающий, интегрирующий и пороговый элементы, элементы память, входы которых функционально связаны с выходом пороговых элементов, а выходы подключены к исполнительному органу и к соответству-: ющим входам общего на все прйсоединения элемента ИЛИ, пусковой орган, подключенный своим входом к трансформатору напряжения нулевой последовательности, а выходом — к входу блока управления, блокирующий вход которого подключен к выходу общего элемента ИЛИ, а выход соединен с управляющими входами размыкающих ключей, элемент НЕ, вход которого соединен с выходом пускового органа, а выход — с входами установки элементов ПАМЯТЬ в исходное состояние, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селективности, введены по числу присоединений сумматоры импульсов, элементы совпадения .и замыкающие ключи, включенные па раллельно выходам запоминающих элементов, параллельно входам которых подключены соответствующие размыкающие ключи, при этом входы сумматоров импульсов подключены к выходам пороговых элементов, а выходы — к одним из входов элементов, совпадения, другие входы которых объединены и через вновь введенный элемент НЕ подключены к выходу общего элемента ИЛИ, выходы вновь введенных элементов совпадения подключены к входам элементов ПАМЯТЬ, а управляющие входы вновь введенных замыкающих ключей подключены через вновь введенный дополнитель ный элемент ИЛИ к выходам пороговых элементов.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления выполнен на генераторе прямоугольных импульсов, управляющий вход которого соединен с выходом элемента выдержки времени, вход которого соединен с входом блока управления, его блокирующий вход соединен с блокирующим. входом генератора, выход которого подключен к выходу блока управления.