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

 

Использование: сети с изолированной нейтралью и нейтралью, заземленной через высокоомный резистор. Для отстройки от бросков тока при однофазных замыканиях на землю в устройство введены второй блок выдержки 13, подключенный к второму входу элемента Запрета, и фазосдвигающий блок, включенный между выходом трансформатора напряжения нулевой последовательности 1 и входом третьего выпрямителя 15. 1 з,п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1() (я)э H 02 Н 3/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4718969/07 (22) 14.07.89 (46) 30.06.92. Бюл, № 24 (71) Челябинский политехнический институт им.Ленинского комсомола (72) О,А.Петров, А.И,Сидоров и Ю.B.Ñèò÷èхин (53) 621,316.925 (088.8) (56) Маврицын А.M. и Петров О.А. Электроснабжение угольных разрезов. M,: Недра, 1977, с,169, 170.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1614065, Н 02 Н 3/16, 1988, Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите электрических сетей, и предназначено для работы в, электрических сетях с изолированной нейтралью и нейтралью, заземленной через высокоомный резистор.

Известно устройство для защиты от однофазных замыканий на землю (033) в электрической сети переменного тока, содержащее последовательно соединенные трансформатор тока нулевой последовательности и реле типа ЭТД вЂ” 551.

К недостаткам этого устройства относится то, что, во-первых, на присоединениях с большим собственным емкостным током это устройство, реагирующее на основнуюгармонику тока ОЗЗ, может действовать неселективно, во-вторых, отсутствует блоки- ровка по напряжению нейтрали, что снижает помехоустойчивость действия устройства. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА (57) Использование: сети с изолированной нейтралью и нейтралью, заземленной через высокоомный резистор, Для отстройки от бросков тока при однофазных замыканиях на землю в устройство введены второй блок выдержки 13, подключенный к второму входу элемента Запрета, и фазосдвигающий блок, включенный между выходом трансформатора напряжения нулевой последовательности 1 и входом третьего выпрямителя

15. 1 з,п,ф-лы, 3 ил.

Наиболее близким к изобретению является устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в электрической сети переменного тока, содержащее последовательно соединенные подключенный к 1 трансформатору напряжения нулевой по- 4 следовательности первый преобразователь напряжения, первые пороговый орган, блок !,ф выдержки времени, элемент запрета и ис- с ) полнительный орган, последовательно сое- деленные подключенный к трансформатору тока нулевой последовательности первый

Ь ключ, фильтр основной частоты, второй преобразователь напряжения, сумматор, второй пороговый орган, релейный усилитель, блок контроля и индикатор, последовательно соединенные подключенный к второму выходу первого порогового органа управляемый генератор, множитель и второй ключ, соединенный с входом фильтра основной частоты, элемент Н Е, включенный между уп1744749

10 равляющими входами генератора и первого ключа, блок коррекции уставки, включенный между вторым выходом первого преобразователя напряжения и вторым входом второго порогового органа, причем второй вход множителя подключен на напряжение сети, управляющий вход второго ключа соединен с управляющим входом генератора, второй вход сумматора подключен к входу блока коррекции уставки, а выход релейного усилителя подключен к второму входу элемента запрета.

Недостаток устройства заключается в возможной неселективности действия при дуговых 033.

Цель изобретения — повышение надежности и селективности устройства защиты путем отстройки от бросков тока при дуговых 033.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства защиты от однофазных замыканий на землю; на фиг. 2— функциональная схема блока выдержки времени; на фиг. 3 — диаграмма напряжений, где фиг. За соответствует 033 в зоне защиты, а фиг. Зб — 033 вне зоны защиты.

К электрической сети (фиг.1) подключен трансформатор 1 напряжений нулевой последовательности. К нему подсоединены последовательно включенные первые выпрямитель 2, пороговый орган 3, блок 4 выдержки времени, элемент 5 запрета, релейный усилитель 6 и исполнительный орган 7, К вторичной обмотке трансформатора 8 тока нулевой последовательности защищаемого присоединения, нагруженной резисторами R, подключены последовательно соединенные усилитель 9, второй выпрямитель 10, сумматор (суммирующий усилитель)

11, вторые пороговый орган 12 и блок 13 выдержки времени, Выход последнего соединен с вторым входом элемента 5 запрета, К трансформатору 1 напряжения нулевой последовательности подключены последовательно соединенные фазосдвигающий блок 14 и третий выпрямитель 15, выход которого соединен с вторым входом суммирующего усилителя 11. Каждый из блоков выдержки времени 4 и 13 содержит включенные между его входом и выходом последовательно соединенные счетчики 15 и 16 импульсов Выход генератора 17 прямоугольных импульсов подключен к счетным входам обоих счетчиков 15 и 16, Выход каждого счетчика соединен со своим блокирующим входом. Первыми входами счетчиков

15 и 16 являются R-входы.

Генератор 17 прямоугольных импульсов для блоков 4 и 13 выдержки времени

55 целесообразно использовать один. Усилитель 9 в токовом канале устройства защиты установлен для удобства задания необходимого коэффициента усиления сигнала, пропорционального току 4.

В нормальном режиме сети напряжение нулевой последовательности U<>мало и на выходах всех выпрямителей 2, 10 и 15, пороговых органов 3 и 12, усилителя 9, сумматора 11, первого 4 и второго 13 блоков выдержки времени, элемента 5 запрета и релейного усилителя 6 выходные сигналы также равны нулю. Выходные сигналы счетчиков 15 блоков первого 4 и второго 13 выдержки времени равны логической "1".

При 033 в сети напряжение на выходе первого выпрямителя 2 возрастает и превышает уставку Uyct) первого порогового органа 3, на выходе которого появятся импульсы, по амплитуде равные логической

"1", Эти импульсы сбросят счетчик 15 блока

4 в нулевое состояние. Счетчик 16 этого блока выдержки времени начнет отсчитывать выдержку времени dxz и после этого изменит свой выходной сигнал на единичный логический, который даст разрешение по первому входу элемента 5 запрета. Одновременно выходной сигнал счетчика 16 заблокирует поступление на его счетный вход прямоугольных импульсов от генератора 17 и будет находиться в таком состоянии, пока не изменится выходной сигнал счетчика 15 блока 4 выдержки времени.

При отключении 033 в сети напряжение на выходе первых выпрямителя 2 и.порогового органа 3 станет равным нулю (логическому "0"). Первый счетчик 15 блока

4 выдержки времени начнет отсчитывать свою выдержку времени At<, после чего он изменит свой выходной сигнал на единичный логический, заблокирует свой счетный вход и установит второй счетчик 16 блока 4 выдержки времени в нулевое состояние, тем самым даст запрет на элемент 5 запрета.

Выдержка времени Ж > At< необходима для отстройки от переходных процессов в начальный период 033, а выдержка времени ht< нужна для установки счетчика 16 блока 4 в исходное состояние и подготовки его к действию при последующих 033. Выдержка времени должна быть более полпериода основной частоты и может быть менее одного периода этой частоты.

Если 033 произошло на защищаемом присоединении (фиг.За), то напряжение, снимаемое со вторичной обмотки трансформатора 8 тока, усиливается усилителем 9, выпрямляется вторым выпрямителем 10 и поступает на первый вход сумматора 11.

1744749

Оно суммируется сумматором 11 с напряжением U

Напряжение U>o имеет положительную полярность, а напряжение U>s — отрицатель- 5 ную. В рассматриваемом случае напряжение U

Эта разность будет больше напряжения уставки Uyct второго порогового органа 12 и на выходе последнего появятся положительные импульсы единичной амплитуды, Импульсы установят первый счетчик 15 вто- 15 рого блока 13 выдержки времени в нулевое состояние, и второй счетчик 16 этого блока, выдержки времени станет отсчитывать выдержку времени At4, определяемую затуханием переходного процесса. После этого на 20 выходе счетчика 16 блока 13 появится логическая "1" и через элемент 5 запрета, релейный усилитель 6 поступит на исполнительныйый орган 7, который сработает и отключит поврежденное присоединение. С 25 выдержкой времени Жз < Лт4 счетчик 15 второго блока 13 выдержки времени установит счетчик 16 его в нулевое состояние.

Если 033 произошло на другом присо- ЗО единении (фиг.Зб), то с трансформатора 8 тока нулевой последовательности поступает небольшое напряжение, пропорциональное собственному емкостному току данного присоединения. На оба входа сумматора 11 35 будут поступать напряжения U

Поэтому блок 13 выдержки времени сохра- нит свой выходной сигнал и исполнительный орган 7 также не изменит своего состояния.

Предложенное введение блоков выдержки времени в канал преобразования тока

033 позволяет существенно повысить селективность действия устройства защиты при дуговых 033.

Формула изобретения

1, Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в электрической сети переменного тока, содержащее последовательно соединенные первые подключенные к трансформатору напряжения нулевой последовательности выпрямитель, пороговый орган, блок выдержки времени, элемент запрета, релейный усилитель и исполнительный орган, подключенные к выходу трансформатора тока нулевой последовательности, последовательно соединенные усилитель, второй выпрямитель, сумматор и второй пороговый орган, при этом к второму входу сумматора подключен выход третьего выпрямителя, о т л и ч а ю ще е с я тем, что, с целью повышения надежности и селективности путем отстройки от бросков тока при однофазных замыканиях на землю, в него введены второй блок выдержки времени, включенный между выходом второго порогового органа и вторым входом элемента запрета, и фазосдвигающий блок, включенный между выходом трансформатора напряжения нулевой последовательности и входом третьего выпрямителя.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок выдержки времени содержит последовательно соединенные два счетчика импульсов. а также генератор прямоугольных импульсов, выход которого соединен со счетными входами указанных счетчиков импульсов, причем выход каждого из счетчиков импульсов соединен со своим блокирующим входом, 1744749

Фит. 3

Составитель О.Петров

Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий

Редактор M,Êåëåìåø

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

Заказ 2201 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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