Устройство для защитного отключения в трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью

 

Союз Советскнк

Соцналнстнчесннк

Реслублнк

<111792452

{63) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 230279 (2!) 2727887/24-07

Р1 М (3 с присоединением заявки Мо— (23) Приоритет

Н 02 Н 3/l6

G 01 R 31/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 30,12,80. Бюллетень И9 4 8

Дата опубликования описания 30.12,80 (53) УДК 621. 316 °.925(088.8) (72) Авторы изобретения

В.И. Щуцкий, В.С. Дзюбан и В.С. Прудникон (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗА((ИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ

В ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

Изобретение относится к устройствам для контроля сопротинления изоляции и защитного отключения в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью трансформатора. 5

Известно устройство, содержащее источник питания и эталонный источник. включенные между фазами сети и землей, оперативный источник и KQMIIBH сирующую цепь, к которой подключен 10 зашунтированный полупроводниковым прибором нход транзисторного усилителя, выход которого соединен с исполнительным органом.

Такое устройство не обеспечивает самоконтроль исправности элементов электрической схемы, что снижает надежность его работы..

Известное устройство для измере- 20 ния сопротивления изоляции электрических цепей, взятое в качестве прототипа, содержит источник питания, эталонный источник выпрямленных импульсных сигналов и нключенный 25 между фазами сети и землей оперативный источник, подключенный параллельно диоду, шунтирующему вход транзисторного усилителя, выход которого эашунтиронан электронным клю- 30 чом и через конденсатор соединен с исполнительным органом.

При подаче на вход усилителя эталонного и оперативного тока на его выходе появляется переменная составляющая, приводящая к срабатыванию исполнительного органа. Так как снижение сопротивления изоляции и повреждение элементов схемы приводят к исчезновению на выходе усилителя переменной составляющей и отключению исполнительного органа устройство обеспечивает самоконтроль исправности элементов схемы и защитный отказ, т.е. отключает сеть при повреждении элементов. Однако в таком устройстве самоконтроль не распространяется на выходную цепь исполнительного органа. Действительно, при приваривании хотя бы одного из контактов и возникновении опасной по условиям безопасности утечки или неисправности устройстна не происходит отключение сети. Это вызвано тем, что конструктивно реле выполняются с общим приводом от якоря к контактной системе. Поэтому приваринание хотя бы одного из контактов всей контактной группы нарушает функционирование устройства эащитного отключения. Не.могут быть игнорированы и случаи заклинивания механизма свободного расцепления автоматического выключателя, когда после поступления команды.на отключечие от устройства защиты при аварийной ситуации защищаемая сеть не отклю5 чается. В силу изложенного для особо опасных условий эксплуатации электрических сетей возникают необходимость обеспечивать контроль работоспособности выходных цепей ,исполнительного органа устройства и коммутационного аппарата, т.е. повысить функциональную надежность устройств защитного отключения.

Цель изобретения — повышени"" функциональной надежности устройства.

Эта цель достигается тем; что в устройстве для защитного отключения в трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью, содержа- 26 щем источник питания, измерительный блок, выполненный на тр"."H:.çèñòîðå, на вход которого встречно друг,другу подключены источники постоянного и импульсного эталонного токсв, а д выход указанного блока, зашунтированный электронным ключом, через конденсатор подсоединен к исполнительному органу, выполненному на первом реле, который своим контактом включен в цепь расцепителя автомат ческого выключателя дополнительно введены второе реле и два диода,, причем один конец обмотки второго реле соединен последовательно с катодом первого диода, включенного встречно с источни".,îì,ги"..азия, а второй диод соединен последовательно с обмоткой первого реле и включен согласно с источником питания, а другой конец обмотки второго реле 4О подсоединен к обкладке Упомянутого конденсатора, а выходной контакт второго реле включен в цепь расценителя резервного конденсатора.

Исполнительный орган выполнен 4$ в виде параллельного соединения двух цепей, каждая из которых состоит иэ последовательно включенных обмотки1 реле и диода, причем один иэ диодов соединен согласно„ а другой встречно с источником питания, а выходные цепи каждого. реле присоединены соответственно к расцепителям авто. матического выключателя и выключателя высоковольтной ячейки (резервного выключателя) . 55

На чертЕже приведена схема устройств а з ащит ного отключени я.

Устройство содержит источник питания 1, эталонный источник 2 выпрям- 4О ленных импульсных сигналов, оперативный источник ", включенный между фазами сети и землей с помощью резистора 4 и цепи компенсации, состоящей из дросселя-трансформатора 5, компенсирующего дросселя 6 и разде лительного конденсатора 7.

Оперативный источник 3 и источник

2 выпрямленных импульсных сигналов соединены встречно и подключены к диоду 8, шунтирующему вход транзисторного усилителя 9, нагрузкой которого является сопротивление 10.

К выходу усилителя 9 через конденсатор 11 подключен исполнительный орган, состоящий из двух релейных элементов (реле) 12 и 13, зашунтированных конденсаторами 14, 15, в каждую цепь которых последовательно включен диод 16 и 17 соответственно согласно и встречно источнику питания 1.

Параллельно сопротивлению 1G усилителя 9 подключен полупроводниковый ключ, который выполнен на транзисторах 18 и 19. База транзистора. 18 подключена через резистор к коллектору транзистора 19 противоположного типа проводимости, база которого через резистор соединена с коллектором транзистора 18, а эмиттер с точкой соединения исполнительного органа и конденсатора 11.

Выходные контакты реле 12 включены в цепь расцепителей (нулевого, независимого) автоматического выключателя 20, осуществляющего коммутационные операции в сети с контролируемым сопротивлением 21 изоляции .

ВыходныЕ контакты реле 13 подключены к аналогичным цепям выключателя высоковольтной ячейки 22.

Устройство работает следующим образом.

При бесконечно большом сопротивлении изоляции оперативный токЪлар замыкается по цепи: земля, резистор

4, компенсирующий дроссель б и вход транзисторного усилителя 9.

При этом 30ngp меньше амплитудного значения тока 1э „ который пропорционален мгновенному значению выпрямленного напряжения источника 2, и через вход усилителя протекает токи, импульсов, обусловленных разностью 4ю и (,„, р В связи с этим усилитель 9 периодически открывается и закрывается. Когда транзистор открыт, через обмотку реле 12 и диод 16 протекает ток заряда конденсатора 11, в результате чего конденсатор 11 заряжается до величины напряжения источника питания 1, При этом транзисторы 18 и 19 оказываются закрытыми зарядным тохом конденсатора 11. Когда транзистор

9 закрывается, конденсатор 11 начинает разряжаться через обмотку реле 13 и лавинообразно открывающийся" полупроводниковый ключ, выполненный на транзисторах 18 и 19, который в момент разряда конденсатора 11 шунтирует нагрузсчный

797432

Формула изобретения резистор — сопротивление 10. E. результате операций заряда и разряда конденсатора релейные элементы 12 и 13 срабатывают и своими контактами замыкают цепи нулевых (размыкают цепи независимых) расцепителей автоматических выключа".е-. лей 20, 22, позволяя подачу напряжения в электрическую сеть.

При снижении сопротчнления 21 изоляции ниже допустимой возможно

rro условиям безопасности величины ток о ей превысит амплитудное значение эталонного тока 3=-m . Это приведет к тому, что через вход усилителя 9 будет посто"-нно протекать

f5 ток, который откроет указанный транзистор. Конденсат ор 11 при этом зарядится, а через транзис, ор 9 и сопротивление 10 потечет постоянны=.. ток. Ток заряд- при этом г.рекра ится. Р. следовательно и через обмотку реле 12 ток про-.åêàòü не буде=, что пРиведет к отпадакию якоря реле 12 и соответствующему переключению его выходных контактов в цепи расцепителей автоматического ныключа- 25 теля 20 и отключению последним защищаемой сети. При повреждениях элементов электрической схемы устройства также происходит отключение сети, что препятствует эксплуатации электроустановок с неисправным устройством защиты.

Если после команды на oтключение при возникновении аварийной ситуации отключения антоматического выключателя 20 не происходит,â результате нарушения з выходных цепях реле 1? устройства защи-.,íîãî отключения или механизма свободного расцепления автоматического выключателя 20), т.е. утечка в сети устраняется, происходит отпадание якоря реле 13 с выдержкой времени -ср большей относительно отпаи данйя „12 - р на время ñðàбатывания автоматического выключа- 4Я

--еля 20 — t. -Рео

+ ср< ср ср.

В результате этого его выходные контакть-: осуществляют соответствующие переключения н цепях расцепителей автоматического выключателя высоковольтной ячейки 22 (или резервного выключателя), который отключает поврежденную сеть. Выбор времени отпадания реле 13 обеспечивается соответствуюшими параметрами конденсатора 15 и реле 13. Для возможности включения выключателя зысоконольтной ячейки 22, расцепителя 6С которого соединены с выходными цепями реле 13, последние сблокированы с блокконтактами автоматического выключателя 20, которые при отключекном выключателе 20 их шунтируют. 45

Если в результате >озникнонения аварийной ситуации в сети происходит ее отключение автоматическим выключателем 20, то якорь реле 13 за время срабатывания автоматического выключателя не отпадает. При этом .".осле отключения выключателя 20 усилитель 9 начинает снова периодически открываться .и закрываться, а, следовательно, в цепи обмоток реле

12 и 13 потечет ток ссответственно заряда и Разряда конденсатора 11.

Наличие полупроводникового ключа на транзисторах 18 и 19, шунтируюшего сопоотлвление 10 (или его часть), позволяет обе".ëечить при необходимости одинаковые постоянные времен1заряда и разряда конденсатора 11.

Положительный эффект от использования устройства ccстоит в пoâûøåíèè повысить надежности осуществления

1 функций защитного отключения, так как обеспечивает отключение защищаемой сети при аварийных ситуациях как в сети, так и в элекрической схеме самого устройства, а также при нарушениях контактной системы его исполнительного органа и автоматическсго выключателя, осуществляющего коммутационные операции в защищаемой сети.

Устройство для защитного отключения в трехфазнсй электрической сети с изолированной нейтралью, содержащее источник питания, измерительный блок, выполненный на транзисторе, на вход которого встречно друг другу подключены источники постоянного и импульсного эталонного токов, а выход указанного блока, зашунтированный электронньм ключом, через конденсатср подсоединен к исполнительному opzàêó, выполненному на первом реле,- который своим контактом включен з цепь расцепителя автоматического выключателя,о т л ка ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности функционирования путем контроля исправности выходных цепей исполнительного органа, дополнительно введены второе реле и два диоды, один конец обмотки второго реле соединен последовательно с катодом первсго диода, включенного встречно с источнчком питания, второй диод соединен последовательно с обмоткой первого реле и включен согласно с указанным источником питания, другой конец обмотки второго Реле подсоединен к обкладке упомянутого конденсатора, а выходной контакт второго реле включен в цепь расцепителя,резервного выключателя.

792452

1 Составитель О. Лисицин

Редактор A. Купрякова Техред M.,Tàáàêoâè÷ Корректор Г Решетник

Заказ 9593/58 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4