Устройство для защиты от замыканий на землю в разветвленной электрической сети

 

Изобретение предназначено для обнаружения и селективного отключения замыкания на землю через значительное переходное сопротивление в разветвленной цепи оперативного постоянного тока электрических станций. Целью изобретения является обеспечение селективности действия в разветвленных сетях и отключение поврежденного присоединения с сохранением непрерывного питания ответственных потребителей. Действие устройства основано на использовании накладываемого на сеть модулированного по амплитуде тока частотой 1 Гц генератора 11 тока промышленной частоты генератора 12. Поступающий в сеть от модулятора 13 через усилитель 14, трансформатор 2, конденсаторы 3 и 4 и детекторы 5 и 6 ток частотой 1 Гц ограничивается сопротивлениями изоляции проводов сети. При снижении сопротивления изоляции провода одного из присоединений разветвленной сети до установленного предела ток в блоке 9 защиты поврежденного высокочастотного сигнала, передаваемого приемопередающим блоком 8 по проводам сети в блок 7 отражения состояния сети, который определяет последовательность операций в сети, необходимых для отключения поврежденного присоединения, с сохранением непрерывного питания потребителей. Отключение производится кодированным высокочастотным сигналом, передаваемым приемопередающим блоком 8. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5D4 H 2H t6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОММ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4350202/24-07 (22) 28 .12.87 (46) 15.12.89. Бюл. Н 46 (71) Винницкий политехнический институт (72) А.Е.Рубаненко, A.Â.Êoáûëÿíñêèé и |О.П.Тарасов (53) 621.316 925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1374322, кл. H 02 Н 3/16, 1986.

Андриевский Е.Н. Диспетчерский пункт района распределительных сетей.

М,: Энергоатомиздат, 1987, с. 41-60.

Авторское свидетельство СССР л| 1267526, кл. Н 02 Н 3/17, 1984..(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАИЪ|КАНИЙ НА ЗЕНЛ|0 В РАЗВЕТВЛЕННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ (57) Изобретение предназначено для обнаружения и селективного отключения замыкания на землю через значительное переходное сопротивление в разветвленной цепи оперативного посто- . янного тока электрических станций.

Целью изобретения является обеспечение селективности действия в разветвленных сетях и отключение поврежденного присоединения с сохранением не"

2 прерывного питания ответственных потребителей. Действие устройства основано на использовании накладываемого на сеть модулированного по амплитуде тока частотой 1 Гц генератора ll тока промышленной частоты генератора

12. Поступающий в сеть от модулятора 13 через усилитель 14, трансформатор 2, конденсаторы 3 и 4 и детекторы 5 и 6 ток частотой 1 Гц ограничивается сопротивлениями изоляции проводов сети. При снижении сопротивления изоляции провода одного иэ присоединений разветвленной сети до установленного предела ток в блоке 9 защиты поврежденного присоединения возрастает и обуславливает формирование блоком 9 кодированного высокочастотного сигнала, передаваемого приемопередающим блоком 8 по проводам сети в блок 7 отражения состояния сети, который определяет последовательность операций в сети, необходимых для отключения поврежденного присоединения, с сохранением непрерывного питания потребителей. Отключение производится кодированным высокочастотным сигналом, передаваемым приемопередающим блоком 8. 2 ил.

1529342

Изобретение относится к релейной защите и может, быть использовано для защиты от замыканий на землю двухпроводных сетей постоянного тока в раз"

5 личных отраслях промышленности, а также на электрических станциях и, подстанциях, обеспечивая при этом сохранение питания ответственных потребителей. 10

Целью изобретения является обеспечение селективности работы устройства в разветвленных сетях оперативного постоянного тока и обеспечение отключения поврежденного присоедине- 15 ния с сохранением непрерывного питания ответственных потребителей.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства, на фиг.2 - схема блока защиты присоединения °, 20

Устройство содержит источник 1 накладываемого на сеть тока, трансфор матор 2 напряжения, первый и второй конденсаторы 3 и 4, первый и второй детекторы 5 и 6, блок 7 отражения 25 состояния сети, приемопередающий блок 8 и по числу защищаемых присое" динении сети блоки 9 защиты присоединения, причем источник 1 накладыва- . емого на сеть тока подключен к входу трансформатора 2 напряжения, вторичная обмотка которого одним выводом соединена с заземлителем, а вторым ! через соответственно первые конденса, тор 3 и детектор 5 и вторые конден-! сатор 4 и детектор 6 - с полюсами защищаемой сети 10, к которым также подключены блок 7 отражения состояния сети через приемопередающий блок 8 и блоки 9 защиты присоединения. Источник 1 накладываемого на сеть тока состоит из двух генераторов 11 и 12 соответственно низкой и высокой частоты, выходы которых соединены с входами амплитудного модулятора 13, выход которого подключен через усилитель 14 мощности к вь1ходу источника 1 накладываемого на сеть тока.

Блок 7 отражения состояния сети содержит приемный элемент 15, элемент 50

16 оперативного запоминания информации, элемент 17 сброса информации, элемент 18 индикации, передающий элемент 19, элемент 20 задержки, причем выход приемного элемента l5 подключен к первому входу элемента 16 оперативного запоминания информации, к второму входу которого подключен элемент

17 сброса информации, а первый выход элемента 16 оперативного запоминания информации соединен с первыми входами элемента 18 индикации и передающего элемента 19, к вторым входам которых через элемент 20 задержки подключен второй выход элемента 16 оперативного запоминания информации.

Блок 9 защиты присоединения состоит из трансформатора 21 тока, частотного фильтра 22, выпрямителя 23, приемопередающего блока 24 присоединения и управляющего блока 25, причем выход трансформатора 21 тока подключен к входу частотного фильтра 22, выход кбторого через выпрямитель 23 подключен к первому входу управляющего блока 25, второй вход и выход которого через приемопередающий блок

24 присоединения подсоединен к зажимам для подключения к проводам защищаемого присоединения. K первому входу управляющего блока 25 подключен вход первого релейного порогового элемента 26, выход которого через формирователь 27 высокочастотного сигнала и первый усилитель 28 подключен к выходу управляющего блока

25, второй вход которого через второй усилитель 29, дешифратор 30 и управляющий ключ 31 подключен к второму релейному пороговому элементу

32, а блок 33 питания подключен к питающим входам первого и второго репейных пороговых элементов 26 и 32 и управляющего ключа 31.

Устройство работает следующим образом.

Амплитудно-модулированный сигнал с выхода источника 1 накладываемого на сеть тока через трансформатор 2 напряжения и конденсаторы 3 и 4 поступает на входы детекторов 5 и 6, выходы которых непосредственно подключены к полюсам защищаемой сети 10, что по-, зволяет осуществлять непрерывный селективный контроль изоляции обеих по" люсов с одинаковой чувствительностью сигналами низкой частоты независимо от.места возникновения повреждения.

При нормальном сопротивлении изоляции защищаемой сети 10 протекает только небольшой ток низкой частоты, обусловленный незначительными утечками через изоляцию, так как емкости полюсов сети осуществляют практически полную фильтрацию тока поднесущей высокой частоты. Поэтому на входе трансформаторов 21 тока блоков 9 защиты

5 152 присоединений ток мал. Этот сигнал, поступая через частотный филвтр 22 и выпрямитель 23 на вход первого релейного порогового элемента 26, не вызывает срабатывания последнего, так как не превышает уставку срабатывания.

Сигнал на вход формирователя 27 высокочастотного сигнала не поступает, и состояние блока 9 защиты присоединения не изменяется. Отсутствует сигнал на входе блока 7 отражения состояния сети, и элемент 18 индикации отражает нормальное эксплуатаци анйое состояние защищаемой сети 10.

При возникновении замыкания на землю через переходное сопротивление менее 20 кОм на. одном из присоединений увеличивается накладываемый ток низкоЮ частоты в поврежденном присоединении и на выходе трансформатора 21 тока появляется сигнал, достаточный для срабатывания первого релейного порогового элемента 26 управляющего блока 25, подключающего блок 33 питания к входу формирователя 27 высокочастотного сигнала, С выхода формирователя 27 сигнал после усиления первым усилителем 28 через приемопе" редающий блок 24 присоединения наводится в защищаемой сети 10 и по ней передается на питающий пункт, где установлен блок 7 отражения состояния сети для определения поврежденного присоединения и включения резервного питания. Принятый сигнал через приемопередающий блок 8 поступает на вход приемного элемента 15, где сигнал усиливается.и поступает на вход дешифратора, который по коду сигнала определяет срабатывание блоков 9 защиты присоединения и поврежденное присоединение. С выхода приемного элемента 15 на первый вход элемента 16 оперативного запоминания информации, выполненного на основе программируе" мой логической матрицы и триггеров, поступает сигнал логической единицы,. соответствующий замыканию на землю на соответствующем присоединении. С выходов элемента 16 оперативного запоминания информации поступают сигналы на отключение поврежденного присоединения и включение резервного питания, причем сигнал с первого выхода подается на входы элемента 18 индикации и передающего элемента 19 для подключения резервного питания, сиг9342

6 нал же с прямого выхода подается на входы элемента 18 индикации и передающего элемента 19 через элемент 20

5 для отключения поврежденного присоединения. Следовательно, применение элемента 20 задержки позволяет произвести включение резервного источника питания до отключения основного

10 для сохранения бесперебойности питания. Подача сигнала с прямого выхода триггеров элемента 16 оперативного запоминания информации на второй вход программируемой логической матрицы

15 устраняет возможность включения по. врежденного участка в качестве резервного, Возврат триггеров в исходное состояние и подача сигнала на „ включение присоединений после устра20 нения аварии возможны только при подаче соответствующего сигнала на их вход сброса с выхода элемента 17 сброса информации. При этом происхо;дит сброс информации в элементе 16

25 оперативного запоминания информации и изменяются показания элемента 18 индикации, которые возвращаются в исходное состояние.

Подача сигнала на отключение поврежденного присоединения и включение резервного питания аналогична подаче сигнала о возникновении повреждения на нем с той лишь разницей, что сигналы с выхода дешифратора 30 поврежденного и резервного присоединений воздействуют на вторые релейные пороговые элементы 32 через управляющие ключи 31 °

Таким образом, применение предла- . гаемого устройства позволяет селективно определять поврежденное присоединение и при необходимости бесперебойного питания нагрузки этого присоединения произвести опережающее вклю"

45 чение резервного питания до отключения основного. Предлагаемая схема не позволяет. автоматически включать поврежденное присоединение до устранения на нем повреждения и включение этого присоединения оператором.

Ф о р м у л а и 3 о.б р е т е н и я

Устройство для зациты от замыка55 ний на землю в разветвленной электрической сети, содержащее общие источник накладываемого на сеть тока, трансформатор напряжения и детектор, причем выход источника накладываемого

1529342

Составитель Н,Овчаренко

Техред Л.Сердюкова Корректор С,Шекмар

Редактор N.Öèòêèíà

Заказ 7753/50

Тираж 608

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород, уп. Гагарина,101 на .сеть тока подключен к входу трансформатора напряжения, по числу за-!, щищаемйх присоединений сети блоки за" щиты присоединения, включающие в себя трансформатор тока, частотный фильтр и первый пороговый релейный элемент, причем выход трансформатора тока подключен к входу частотного фильтра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения селективности работы в разветвленных сетях оперативного постоянного тока и обеспечения отключения поврежденного присо" единения с сохранением непрерывного питания ответственных потребителей, в него введены два конденсатора, второй детектор, приемопередающий блок и блок отражения состояния сети, включающий в себя приемный элемент, выход которого подключен к первому входу элемента оперативного запоминания информации, к второму входу которого подключен элемент сброса информации, а первый выход элемента оперативного запоминания информации соединен с первыми входами элемента индикации и передающего элемента, к вторым входам которых через элемент задержки подключен второй выход элемента оперативного запоминания инфор. мации, при этом выход трансформатора напряжения через конденсаторы и детекторы подключен к двум зажимам для присоединения к проводам сети, к которым также подключен через при.емопередающий блок блок отображения состояния сети, а в каждый блок защиты присоединения введены выпрямитель, приемопередающий блок присоединения и управляющий блок, включающий в себя первый релейный пороговый элемент, два усилителя, формирователь высокочастотного сигнала, дешифратор, управляющий ключ, второй релейный пороговый элемент и блок питания, причем выход частотного фильтра каждого присоединения через выпрямитель подключен к входу первого релейного порогового элемента, выход которого через формирователь высокочастотного сигнала и первый усилитель подключен к входу приемопередающего блока присоединения, подсоединенного к зажимам для подключения к проводам защищаед мого присоединения сети, выход указанного приемопередающего блока через второй усилитель, дешифратор и управляющий ключ подключен к второму релейному пороговому элементу, а блок питания подключен к питающим входам первого и второго релейных пороговых элементов и управляющего ключа.