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

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»>983870

Союз Советсник

Соцнанмстическмм

Республик (5I)M Ки. ,.Н 02 Н 3/16 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 08.04.81 (2 I ) 3270891/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

3Ьеудлрстваниай комитет СССР по делам иаобретеиий и открытий

Опубликовано 23 12 8 Бюллетень №47

Дата опубликования описания 25.12.82 (53) УДК621.318. .925 (088.8) ""»

M. Л. Сапунков, В. С. Бондарчук, И. Р. Абдуллин и П.А. Долгаиов

Ь" 1

1 1

Г

Пермский политехнический институт а (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ

НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ ности (2 1.

Изобретение относится к распределе нию электрической энергии, а именно к устройствам защиты от однофазных замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью.

Известны устройства для защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, работа которых основана на контроле емкостных токов присоединений сети и введении в схемы уст 1о ройств различных дополнительных элементов, блокирукщих работу зашиты при внешних замыканиях на землю (1).

Однако известные устройства имеют недостаточную селективность-в сетях с малым током замыкания на землю и при наличии присоединений с собственным емкостным током, соизмеримым по величине с суммарным током замыкания на землю сети. го

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство зашиты, содержащее трансформатор напряжения нулевой последоватеш ности, по числу присоединений трансформаторы тока нулевой последовательности с дополнительными первичными обмотками, соединенными между собой последовательно и подключенными через фазосдвигающую цепочку к трансформатору напряжения нулевой последователь ности, пусковой орган, выпрямительные ячейки, индикатор наибольшего напрнже ния параллельного действия, схемы сов падения, и исполнительные органы.

В этом устройстве за счет тока дополнительных первичных обмоток достигнуто повышение чувствительности трано формат оров тока нулевой йоследователь

Однако ток подмагничивания в извест ном устройстве не регулируется и остается неизменным при возможных изменениях емкости как отдельных присоеди нений, так и всей сети, что затрудняет избирательность действия защиты.

3 6ЙЗ аделью изобретения является повышение селективности действия защиты.

Поставленная пель достигается тем, что устройство, содержащее на каждом . присоединении трансформаторы тока нулевой последовательности, соединенные с соответствующими исполнительными ор» ганами и снабженные дополнительными первичными обмотками, которые связал через фаэосдвигающий элемент с трано- 10 форматором напряжения нулевой последо вательности, снабжено по числу присое динений дополнительными фазосдвигающими элементами,, дополнительными трансформаторами тока нулевой последователь- is ности, выпрямителями и регуляторами тока, при этом выходы дополнительных трансформаторов тока нулевой последова ° тельности через выпрямители соединены с управляемыми входами соответствую- 20 щих регуляторов тока, входы которых подключены к выходу фаэосдвигающих элементов, а выходы - к дополнительной первичной обмотке соответствующих транс i форматоров тока нулевой последователь- 2$ ности.

На чертеже приведена схема предлага емого устройства.

Устройство для зашиты от однофазных замыканий в сети с изолированной нейт- З0 ралью, состоящей из нескольких присоединений 1, йодключенных к сборной шине 2 подсчанпии, содержит для каждого присоединения первый трансформатор 3 тока нулевой последовательности с дополнительной первичной обмоткой 4, к вторичной обмотке которого подключено исполнительное реле 5, второй трансформатор 6 тока нулевой последовательности, дополнительная обмотка 4 подключена на выход преобразователя 7 тока, управляемый вход которого связан через выпрямительную ячейку 8 с вторичной о6моткой трансформатора 7 6 тока, другой его вход подключен к трансформатору 9 напряжения нулевой последовательности.

В .состав преобразователя 7 тока входят фаэосдвигающий элемент 10 и регулятор

11 тока.

Устройство работает следующим обра-

; 30 эом.

При однофаэном замыкании на землю на каком- -либо присоединении на выходе трансформатора 9 появляется напряжение 55 нулевой последовательности. В первичной пепи трансформаторов 3 и 6 каждого присоединения протекает ток нулевой последовательности. На неповрежденных присоединениях этот ток равен собственному току присоединения и отстает по фазе от напряжения смещения нейтрали . на угол, близкий к 90О, который зависит от соотношения проводимостей данного присоединения относительно земли. На поврежденном присоединении этот ток равен сумме токов всех неповрежденных присоединений и опережает по фазе напряжение смешения нейтрали на угол около 90о. Напряжение с трансформатора

9 подается одновременно на преобразователи 7 тока всех присоединений. В каж« дом преобразователе 7 это напряжение

1 с помощью фазосдвигающих элементов

lO преобразуется в ток, сдвинутый по фазе в сторону опережения на угол, близкий к 90 . Этот угол может быть зао дан и отрегулирован для каждого нрисоединения отдельно. Полученный ток подается в дополнительную первичную обмотку 4 трансформатора 3 тока. Величина этого тока под действием сигнала, .поступающего на регулятор тока 1 1 преобразователя 7 через выпрямительную ячейку 8 с трансформатора тока 6, автоматически устанавливается равной току нулевой последовательности данного присоединения. Если же число витков дополнительной обмотки 4 взято больше единицы, величину тока преобразователя следует уменьшить пропорционально числу витков. Фаза тока в обмотке 4 на поврежденном присоединении совпадает с фазой тока нулевой последовательности этого присоединения, а на неповрежден ных присоединениях фазы токов противо положны. В результате этого намагничи:вающие силы основной и дополнительной первичных обмоток трансформатора 3 тока на поврежденном присоединении складываются, а на неповрежденных — вычитаются. За счет этого ток в обмотке исполнительного реле 5 на поврежденном присоединении увеличивается в два раза по сравнению со случаем, когда ток в обмотке 4 отсутствует. Это обеспечива ет надежное срабатывание реле повреж-денного присоединения. На всех неповрежденных присоединениях ток в обмотках исполнительных реле 5 равен току неба"; ланса. Он по величине близок к нулю и обусловлен небалансом намагничивающих сил трансформатора 3 тока. Этим обеспечивается надежная блокировка на срабатывание реле неповрежденных присоединений.

5 ОМ Выбор тока срабатывания новой защиты можно производить на основе неравен-

CTBR

И- о" З ф О) где Д - полный ток однофазного заМыо кания на землю сети; д - собственный ток поврежденюй линии;

ЛС,.

1О

- первичный ток небаланса трано

МБ. форматора 3 тока неповрежденного присоединения;

К цК - соответственно коэффипиенты запаса и чувствительности. И ,В устройстве с помощью фазосдвига-.- ющего элемента 10 и регулятора 11 тока преобразователей 7 можно обеспечить, чтобы ток небаланса был не более 5-10% собственного тока любого присоединения. 20

Предлагаемая защита обеспечивает высо кую селективность действия в сетях как с малым собственным током присоеди нений; так и с током отдельного присоединения, соизмеримым с суммарным то- 25 ком замыкания на землю сети.

Устройствоможет быть. изготовлено с использованием стандартных элементов, выпускаемых промышленностью. В схеме регулируемых преобразователей тока. для зр необходимого сдвига фазы можно применить известные фаэосдвигающие элементы, а изменение величины тока можно обеспечить, например, с помощью управляемого дросселя или аналогичных элементов.

Применение изобретения позволяет повысить надежность и электробезопаюность систем электроснабжения.

870 . 6

Формула изoáретения

Устройство для защиты от однофаэюго замыкания sa землю в сети с изо» лированной нейтралью, содержащее на каждом рисоединении трансформаторы тока нулевой последовательности, сое»днненные с соответствующими исполвв-тельными органами и снабженные дополнительными первичными обмотками, которые связаны через фаэосдвиганяпий эле мент с трансформатором напряжения ну левой последовательности, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с пелью повыше ния селективности действия защиты, ою снабжено .по числу присоединений дополнитеЛьными фаэосдвигающими элементами, дополнительными тра нсформаторами тока нулевой последовательюсти, выпрямителями и регуляторами тоха, при этом выходы дополнительных трансфор»маторов тока нулевой последовательности через выпрямители соединены с управляемыми входами соответствующих регул торов тока, входы которых подключены к выходу фазосдвигающих элементов, а выходы » »к дополнительной первичной обмотке соответствующих трансформаторов тока нулевой последовательности.

Источники информапии. принятые во внимание при экспертизе е

1. Бухтояров В.Ф. Новые устройства для защиты от замыканий на землю в электрических сетях разрезов. М., ЦНИЗИугэль, 1976, с. 4., 2. Авторское свидетельство СССР

l4 517970, кл. Н 02 Н 3/16, 1976.

983870

Составитель Л. Васькова

Редактор А. Шандор Техред Т.Маточка Корректор М. Шароши

Заказ 9944/67 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4