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

 

Использование: устройство используют для релейной защиты электроустановок. Сущность изобретения: выполнение блока запрета действия защиты на RC-цепи 23, согласующих трансформаторах 24, 25, выпрямителях26-28 и компараторе29, а блока 6 сравнения импульсов - на оптотранзисторах с диодно-конденсаторным преобразователем позволяет повысить надежность и быстродействие устройства. 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>s Н 02 Н 3/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М 1 ) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4666843/07 (22) 27,03..89 (46) 30.05.92 Бюл. N 20 (71) Научно-исследовательский и проектноконструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (72) В,Ф.Бухтояров (53) 621.316,925 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1136243, кл, Н 02 Н 3/16, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹1406680,,кл, Н 02 Н 3/16, 1987.

„„Б12„„1737598 А1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В

СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ (57) Использование: устройство используют для релейной защиты электроустановок.

Сущность изобретения; выполнение блока запрета действия защиты на RC-цепи 23, согласующих трансформаторах 24, 25, выпрямителях 26 — 28 и компараторе 29, а блока

6 сравнения импульсов — на оптотранзисторах с диодно-конденсаторным преобразователем позволяет повысить надежность и быстродействие устройства. 1 ил, 1737598

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

Целью изобретения является повыше- 5 ние надежности и быстродействия устройства.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для защиты от замыкания на землю. 10

Устройство для защиты от замыкания на землю содержит трансформатор 1 напряжения нулевой последовательности (ТН Н П), к выходу которого подключен преобразователь 2 напряжения нулевой последователь- 15 ности (ПННП), трансформатор 3 тока нулевой последовательности (ТТН П), установленный на защищаемом присоединении

4, к выходу которого подключен преобразователь 5 тока нулевой последовательности 20 (ПТНП), блок 6 сравнения импульсов (БСИ), входы которого подключены к выходам

ПННП 2 и ПТНП 5, а выход соединен с одновибратором 7, выходной (реагирующий) орган (ВО) 8, блок 9 запрета действия защи- 25 ты (БЗДЗ), элемент 10 "Запрет" и исполнительный орган (ИО) 11.

Вторичные обмотки ТННП 1 и ТТНП 3 включены так, что ток нулевой последовательности на поврежденном присоедине- 30 нии (сигнал на выходе ТТНП 3) опере>кает напряжение нулевой последовательности (сигнал на выходе ТННП 1), ПННП 2 включает компаратор 12 с делителем напря>кения на входе и транзисто- 35 ром 13 на выходе.

ПТНП 5 состоит из компаратора 14 с согласующим трансформатором 15 на входе и транзистором 16 на выходе.

БСИ 6 представляет собой фазочувстви- 40 тельный орган, реагирующий на сдвиг фаз между сигналами тока и напряжения нулевой последовательности. Он выполнен на четырех основных оптотранзисторах: первом 17, втором 18, третьим 19 и четвертом 45

20 и одном вспомогательном оптотранзисторе 21 с диодно-конденсаторным преобразователем 22 с закрытым входом.

Одновибратор 7 выполняет функцию расширителя поступающих на его вход ко- 50 ротких импульсов, БЗДЗ 9 состоит из RC-цепи 23, согласующих трансформаторов 24 и 25, встречно включенных выпрямителей 26 и 27 с конденсаторами и резисторами на выходе, вспомо- 55 гательного выпрямителя 28 и компаратора

29. Сопротивления резистора и конденсатора RC-цепи 23 принимаются одинаковыми.

Компараторы 12 и 14 преобразуют изменяющиеся so времени выходные сигналы

ТННП 1 и ТТНП 3 в прямоугольные импульсы отрицательной полярности. Транзисторы 13 и 16 работают в ключевом режиме.

Оптотранзисторы 17 и 19 выполняют функцию элементов "Запрет", а оптотранзисторы 20 и 21 — функцию элементов совпадения. Благодаря их применению устройство мало восприимчиво к воздействию электромагнитных полей и помех, при этом существенно упрощается его структура.

Диодно-конденсаторный преобразователь 22 — формирователь коротких импульсов — формирует сигналы по срезу заднего фронта.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии в сети однофазного замыкания на землю одновибратор 7, ВО 8, ИО 11, компараторы 12, 14 и 29 находятся в исходном состоянии. На выходах компараторов 12 и 14 присутствуют сигналы положительной полярности. Транзисторы 13 и 16 закрыты, В закрытом состоянии находятся также и оптотранзисторы 17-21.

При возникновении на присоединении

4 однофазного замыкания на землю сначала появляется сигнал на выходе ТТНП 3, затем через приблизительно четверть периода— сигнал на выходе ТННП 1. Если уровни этих сигналов оказываются достаточными для срабатывания компараторов 12 и 14, последние переключаются в противоположное состояние и на их выходах поочередно появляются отрицательные импульсы, следующие с частотой положительных полуволн тока и напряжения нулевой последовательности и открывающие тран- . зисторы 13 и 16.

При первоочередном появлении сигнала трансформатора 3 тока открываются оптотранзисторы 17 и 18, Последующее воздействие сигнала трансформатора 1 напряжения не изменяет состояния схемы до тех пор, пока не исчезнет сигнал трансформатора 3 тока, Сигнал на выходе вспомогательного оптотразистора 21 появляется в момент исчезновения сигнала трансформа-! тора 3 тока. Сигнал на входе одновибратора

7 появляется только при совпадении во времени управляющего импульса оптотранзистора 21 (выходного импульса диодно-конденсаторного преобразователя

22) и импульса компаратора 12, Таким образом, сигнал на входе одновибратора 7 появляется только в случае первоначального появления и исчезновения сигнала трансформатора 3 тока и наличия общей временной зоны этого сигнала и сигнала трансформатора 1 напряжения.

1737598

Формула изобретения

Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью; содержащее трансформаторы тока и напряжения нулевой последовательности, к выходам которых подключены входы соответственно преобразователей тока и напряжения нулевой последовательности, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения импульсов, выполненного на формирователе коротких импульсов и оптическом элементе совпадения, первый вход которого подключен к выСоставитель В.Бухтояров

Техред Vi.Ìoðãåíòàë Корректор Н,Король

Редактор А.Лежнина

Заказ 1900 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

При срабатывании одновибратора 7 на его выходе появляется сигнал, длительность которого устанавливается приблизительно равной периоду выходных и ря моу гол ьн ых им пул ьсов компараторов 12 и 14. В результате срабатывают выходной 8 и исполнительный 11 органы и происходит отключение выключателя присоединения 4.

При внешнем замыкании на землю устройство не работает, поскольку сигналы на входе одновибратора 7 отсутствуют, При возникновении в сети субгармонических колебаний с частотой ниже промышленной, возникающих, в частности, после отключения поврежденного присоединения, на входе выпрямителя 28 появляется сигнал, равный разности выходных напряжений выпрямителей 26 и 27, и происходит срабатывание компаратора 29. При срабатывании компаратора 29 поступает сигнал на управляющий вход элемента "Запрет"

10, при помощи которого осуществляются разрыв цепи питания исполнительного органа 11. и блокирование действия защиты при воздействии сигналов, частота которых меньше 50 Гц. Аналогично устройство функционирует при появлении на его входе curíà loB высокой частоты.

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность защиты, ее быстродействие и помехоустойчивость, что способствует повышению надежности электроснабжения потребителей и улучшению электробезопасности при эксплуатации электроустановок.

50 ходу упомянутого формирователя коротких импульсов, а выход подключен к выходу блока сравнения импульсов, блок запрета действия защиты, вход которого функционально связан с выходом трансформатора напряжения нулевой последовательности, элемент "Запрет", основной вход которого функционально связан с выходом блока сравнения импульсов, а управляющий вход соединен с выходом блока запрета действия защиты, исполнительный орган, вход которого подключен к выходу элемента "Запрета", о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия устройства, оно снабжено одновибратором, вход которого подключен к выходу блока сравнения импульсов, а выход соединен с входом элемента "Запрет", при этом блок запрета действия защиты выполнен в виде RC-цепи, подключенной своим входом к входу блока запрета действия защиты, вход которого соединен непосредственно с выходом трансформатора, напряжения нулевой последовательности, двух согласующих трансформаторов, входы которых подключены к выходам RC-цепи, двух встречно включенных выпрямителей, подсоединенных своими входами к выходам согласующих трасформаторов, вспомогательного выпрямителя, вход которого соединен с выходами встречно включенных выпрямителей, и компаратора, вход которого подключен к выходу вспомогательного выпрямителя, а выход соединен с выходом блока запрета действия защиты, блок сравнения импульсов дополнен первым и вторым оптическими элементами "Запрет", основные входы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока сравнения импульсов, а управляющие входы подключены соответственно к второму и первому входам блока сравнения импульсов, причем выход первого элемента

"Заперт" соединен с входом формирователя коротких импульсов, который выполнен на оптотранзисторе с диодно-конденсаторным преобразователем с закрытым входом, а выход второго элемента "Запрета" соединен с вторым входом элемента совпадения, выполненного на оптотранзисторах.