Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в электрической сети переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты электрических сетей. Цель изобретения - повышение надежности и селективности действия защиты. На первый вход суммирующего усилителя сумматора 12 подается напряжение постоянного тока, пропорциональное току, протекающему через трансформатор этого присоединения, на другой вход - напряжение постоянного тока другого знака, пропорциональное собственному емкостному току присоединения, величина которого задается установкой в схеме соответствующего коэффициента усиления сумматора 12 по второму входу. С выхода суммирующего усилителя сигнал поступает на пороговый орган 13, при превышении уставки которого сигнал через релейный усилитель 6 поступает на элемент ЗАПРЕТ 5, при отсутствии сигнала на управляющем входе которого от блока выдержки времени 4 он проходит на исполнительный орган 7, который отключает присоединение с повреждением. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 Н 3/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4357732/24-07 (22) 04.01.88 (46) 15.12.90. Бюл. ¹ 46 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) О,А.Петров и А.В.Плешаков (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1150690, кл. Н 02 Н 3/17, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1309152, кл. Н 02 Н 3/16, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты электрических сетей. Цель изобретения — повышение надежности и селективности действия за. Ы, 1614065 А1 щиты. На первый вход суммирующего усилителя (сумматора) 12 подается напряжение постоянного тока, пропорциональное току, протекающему через трансформатор этого присоединения, на другой вход — напряжение постоянного тока другого знака. пропорциональное собственному емкостному току присоединения, величина которого задается установкой в схеме соответствующего коэффициента усиления сумматора 12 по второму входу. С выхода суммирующего усилителя сигнал поступает на пороговый орган 13, при превышении уставки которого сигнал через релейный усилитель 6 поступает на элемент ЗАПРЕТ 5, при отсутствии сигнала на управляющем входе. которого от блока 4 выдержки времени он проходит на исполнительный орган 7, который отключает присоединение с повреждением. 1 з.,п. ф-лы, 4 ил.

1614065

10

20

30

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите электрических сетей, и может быть использовано в электрических сетях с изолированной (компенси-рованной нейтрально) нейтралью, заземленной через резистор.

Цель. изобретения — повышение надежности и селективности действия защиты.

На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2— функциональная схема блока контроля исправности; на фиг,3 — диаграммы напряжений устройства для нормального режима сети; на фиг.4 — характеристика блока коррекции уставки(сигналы обозначены буквой U, а номер блока, на выходе которого появля тся сигнал — индексом при этой букве), Устройство содержит трансформатор 1 напряжения нулевой последовательности, к которому подключены последовательно соьдиненные преобразователь 2 напряжения, пороговый орган 3, блок 4 выдержки времени элемент 5 запрета, к одному входу которого подключен релейный усилитель 6, а к выходу — исполнительный орган 7, трансформатор 8 тока нулевой последовательноСти защищаемого присоединения, к которому подключены последовательно со««диненные ключ 9,.фильтр 10 основной частоты, преобразователь 11 напряжения, Суммирующий усилитель (сумматор) 12 и пороговый орган 13, выход которого соединен с входом релейного усилителя 6.

Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные управляемый ге« ератор 14, множитель 15 и ключ 16, второй

Вывод которого соединен с входом фильтра

10. Второй выход порогового органа 3 соединен с входом управляемого генератора 14, управляющим входом ключа 16 и через элемент НЕ 17 — c управляющим входом . ключа 9, Второй выход преобразователя 2 напряжения подключен к второму входу сумматора 12 и через блок !8 коррекции уставки — к второму входу порогового органа 13, К выходу релейного усилителя 6 подключен также блок 19 контроля исправности. а к блоку 19 — индикатор 20. Блок 19 контроля исправности состоит из последовательно соединенных формирователя 21 и элемента ИЛИ 22.

Второй вход множителя 15 подколючен к электрической сети (трансформатору блока питания устройства защиты).

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме сети выходные сигналы элементов и блоков 1 — 4 и 8 равны .нулю, клк)ч 9 разомкнут. ключ 16 замкнут, Управляемый генератор 14 вырабатывает пилообразное напряжение низкой частоты.

Пусть период этого напряжения составляет 5 с и оно поступает на один вход множителя 15, на другой вход последнего поступает гармоническое напряжение частоты 50 Гц от другого генератора сигналов, в качестве которого здесь используется электрическая сеть. В результате на выходе множителя 15 получаются гармонические колебания, амплитуда которых изменяется по пилообразному закону от нуля до максимума, от максимума до нуля, опять от нуля до максимума и т.д. (фиг,3). С вьгхода множителя 15 этот сложный сигнал через замкнутый ключ

16, фильтр 10 и преобразователь 11 напряжения поступает на один из входов сумматора 12, а на второй его вход поступает сигнал с преобразователя 2 напряжения, С выхода сумматора 12 сигнал поступает на первый вход порогового органа 13, на второй вход которого от блока 18 коррекции уставки поступает постоянное напряжение

Uycx.z уставки, С выхода порогового органа

13 сигнал поступает на вход релейного усилителя 6, а с него на вход элемента 5 запрета, На другой вход элемента 5 запрета поступает сигнал с блока 4 выдержки времени. При этом исполнительный орган 7 отключен, а на вход блока 19 контроля исправности приходят импульсы, в результате чего на выходе блока 19 появляется напряжение и индикатор 20 будет светиться, При каком-либо нарушении в схеме сигнал на выходе релейного усилителя 6 исчезает и индикатор 20 гаснет, что сигнализирует о неисправности устройства защиты.

Таким образом, в нормальном режиме сети осуществляется контроль исправности устройства защиты, что существенно повышает надежность работы этого устройства.

При однофазном замыкании на землю на защищаемом присоединении на выходах трансформатора 1 напряжения и трансформатора 8 появляются сигналы, а на первом выходе преобразователя 2 напряжения появляется сигнал больше напряжения Uyn.> уставки порогового органа 3 и с выдержкой времени, предназначенной для отстройки QT переходных процессов и обеспечиваемой блоком

4 выдержки времени, на элемент 5 запрета поступает сигнал, который разрешает срабатывание исполнительного органа 7.

Со второго (инверсного) выхода порогового органа 3 также поступает сигнал, блокируюций управляемый генератор 14, разрешающий ключ 16 и через элемент НЕ 17— замыкающий ключ 9. Сигнал с трансформатора 8 тока через ключ 9 и фильтр 10 поступает на преобразователь 11 напряжения, а с него через сумматор 12 — на пороговый

1614065 орган 13. Если преобразованное напряжение на выходе сумматора 12 больше напряжения Оу т,2 уставки, то на релейный усилитель 6 поступает сигнал, который, будучи усилен релейным усилителем 6 и п рой- 5 дя через элемент 5 запрета, вызывает срабатывание исполнительного органа 7, в результате чего исполнительный орган 7 обеспечивает отключение поврежденного присоединения. 10

Таким образом, для учета собственного емкостного тока присоединения используют суммирующий усилитель (сумматор) 12, на первый вход которого поступает напряжение riQGToslHHolo тока, пропорциональ- 15 ное току, протекающему через ТТНП этого присоединения, а на другой вход — напряжение постоянного тока другого знака, пропорциональное собственному току l

Icosi берется с выхода преобразователя 2 напряжения. В результате при изменении напряжения 00 нейтрали соответственно меняются токи (ток однофазного замыкания на землю) и lips), но при этом соотношение 30 между нИми сохраняется почти постоянным.

При однофазном замыкании на землю на неповрежденном присоединении сигнал на первом входе порогового органа 13 будет 35 меньше напряжения Оу т.z и поэтому выходной сигнал порогового органа 13 не изменится. Следовательно, исполнительный орган 7 не изменит своего состояния, т.е. не сработает. 40 (Формула изобретения

1. Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в электрической сети переменного тока, содержащее после- 45 довательно соединенные подключенный к вторичной обмотке трансформатора тока нулевой последовательности первый ключ, фильтр основной частоты и первый преобразователь напряжения, последовательно 50 соединенные релейный усилитель, элемент

ЗАПРЕТ и исполнительный орган, к выходу релейного усилителя подключен вход блока контроля исправности, а также индикатор, первый пороговый орган, последовательно соединенные второй пороговый орган и блок выдержки времени, выход которого соединен с разрешающим входом элемента

ЗАПРЕТ, генератор пилообразного напряжения, второй ключ, трансформатор напряжения нулевой последовательности, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и селективности действия защиты, оно снабжено вторым преобразователем напряжения, множителем, сум мирующим усилителем, блоком коррекции уставки и элементом НЕ, при этом второй преобразователь напряжения включен между выходом трансформатора напряжения нулевой последовательности и входом второго порогового органа, инверсный выход которого соединен с запускающим входом генератора пилообразного напряжения и с управляющим входом второго ключа, включенного между входом фильтра и выходом множителя, первый вход которого соединен с выходом генератора, а второй вход соединен с клеммами для подключения к сети, причем первый вход суммирующего усилителя подключен к выходу первого преобразователя напряжения, второй вход суммирующего усилителя соединен с инверсным выходом второго преобразователя на- пряжения, подключенным к входу блока коррекции уставки, выход которого соединен с установочным входом первого порогового органа, вход которого подключен к выходу суммирующего усилителя, выход первого порогового органа соединен с входом релейного усилителя, управляющий вход первого ключа через элемент HE подключен к инверсному выходу второго порогового органа, а вход индикатора соединен с выходом блока контроля исправности.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что блок контроля исправности выполнен в виде последовательно соединенных фомирователя длинных импульсов и элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом блока контроля исправности.

1614065 иг.

Эсти

Составитель Л,Васькова

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор А.Ревин Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3895 Тираж 475 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5