Устройство для определения поврежденной фазы

 

Ф (11) 6ОО647

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 335763 (22) Заявлено 18.03.76 (21) 2334607/24-07 с присоединением заявки № (51) М, Кл.з Н 02Н 3/16

Совета Министров СССР ло делам изобретений и от)(рывший (53) УДК 621.316.925 (088.8) (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень ¹ 12 (45) Дата опубликова»ия описания 04.04.78 (72) Авторы изобретения

Н. Ф. Шишкин, В. Ф. Антонов, В. И. Микрюков, Ь. М. Ягудаев и В. В. Шкабер

Ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им. А. А. Скочинского (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙ

ФАЗЫ

ГосУАарственныв комитет (23) Пр ор е

Изобретение относится к устройствам для определения поврежденной фазы при однофазных замыканиях на землю в трехфазпых сетях с изолированной нейтралью, используемым преимущественно в быстродействующей аппаратуре защиты от поражения электрическим током при случайном прикосновении человека к любой из фаз сети.

По основному авт. св. № 335763»звсст»о устройство для определения поврежденной фазы, используемое преимуи(сственпо в быстродействующей аппаратуре защиты от поражения электрическим током. Устройство содержит фильтр напряжения нулевой последовательности и три, реагирующих на повышение напряжения пороговых элемента, которые подключены к фазам контролируемой сети и через фильтр напряжения нулевой последовательности к искусственной нулевой точке.

Недостатком указанного устройства является его низкая чувствительность вследствие того, что минимальное напряжение срабатывания на пороговом элементе поврежденной фазы (в виде суммы векторов напряжений фазного опорного и нулевой последовательности) ограничивается наибольшим напряжением на пороговом элементе последующей неповрежденной фазы. Например, при замыкании на фазе А напряжение срабатывания (/,,р(,ц

»а пороговом элементе поврежденной фазы

А будет: /ср (А) — Ыпах (В) н а

5 ГдЕ UIn»(II) — МаКСИМаЛЬНОЕ (НаибОЛЬШСС) напряжение на последующей фазе (геометр»ческая сумма векторов напряжений — фаз»ого опорного п»улcâîé последователь»ости);

An - — коэффиипепз»адежноет» (1.1

1,2);

Ки — КОЭффицпспт КОЛЕбаНИя 1ЮМП»аль»ого»апряжен»я

15 (1,1 — 1,15) .

Стремление к дальнейшему снижению»апряженпя срабатывания (т. с. к повышению чувствительности устройства) н»жс уроь»я, 20 определяемого выражением (1), пр»вод»т и ложным срабатываниям»а пороговом элеме»тс последующей фазы.

Следовательно, соотношен»с геометр»ческих сумм векторов напряже»»й (фаз»ого

25 опорного и нулевой последователь»ост»)»а поврежденной и следующей за»ей»еповреждснной фазе ограничивает и не позволяет поВысить 1) вствпт(. . Ib»ocTh x стройетв;1 в1»и(е oIIрсдслс»ного уровня.

600647

Целью изобретения является повышение чувствительности и быстродействия устройства.

11оставленная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительные пороговые элементы, включенные между фильтром напряжения нулевой последовательности и соответствующими фазами контролируемой сети.

На фиг. 1 изображена схема устройства для определения поврежденной фазы; на фиг. 2— векторная диаграмма, поясняющая принцип действия устройства для определения поврежденной фазы (для случая однофазного замыкания на фазе А); па фиг. 3 — схема соединения выходов пороговых элементов устройства для определения поврежденной фазы.

Пороговые элементы l — 3 подключены к фазам А, В, C контролируемой сети и через фильтр 4 напря>кения нулевой последовательности к искусственной нулевой точке, образованной элементами 5 — 7. Между фильтром напря>кения нулевой последовательности и соответствующими фазами контролируемой сети включены дополнительные пороговые элементы 8 — 10.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме в фильтре 4 напряжения нет, и пороговые элементы l — 3 и 8 — 10 находятся под фазным напряжением сети.

При однофазном замыкании на землю (например, фазы A) к симметричной системе трехфазного напряжения добавляется напряжение нулевой последовательности (вектор

Up), соответствующее поврежденной фазе.

Из векторной диаграммы (фиг. 2) видно, что при малых значениях напряжения нулевой последовательности Up сумма векторов напряжений фаз и нулевой последовательности приводит к увеличению суммарного вектора А, соответствующего поврежденной фазе, а так>ке и следующего за ним вектора В2. Напротив, при замыкании на землю близких к глухому (больших значениях Up) суммарный вектор В последующей фазы не превышает уставки по Аь Зти два крайних, но взаимодополняющих случая однофазного замыкания на землю обьединены совместным использованием двух сумм векторов напряжений фаз и нулевой последовательности, т. е. устройство состоит из двух групп пороговых элементов (каналов), работающих каждая в своей зоне.

Пороговые элементы 1 — 3 имеют по одному выходу и служат для определения повреждения на своей фазе.

При замыкании, например, на фазе А пороговый элемент 1 на повре>кденной фазе оказывается включенным на папря>кение больше порога срабатывания, а па пороговых элементах 2, 3 неповрежденных фаз уровень напряжения не увеличивается.

Дополнительные пороговые элементы 9 — 10 имеют каждый по два выхода (фиг. 1 и 3), которые попарно реализуют логическую опера4 цию совпадения — один из них определяет повреждения на своей фазе, а другой определяет повреждения на предыдущей по направлению вращения фазе: фаза А — -А,-В, фаза  — э-В,.С, фаза С -+- С,. А, 10 Пороговые элементы 1 — 3 настраиваются на срабатывание с уставкой U,ð,, большей, чем уставка U

j3 раз:

30 7ср, — Дср, °

Согласно векторной диаграмме фпг. 2 уставки срабатывания обоих каналов пороговых элементов будут: ср, — Кн >g.on. — -Ад

20 U„, = К„1,4U4,.n.= А,.

Отношение напряжений срабатывания: с ср, Ucp., 25 где К вЂ” коэффициент надежности;

Uy. и. — номинальное фазное опорное напряжение (B);

P — коэффициент превышения уставки первого (грубого) канала к уставке второго (чувствительного) канала устройства.

На векторной диаграмме фиг. 2 двойной линией показано геометрическое место концов суммарного вектора А1 поврежденной фазы в зоне срабатывания первого (грубого) канала устройства, а сплошной линией — геометрическое место концов суммарных векторов А2,  в зоне срабатывания второго канала устройства.

Таким образом при замыканиях на землю близких к глухому работают пороговые элементы обоих каналов, так как 7ср, ) Ai

15 l Ucp >А„ а при замыканиях па землю через сопротив;IeIIIIz, приводящие к малым напряжениям нулевой последовательности, работают пороговые элементы 8 — 10 только второго канала (зона cpdoBIIIBBIIIISI -- сплошная линия на векторной диаграмме), так как 7ср, (А1

Uñð. ) Аа.

55 Включение дополнительных пороговых элементов в предлагаемом устройстве для определения поврежденной фазы сети значительно повышает его чувствительность и быстродействие, 5р Поскольку чувствительность и быстродействие являются основными параметрами безопасности, то применение предлагаемого устройства для определения поврежденной фазы сети в качестве основного релейного элемен55 та в быстродействующей аппаратуре защитьг

600647

Р0з., -j2

Составитель Л. Васькова

Тскред Л. Гладкова

Корректоры: Л. Котова и О. Тюрина

Редактор 3. Старикова

Подписное

Заказ 356)10 Изд. № 340 Тираж 892

НПО Государственного комитета Совета Мшшстров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4)5

Типография, пр. Сапунова, 2 л1одсй от пор lжсиия элсктри 10ñl èì 1оком 00вышает уровень безопасности эксплуатации защищаемой сети.

Формула изобретения

Устройство для определения поврежденной фазы по авт. св. № 335763, отл и ч а ю щееС и СМ, )IÒÎ. С IIC, ll)10 !1011Ь1И1СИИЯ 1 ) В(TI3IITC)ll>I:0 lи и быстродействия, в него введены дополнительные пороговые элементы, включенные между фильтром напряжения нулевой последовательности и соответствующими фазами контролируемой сети.