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

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты от замыканий на землю в сетях напряжением преимущественно 6 - 35 кВ. Цель изобретения - повышение надежности функционирования устройства. При появлении однофазного замыкания на землю, например на присоединении 1, на входе трансформатора 20 напряжения появится сигнал, под воздействием которого сработает пусковой орган 19 и на верхних входах элементов И-НЕ 17, 18 и элемента И 33 появятся сигналы. Одновременно через трансформаторы 3, 4 тока протекают токи нулевой последовательности, которые, пройдя через преобразователи 5 и 6, сравниваются с уставками срабатывания пороговых элементов 11 и 12 и в случае превышения их поступают на входы элементов И-НЕ 17, 18. В результате сигналы на выходах элементов И-НЕ 17, 18 исчезнут, ключи 15 и 16 разомкнутся. С этого момента конденсаторы интегрирующих элементов 9, 10 начнут заряжаться. Эти напряжения поступают на компараторы 7 и 8. В случае превышения уставки срабатывания на выходе компаратора появится сигнал. В данном случае это произойдет на выходе компаратора 7, что вызовет срабатывание исполнительного органа 26. Данное устройство обеспечивает несрабатывание защит неповрежденных присоединений и блокировку работы в послеаварийном режиме в сети, сопровождающемся низкочастотными колебаниями напряжения и токов нулевой последовательности. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (1f) (51,)5 H 02 H 3/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO 3O PETEH l1M OTHPbtTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4400349/24-07 (22) 29.02,88 (46) 30.07 ° 90 ° Ьюл. N 28 (75) B.Ф. Бухтояров и И.В. Бухтояров (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1129687, кл. H 02 H 3/16, 1983.

Авторское свидетельство СССР 1 8 6710, кл. Н 02 H 3/16, 1980.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛО В СЕТИ С

ИЗОЛИРОВАННОИ НЕЙТРАЛЬЮ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты от замыканий на землю в сетях напряжением преимущественно 6-35 кВ. Цель изобретения — повышение надежности

Функционирования устройства, При появлении однофазного замь1кания на землю, например на присоединении 1, на выходе трансформатора 20 напряжения появится сигнал, под воздействием которого сработает пусковой орган 19 и на верхних входах элементов И-НЕ

17 и 18 и элемента И 33 появятся сигналы. Одновременно через трансформа торы 3 и 4 тока протекают токи нулевой последовательности, которые, пройдя через преобразователи 5 и 6, сравниваются с уставками срабатывания по роговых элементов 11 и 12 и в случ е, превышения их поступают на входы эле- 15 .Iìåíòoâ И-НЕ 17 и 18. В результате сигналы на выходах элементов И-HE, 17 и 18 исчезнут, ключи 15 и 16 разомкнутся. С этого момента конденсаторы интегрирующих элемен".î"â 9 и 10 начнут заряжаться. Эти напряжения поступают на компараторы 7 и 8. В случае превышения уставки срабатывания на выходе компаратора появится сигнал, В данном случае это произойдет на выходе компаратора 7, что вызовет срабатывание исполнительного органа 26. Данное устройство обеспечивает несрабатывание защит неповрежденных присоединений и блокировку работы в послеаварийном режиме в сети, сопровождающемся низкочастотными колебаниями напряжения и токов нулевой последовательности. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам, для защиты от однофазного замыкания на землю s сети с изолированно" нейтралью преимущественно напряжением

6-35 кВ.

Целью изобретения является повышение надежности функционирования устройства.

На чертеже приведена функциональ ная схема устройства для защиты от, однофазного замыкания на землю.

Устройство содержит установленные на.присоединениях 1 и 2 последовательно соединенные трансформаторы тока нулевой последовательности (ТТНП) 3 и 4 и преобразователи ток-выпрямленное напряжение (П1Н) 5 и 6, основные компараторы 7 и 8 ñ установленными на входах интегрирующими элементами

9 и 10, вспомогательные компараторы (ПЭ) 11 и,12 с фильтрами низких частот 13 и 14 на входах, замыкающие ключи 15 и 16, включенные параллельно выходам интегрирующих элементов (ИЭ) 9 и 10, элементы И-НЕ 17 и 18, входы которых подключены к выходам компараторов 11 и 12 и выходу общего пускового органа (ПО) 19, подключенного своим входом к соединенной в разомкнутый треугольник вторичной обмотке трансформатора напряжения нулевой последовательности (ТННП) 20„ блоки фиксации срабатывания основных компараторов (БФСОК) 21 и 22, подключенные своими входами к выходам компараторов 11 и 12 и выходам элементов совпадения 23 и 24, входы которых подключены к выходам основных компараторов 7 и 8 и выходу блока управления (БУ) 25, подключенного к выходам БФСОК 21 и 22 и выходу пускового органа 19, исполнительные органы (ИО) 26 и 27 °

ПТН 5 и 6 могут быть выполнены в виде промежуточных трансформаторов и выпрямителей (диодов).

Основные и вспомогательные компараторы выполнены на операционных усилителях, на инвертирующие входы которых подается опорное напряжение.

Уставки (пороги) срабатывания компараторов для всех защищаемых присоединений принимаются одинаковыми.

Замыкающие ключи 15 и 16 выполнены на биполярных транзисторах.

БФСОК 21 и 22 содержат элементы

ИДИ 28 и 29 и элементы совпадения

30 и 31.

БУ 25 состоит из элементов ИЛИ 32, И 33 и НЕ

ИО 26 и 27 выполнены в виде транзисторов и реле.

Устройство работает следующим obРВ3ОН

При отсутствии в сети однофазного замыкания на землю компараторь. 7, 8 и 11, 12 имеют на своих выходах отрицательные сигналы, равные по величине падению напряжения на стабилитронах в прямом направлении, ключи 15 и 16 замкнуты, пусковой орган 19 и испол"

82253

5 15 нительные органы 26 и 27 находятся висходном состоянии.

При возникновении однофазного замыкания на землю, например на присоединении 1, на выходе вторичной обмотки ТННП 20 появляется напряжение нулевой последовательности, под воздействием которого срабатывает ПО 19, на его выходе появляется сигнал, поступающий на входы элементов И-НЕ (совпадения) 17 и 18 и элемента И 33.

Через первичные обмотки ТТНП 3 и 4 начинают протекать токи нулевой последовательности, причем наибольшую величину имеет ток через ТТНП 3, установленный на поврежденном присоединении 1. Если величины этих токов и соответственно пропорциональных им сигналов на выходах ПТН 5 и 6 окажутся больше уставок срабатывания

ПЭ 11 и 12, последние сраЬатывают и на верхних входах элементов 17, 18 и 30, 31 появляются сигналы положительной полярности (логические единицы). В результате этого сигналы на выходах элементов И-НЕ lj и 18 исчезают, ключи 15 и 16 размыкаются.

С этого момента времени на конденсаторах интегрирующих элементов 9 и 10 появляются напряжения, нарастающие по экспоненциальному закону. Постоянная времени заряда конденсаторов ИЭ

9 и 10 выЬирается одинаковой. При достижении этими напряжениями величины уставки {порога) срабатывания компараторы 7 и 8 переключаются в противоположное состояние, что обуславливает появление сигналов на верхних входах элементов совпадения 23 и 24 и на выходах элементов совпадения

30 и 31.

Поскольку величина сигнала на выходе ПТН 5 Ьольше, чем величина сигнала на выходе ПТН б, первым переключается (срабатывает) компаратор 7, При его переключении срабатывает

ИО 26 и одновременно подается сигнал на вход БУ 25 (на верхний вход элемента ИЛИ 32), что приводит к исчезновению сигнала на его выходе, а также к снятию сигналов с нижних входов элементов совпадения 23 и 24. Та" ким образом, обеспечивается несрабатывание БФСОК 22, при этом сигнал на выходе БфСОК 21 не исчезает, поскольку схема БфСОК 21 (22) обладает способностью запоминания входных сигналов, поступающих на нижний вход, 5

5G на все время действия входных сиг; . налов, поступающих на верхний вход.

Такой же способностью обладает схема БУ 25.

После отключения поврежденного присоединения 1 сигналы на выходе компаратора 7 и соотвеТственно на выходе БфСОК 21 исчезают, ИО 26 возвращается в исходное состояние, ключ

15 вновь замыкается, однако схема устройства в исходное возвращается. лишь после исчезновения сигналов на выходе ТННП 20 и входе ll0 19. Так обеспечивается несрабатывание устройства в послеаварийном режиме сети, сопровождающемся низкочастотными (менее 50 Гц) колебаниями напряжения и токов нулевой последовательности.

При воздействии на входы устройства сигналов, например, .оЬусловленных токами при кратковременных самоустраняющихся замыканиях на землю или токами неЬаланса при коммутациях нагрузок и оборудования, превышающих по величине пороги (уставки) срабатывания основных компараторов / и 8, но имеющих относительно малую длительность, устройство работает следующим оЬразом.

Если длительность входных сигналов меньше времени срабатывания основных компараторов 7 и 8 (времени нарастания входных напряжений компараторов до уровня (порога) их срабатывания), устройство в действие не приходит (за исключением вспомогательных компараторов 11 и 12).

При длительности входных сигналов, большей времени срабатывания основных компараторов 7 и 8, один из них (на вход которого подается наибольший сигнал) сраЬатывает и вызывает срабатывание соответствующего исполнительного органа. Однако отключение выключателя данного присоединения происходит лишь в том случае, когда длительность сигнала помехи превышает суммарное время срабатывания устройства и отключения выключателя.

При длительности сигнала помехи, меньшей суммарного времени работы устройства и отключения выключателя, последний не отключится, так как при исчезновении сигнала на выходе компаратора 11 (12) исчезает также сигнал на входе соответствующего исполнительного оогана 26 (27), и устрой 1582253 ормупа изобретения

Составитель Л. Васькова

Техред Л.Сердокона

Корректор Н. Король

Редактор М. швыдкая

Заказ 20g<2 Тираж 475 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изооретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,101 ство автоматически возвращается в исходное состояние. Оно готово к гговторному действию.

Таким образом предлагаемое уст- 5 ройство обладает повышенной помехостойчивостью, непрерывностью работы повторностью действия, в состоянии еагировать как на металлические,. .ак и на дуговые установившиеся заыкания на землю. устройство для защиты от однофазного замыкания на землю. в сети с изо лированной нейтралью, содержащее на каждом присоединении последовательно соединенные трансформатор тока нулеlB0H последовательности, преобразователь ток - выпрямленное напряжение, интегрирующий элемент и.компаратор, ключ, включенный параллельно выходу интегрирующего элемента, и исполни-!

,тельный орган, общий на все присоеди- 25, нения пусковой орган, подключенный ! своим входом к трансформатору напря гиения нулевой последовательности„

,а выходом — к входу общего блока управления, включающего в себя элемент gp

ИЛИ и соединенные последовательно элементы И и НЕ, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения надежности функционирования устройства, оно снабжено по числу присоединений вспомогательными компараторами, входы которых через вновь введенные фильтры низкой частоты подключены к выходам упомянутых преобразователей ток - выпрямленное напряжение, элементам И-НЕ, входы которых подключены к выходу пускового органа и выходам соответствующих вспомогательных компараторов, а выходы - к управляющим входам упомянутых ключей, выполненных замыкающими элементами совпадения, подключенными своими входами к выходу элемента НЕ общего блока управления и выходам соответствующих основных компараторов, блоками фиксации срабатывания основных компараторов, выполненными на соединенных последовательно элементах ИЛИ и И, к входам элементов ИЛИ блоков фиксации подключены выходы упомянутых элементов совпадения и выходы элементов

И блоков фиксации, соединенные с входами соответствующих исполнительных органов и с соответствующими входами элемента ИЛИ общего блока управления, один из входов которого соединен с выходом элемента И общего блока управления, при этом к вторым входам элементов И блоков фиксации подключены выходы соответствующих вспомогательных компараторов, а выход элемента ИЛИ общего блока управления соединен с первым входом элемента И общего блока управления, к второму входу которого подключен выход общего пускового органа.