Устройство для однофазного защитного замыкания в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью

 

Изобретение относится к технике электробезопастности и противопожарной технике и может быть использовано в любой отрасли промышленности, применяющей электрические системы с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В. Цель изобретения - повышение быстродействия и эксплуатационной надежности устройства, а также повышение эксплуатации. Кольцевая связь между узлом памяти 9 и узлом сброса 11 обеспечивает надежную работу устройства при любых значениях сопротиивления R поврежденной фазы, не превышающем значение R<SB POS="POST">пор</SB>, при котором напряжение неповрежденных фаз не превысит значения опорного сигнала. В остальных случаях (R<SB POS="POST">пор</SB> ≤ R) на выходе порогового органа 5 появляются информационные сигналы, дальнейшая обработка которых селектором 7 приводит к эффективному шунтированию поврежденной фазы на земля через низкоомный резистор 21 одним из симистров 18-20. Напряжение на резисторе 21 является информацией, на основе которой происходит защита симистров 18-20 от тока двойного замыкания на землю посредством узла защиты симистров 16. Для повышения удобства эксплуатации в устройство введен блок 14 индикации и сигнализации. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ социАлистичесних

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (51)5 Н 02 Н 3!16, 5/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изОБРетениям и ОтнРытиям пРи Гкнт сссР

1 (21) 4164246/24-07 (22) 22.12.86 (46) 07.01.90. Бюл. К 1 (71) Клайпедский филиал Научно-производственного объединения по технике промышпенного рыболовства (72) Ю.Д. Бальчюнас, И.Н. Куракин

P.-С.Н.Перминас (53) 621. 316. 915(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 904075, кл. Н 02 Н 3!16 1979.

Авторское свидетельство СССР

И 1112471, кл. Н 02 Н 5/12, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ.ОДНОФАЗНОГО ЗА

ЩИТНОГО ЗАМЫКАНИЯ В ТРЕХФАЗНЦХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ (57) Изобретение относится к технике электробезопасности и противопожарной технике и может быть использовано в любой отрасли промышленности, применяющей электрические системы с изолированной нейтралью напряжением до

1000 В. Цель изобретения - повышение быстродействия и эксплуатационной на2 дежности устройства, а также повышение удобства эксплуатации. Кольцевая связь между узлом памяти 9 и узлом сброса 11 обеспечивает надежную работу устройства при любых значениях сопротивления R поврежденной фазы, не превышающем значение К„о,, при котором напряжение неповрежденных фаз не превысит значения опорного сигнала. В остальных случаях (Reap+

> R) на выходе порогового органа 5 появляются информационные сигналы, дальнейшая обработка которых селектором 7 приводит к эффективному шунтированию поврежденной фазы на земпю через низкоомный резистор 21 одним из симисторов 18-20. Напряжение на резисторе 21 является информацией, на основе которой происходит защита симисторов 18-20 от тока двойного замыкания на землю посредством узла защиты симисторов 16. Для повъш)ения удобства эксплуатации в устройство введен блок 14 индикации и сигнализации. 1 з.п. ф-лы, 2 нл.

1534597

Изобретение относится к технике э ектробезопасности и противопожарной технике в электросетях с изолйрованной нейтралью и может быть использовано в любой отрасли промышленности, сельского хозяйства, транспорта, строительства и связи, применяющей электрические системы с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В.

Цель изобретения — повышение быстродействия и эксплуатационной надЕжности устройства, а также повышение удобства эксплуатации. 15

На фиг. 1 изображена структурная сХема предлагаемого устройства; на фйг. 2 — зависимости изменения фазных напряжений при снижении сопротивления изоляции в одной из Фаз трехфазной сети.

Устройство содержит входной блок

1„ состоящий из трехфазного полосового фильтра 2 фазных напряжений, формирователя 3 абсолютных значений фаз- pg ных напряжений и источника 4 опорног© напряжения с низкочастотным фильтром на выходе, пороговый орган 5, ФЭльтр 6 напряжения нулевой последовательности, селектор 7, состоящий иЬ узла 8 блокировки, узла памяти 9, коммутатора 10 и узла 11 сброса, счетчик 12, переключатель 13 режимов, блок 14 индикации и сигнализации, блок 15 отключения, блок 16 защиты снмисторов от двойных замыканий сети на землю, блок 17 электронных ключей, содержащий симисторы 18-20 и датчик

21 тока в цепи симнсторов.

40 . Устройство однофазного защитного замыкания работает следующим образом.

В нормальном режиме работы сети ввиду. того, что уровни сигналов фазных напряжений, поступающих через по- 45 лосовой фильтр 2 и формирователь 3 абсолютных значений входного блока 1 на информационные входы порогового о ргана 5, ниже уровня напряжения, saданного источником 4 опорного напряжения, то они не оказывают никакого воз действия на пороговый орган 5 и селектор 7, у которого при этом ячейки узла 9 памяти находятся в сброшенном, а коммутатор 10 в выключенном состоянии„ и, как следствие, симисторы

18-20 закрыты, а цепью обратной связи с выхода коммутатора 10 обеспечен свободный проход информации через узел. 8 блокировки при заторможенном положении счетчика 12.

В случае снижения сопротивления изоляции R или прикосновения человека к одной из фаз, например фазе А, как вйдно иэ фиг. 2, происходит перераспределение фазных напряжений U, и U с появлением напряжения нулевой последовательности U . При этом, если с уменьшением сопротивления фазное напряжение Уд всегда уменьшается, а напряжение U в опережающей фазе С всегда возрастает, то напряжение U> в отстающей фазе В до некоторого значения сойротивления

R „д уменьшается,,а потом увеличивается и при величине сопротивления меньше критического значения R„ напряжение этой Фазы превышает уровень опорного напряжения U ù . Следовательно, пороговые элементы 5 устрой- . ства будут реагировать при снижении сопротивления изоляции R в одной из фаз контролируемой сети ниже пороговой величины R„, так как только в этом случае найряжения в неповрежденных фазах могут превышать опорный уровень напряжения U

Конкретные величины этих характерных сопротивлений зависят от фазных емкостей Относительно земли и частоты трехфазной системы.

Если при условии R, R R 1, имеется один информационный сигнал от опережающей фазы С, то, когда К К„ имеются два информационных сигнала: один от опережающей фазы С, другой от отстающей фазы В, причем сигнал

От фазы С проходит позднее ía время максимальное значение которого

t - 1/6f.

Таким образом, информационные сигналы, характеризующие состояние сети и вырабатываемые пороговыми элементами 5, постунают на вход селектора

7, узел 8 блокировки которого с приходом первого сигнала отстающей фазы вырабатывает импульс задержки t д. длительностью С ОД ъ t кОтОрый под держиваег на это время коммутатор 10 в выключенном состоянии, а сигнал запоминается соответственной ячейкой памяти узла 9 памяти. После прихода сигнала с опережающей фазы одновременно с запоминанием его в ячейке памяти этой фазы посредством кольцевой связи через узел 11 сброса сбрасывается ячейка памяти отстающей Фа34597 6 янной времени, определяемой емкостью и сопротивлением изоляции фаз. Устройство возвращается в исходное состояние.

Если после срабатывания устройства при снижении сопротивления изоляции в одной иэ фаз произойдет замыкание любой другой фазы на землю, то напря10 жение, выделенное на датчике 21 тока в цепи симисторов, поступит на вход узла 16 защиты симисторов от двойных замыканий сети на землю 16, Сигнал, снимаемый с выхода этого узла, выключает коммутатор 10, поддерживает в заблокированном состоянии узел 8 блокировки и сбрасывает в нулевое состояние счетчик 12. Таким образом, после прохода одной полуволны сину20 соидального тока короткого замыкания, замкнутый симистор выключается,что в свою очередь, исключает возможность выхода его из строя. При этом блок 14 индикации и сигнализации вместо преры. 25 вистого сигнала выдает непрерывный звуковой сигнал, одновременно индицируя первоначально поврежденную фазу. Возврат устройства в исходное состояние возможен только путем ручно30 го сброса через узел 11 сброса, который обеспечивает сброс информации в ячейках узла 9 памяти и деблокирование селектора 7 через узел 16 защиты симисторов от двойных замыканий сети на землю.

5

15 зы и после окончания импульса задержки коммутатор 10 выдает информацию с узла памяти для включения симистора 18 поврежденной фазы А, цепью обратной связи блокирует узел 8 блокировки, который запрещает дальнейший прием информации, разрешает работу счетчика 12.

Когда К ) R„, информация на селектор приходит только с опережающей фазы, кольцевая связь между ячейками узла памяти и узлом сброса в этом случае не действует и после окончания импульса задержки последовательность и взаимодействие узлов соответствуют вышеуказанному. Включение одного иэ соответствующих симисторов 18-20 закорачивает поврежденную фазу через датчик 21 тока в цепи семистров, в качестве которого служит ниэкоомный резистор, на землю снижая напряжение этой фазы, определяемое емкостными токами неповрежденных фаз до безопасной величины.

Одновременно с закорочением поврежденной фазы начинает работать счетчик 12, который запускается импульсами, сформированными из напряжения нулевой последовательности

П, выделенного фильтром 6 напряжения нулевой последовательности.

Блок 14 индикации и сигнализации отображает на индикаторе информацию,выводимую из узла 9 памяти, о поврежденной фазе и выдает прерывистую звуковую сигнализацию, определяемую счетчиком 12, для оповещения факта однофазного замыкания сети.

По истечении заданного счетчиком

12 времени импульс с его выхода через переключатель 13 режимов и узел

11 сброса сбрасывает информацию в узле 9 памяти. В результате этого вьилючается коммутатор 10, снимается напряжение с управляющего электрода одного иэ симисторов 18-20 и мощный импульс, вырабатываемый бло ком 15 отключения, синхронно и принудительно выключает полупроводниковый вентиль, замыкавший поврежденную фазу на землю, в момент времени, когда ток в нем проходит через максимум. Этим исключается апериодическая составляющая переходного процесса восстановления относительно . земли фазных напряжений сети, длительность которой зависит от постоФормула изобретения

Устройство для однофазного защитного замыкания в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью, содержащее входной блок с клеммами для подключения к трем фазам защищаемой сети, первый, второй и третий выходы которого подключены к первому, второму и третьему входам порогового органа, узел блокировки, первый выход которого подключен к первому входу коммутатора, первый выход которого подключен к первому входу узла блокировки, второй, третий и четвертый выходы коммутатора подключены к управлякщим входам трех симисторов, первые выводы которых подключены к клеммам для подключения к трем фазам защищаемой сети, узел памяти, к сбрасывакицим входам которого подключены первый, второй и третий выходы узла сброса, и счетчик

1534597 имнульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и эксплуатационной надежности устройства, в него дополнитель- 5 но введены фильтр напряжения нулевой последовательности, переключатель ре4имов, блок отключения симисторов, блФк защиты симисторов от двойных замыканий сети на землю, датчик тока в цепи симисторов, а входной блок выполнен в виде трехфазного полосового фильтра, формирователя абсолютных значений фазных напряжений, источннка опорного напряжения, причем первый, второй и третий входы трехфазного полосового фильтра объединейы с первым, вторым и третьим входа и источника опорного напряжения софтветственно и подключены к клем 20 мам для подключения к фазным проводам защищаемой сети, первый, второй, и третий выходы трехфазного полосо1 вого фильтра подключены соответственно к первому, второму и третьему 25 входам формирователя абсолютных значейий фазных напряжений и к первому, второму и третьему входам фильтра напряжения нулевой последовательности, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, первый выход которого через переключатель режимов подключен к первому входу узла сброса, выход источника опорного напряжения подключен к установочному входу порогового органа, первый, вто35 рой и третий выходы которого подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам узла блокировки, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему входам узла памяти, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам коммутатора и к второму, третьему и четвертому входам кольцевого сброса узла сброса,, четвертый выход узла сброса подключен к первому входу упомянутого блока защиты симисторов к входу блока отключения симисторов, вы ход которого подключен к объединенным вторым выводам симисторов, к второму входу упомянутого блока защиты симисторов и к датчику тока в цепи симисторов с клеммой для подключения к заземлению, первый выход коммутатора подключен к сбрасываю- . щему входу счетчика импульсов, а выход упомянутого блока защиты симисторов подключен к пятому входу узла блокировки и пятому входу коммутатора.

2. Устройство по п. f о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

I повышения удобства эксплуатации, в него дополнительно введен блок индикации и сигнализации, первый, вто, рой и гретий входы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам упомянутого узла памяти, второй выход упомянутого счетчика импульсов подключен к четвертому входу блока индикации и сигнализации, пятый вход которого подключен к выходу упомянутого блока защиты симисторов.

1534597

Составитель Т. Суринов

Техред Л.Сердюкова Корректор М. лароши

Редактор Г. Гербер Заказ 49

Тирам 467

Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101