Устройство для защиты электрической сети с изолированной или компенсированной нейтралью от однофазного замыкания

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Соцналнстическим

Реслублкк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 10.03.81(21) 3257080/24-07 f$)}М Ктт з с присоединением заявки М—

Н 02 Н 3/17

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет}$З} УДК621.316.

° 925(088 ° 8) Опубликовано 15.0183. Бюллетень Мо 2

Дата опубликования описания.15.01.83

Л. Н. Карпиловский

1 (72) Автор изобретения (713 Заявитель (54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ ИЛИ КОМПЕНСИРОВАННОЙ

НЕЙТРАЛЬЮ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области защиты электрической сети с изолированной или компенсированной нейтралью от однофазных замыканий.

Известно устройство для защиты электрической сети с изолированной нейтралью, содержащее генератор непромышленной частоты, фильтр (развязывающий блок), пороговый элемент, датчик тока, блок отключения f1).

Недостатком устройства является возникновение ложных срабатываний при уменьшении уставки (повышении чувствительности защиты) и снижение эффективности защиты при увеличении уставки (эагрублении чувствительности) .

Известно таКже устройство для защиты электрических сетей с изолиро ванной нейтралью от однофазных замы. каний, содержащее источник оперативного напряжения (генератор непромышленной частоты), развязывающий блок (активный фильтр), датчик оперативного тока (сопротивление), пороговый блок, блок управления порогом срабатывания $2).

Недостатком устройства является возникновение ложных срабатываний из-за отсутствия строгой функциональной зависимости между величиной уставки (пожаробезопасности) и количеством и номенклатурой включенных в каждый данный момент времени источников и потребителей энергии. Большое количество включенных фидеров (элементов сети) приводит к снижению величины эквивалентного (полного) сопротивления изоляции сети за счет большого количества параллельно соединенных для оперативного сигнала сопротивлений изоляции фидеров, а не только за счет понижения какоголибо из фидеров в контролируемой сети. В первом случае налицо условия для ложного срабатывания, так как повышение пожароопасности не возникает, потому что величина сопротйвления изоляции каждого фидера выше или равна допустимой, во-втором случае необходимо быстрое защитное отключение и устранение неисправности.

Таким образом, одна и та же величина полного сопротивления изоляции соответствует как пожароопасному, TBK и пожаробезопасному состоянию.

В связи с тем, что оператор не имеет информацию о необходимости выбора той или иной уставки в каж989650 дый данный момент времени, он практически лишен воэможности оперативно изменять величину уставки в зависимости от изменения количества и номенклатуры включенных источников и потребителей энергии. 5

Целью изобретения является повы-, шение надежности работы защиты.

Достижение цели основывается на автоматическом выявлении причин, выэ-qg вавших понижение полного сопротивления изоляции электрической сети, и автоматическом изменении (адаптации) порога срабатывания устанки (либо ее величины) при отсутствии нарушений изоляции н фидерах. Благодаря этому исключаются ложные срабатывания, а также отпадает необходимость сниже-. ния чувствительности защиты.

Указайная цель достигается тем, что в устройстно для защиты электрической сети с изолированной или компенсированной нейтралью от однофазного замыкания, содержащее последова- . тельно соединенные развязывающий блок, источник оперативного напряжения и датчик оперативного тока, включенные между фазами сети и землей, а также подключенный к выходу датчика оперативного тока пороговый блок, управляемый вход которого соединен с выходом блока управления порогом срабатйвания, а выход — с входом блока отключения, дополнительно введен блок отображения подключения потребителей и источников энергии, входы M которого соединены с блок-контактами выключателей потребителей и выключателем источников энергии со стороны потребителей или с датчиками тока в фидерах, а выходы — с соответству- 40 ющими входами блока управления пороroM срабатывания.

При этом блок отображения подключения потребителей и источников энергии может быть выполнен в виде дешиф-g5 ратора и ряда подключенных к его выходам собирательных логических элементов ИЛИ.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 оперативного напряжения, развязывающий блок 2, датчик 3 оперативного тока, пороговый блок 4, блок 5 управления порогом срабатывания, блок б отображения подключения потребителей и источникон энергии, блок 7 отключения, причем один вывод источника 1 оперативного напряжения через развязывающий блок 2 подсоединен к фазам (полюсам) защищаемой сети, другой вывод источника 1 оперативного напряжения через датчик 3 оперативного тока подсоединен к земле. Выход датчика 3 оперативного тока соединен с информационным входом порогового бло- 65 ка 4. Входы блока 6 отображения подключения потребителей и источников энергии подсоединены к блок-контактам выключателей потребителей и выключателей источников энергии со стороны потребителей или выходам датчиков оперативного тока на фидерах, выходы же блока 6 отображения подключения потребителей и источников энергии через блок 5 управления. порогом срабатывания соединены с управляемым входом порогового блока 4, выход которого соединен с блоком 7 отключения.

Блок 6 отображения подключения потребителей и источников энергии может быть выполнен, например, н виде дешифратора 8 и ряда подключенных к его выходам логических элементов

ИЛИ 9(9-1,9 -2, ... 9-n) .

Устройство работает следующим образом.

При запуске источника 1 оперативного напряжения на защищаемую сеть через развязывающий блок 2 и датчик

3 оперативного тока накладывается оперативный сигнал. Величина тока этого оперативного сигнала при априорно заданном оперативном напряжении определяется суммой внутреннего сопротивления источника 1 оперативного напряжения, сопротивления датчика 3 оперативного тока и полным (эквивалентным) оопротинлением изоля. —, ции сети, представляющим собой параллельное соединение величин сопротивления изоляции фаз (полюсов) сети относительно земли.

Так как сопротивления датчика 3 оперативного тока, как и внутреннее сопротивление источника 1 оперативного напряжения известны и много меньше величины полного сопротивления изоляции сети, то сигнал на выходе датчика 3 оперативного тока однозначно характеризует величину сопротивления изоляции сети относительно земли. Этот сигнал поступает на вход порогового блока 4, где сравнивается с величиной устанки, порог срабатывания которой н каждый данный момент времени определяется тем, на каком из выходов блока 6 отображения подключения потребителей и источников энергии присутствует сигнал. Наличие же сигнала на каком-то определенном выходе блока б отображения подключения потребителей и источников энергии определяется тем, на каких входах этого блока присутствуют сигналы, несущие информацию о подключенных в данный момент времени к сети потребителях и источниках энергии. При этом, в случае выполнения блока б отображения подключения потребителей и источников энергии, например, в ниде. дешифратора 8, на выходе которого

989650 находятся собирательные логические элементы ИЛИ 9, те его выходы, присутствие сигналов на которых должно соответствовать одной и той же устав- ке (одному и тому же порогу срабатывания) объединяются через логический . элемент ИЛИ 9, что дает возможность иметь одну уставку (один уровень срабатывания) на ряд комбинаций под4 лючения фидеров, сопротивление изо ляции сети при подключении которых примерно одинаково. Сигнал с соответствующего выхода блока б отображения подключения потребителей и источников энергии поступает на соответствующий вход блока 5 управления по- 15 рогом срабатывания, на соответствующем выходе которого появляется сигнал, подключающий к работе только определенную уставку в пороговом блоке 4, либо устанавливающий определенный 20 заданный уровень срабатывания порогового элемента (в зависимости от кон кретного схемного выполнения порогоного блока 4).

При изменении (ввод или вывод из сети) количества и номенклатуры потребителей и источников энергии на входах блока б отображения подключения потребителей и источников энергии изменяется комбинация присутству- З0 ющих сигналов. Если эта измененная комбинация характеризует другую величину полного сопротивления изоляции сети, то с помощью блока 5 управления порогом срабатывания изменяется и порог срабатывания порогового блока 4.

Если же новая комбинация характеризуется той же величиной,полного сопротивления изоляции сети, что и предшествующая, то изменение уровня порога срабатывания порогового блока

4 не происходит, так как сигнал с другого выхода дешифратора 8, пройдя через логический элемент ИЛИ 9, попадает на тот же самый выход блока 6 отображения подключения потребителей 4 и источников энергии.

-Таким образом, осуществляется автоматическое слежение (адаптация порога срабатывания) уставки за допустимым уровнем полного сопротивления 50 изоляции электрической сети в каждый данный момент времени.

При этом естественно, исходя из соображений пожаробезопасности, заранее при настройке устройства защи- 55 ты выбирается допустимый уровень величины полного сопротивления изоляции электрйческой сети для каждой комбинации подключения потребителей и источников энергии.

В случае, если сигнал с выхода датчика 3 оперативного тока превышает уровень порога срабатывания порого1 вого блока 4, на выходе .порогового блока 4 появляется сигнал, который поступает на вход блока 7 отключения, вызывая его срабатывание.

Применение в качестве устройства защиты адаптивной самонастраивающейся системы, следящей за фактическим состоянием защищаемой сети и в связи с этим автоматически меняющей порог срабатывания уставки пожаробезопасности, позволяет исключить ложные срабатывания блоков отключения, резко повышает надежность заициты не только повышения достоверноц ти, но и за счет увеличения моторесурса выключателей.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты электрической сети с изолированной или компенсированной нейтралью от однофаз ного замыкания, содержащее последовательно соединенные развязывающий блок, источник оперативного напряжения и датчик оперативного тока, включенные между фазами (полюсами) электрической сети и землей, а также подключенный к выходу датчика тока пороговый блок, управляемый вход которого соединен с выходом блока управления порогом срабатывания, а выход— с входом блока отключения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, в него дополнительно .введен блок отображения подключения потребителей и источников энергии, входы которого соединены с блок-контактами выключателей потребителей и с выключателем источников энергии со стороны потребителей или с датчиками тока в фидерах, а выход — с соответствующими входами блока управления порогом срабатывания.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е .е с я тем, что блок отображения подключения потребителей и источников энергии выполнен в виде дешифратора и ряда подсоединенных к его выходам собирательных логических элементов ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Цапенко Е. Ф. Контроль изоляции в сетях до 1000 В. M., "Энергия", 1972, с. 81-91. . 2, Авторское свидетельство СССР

Р 543076, кл: Н 02 Н 3/17, 1975.

Составитель Л. Васькова

Редактор Л. Веселовская Техред A.Áàáèíåö рр

Ко ектор Г. Огар

Заказ 11142/73 Тираж 615 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