Устройство для подключения измерительных реле и приборов к трехфазному измерительному трансформатору напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к технике релейной защиты сетей с изолированной нейтралью. Целью изобретения является обеспечение точности трансформации фазных напряжений и напряжения нулевой последовательности. Для компенсации погрешностей, обусловленных включенным между нейтралью первичных обмоток трансформатора резистором, ко вторичным обмоткам трансформатора , соединенным по схеме разоИзобретение относится к электротехнике , в частности к технике релейной защиты сетей с изолированной нейтралью, и предназначено для подключения измерительных реле защиты и приборов ко вторичным фазным (по отношению к земле) напряжениям и напряжению нулевой последовательности трехфазного измерительного трансформатора напряжения с нейтралью первичных обмоток, заземленмкнутого трехугольника подключаются через входные зажимы 1 устройства последовательно соединенные резистор 3 и компенсирующий угловые погрешности реактор 4, выделяемое на резисторе 3 напряжение совпадает по фазе с первичным напряжением нулевой последовательности. Для устранения погрешностей коэффициента трансформации к резистору 3 подключен усилитель 5, увеличивающий напряжение на резисторе 3 до значения, равного BTOOJ - ному напряжению нулевой последовательности , к выходным зажимам 6 усилителя подключается измерительное реле 7(пли измерительный прибор) напряжения нулевой последовательности. К одному из выходных зажимов 6 усилителя подключается нейтраль соединяемых по схеме звезда измерительных реле или приборов вольтметров 11 вторичных фазных напряжений , а ко второму выходному зажиму 6 - нейтраль резисторов 8, соединенных по ме звезда и подключенных через зажимы 9, 10 ко вторичным обмоткам измерительного трансформатора напряжения 2, соединенным по схеме звезда. 3 ил. ной через значительное резистивное сопротивление . Целью изобретения является обеспечение точности трансформации фазных напряжений и напряжения нулевой последовательности. На фиг. 1 показана схема устройства для подключения,измерительных реле и приборов к трехфазному первичному измерительному трансформатору напряжения, на фиг.2 ел С v ел о 145 О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я Н 02 Н 3/16

ГОСУДАРСТВЕННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4674592/07 (22) 06.04.89 (46) 15.06.91. Бюл. N 22 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И.Носова (72) А.В. Григорьев (53) 621.316.925(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1319158, кл. Н 02 Н 9/04, 1985.

Авторское свидетельство СССР

¹ 136813, кл, Н 02 Н 3/16, 1961, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ РЕЛЕ И ПРИБОРОВ К

ТРЕХФАЗНОМУ ИЗМЕРИТЕЛЬНОМУ

ТРАНСФОРМАТОРУ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике релейной защиты сетей с изолированной нейтралью, Целью изобретения является обеспечение точности трансформации фаэных напряжений и напряжения нулевой последовательности.

Для компенсации погрешностей, обусловленных включенным между нейтралью первичных обмоток трансформатора резистором, ко вторичным обмоткам трансформатора. соединенным по схеме разоИзобретение относится к электротехнике, в частности к технике релейной защиты сетей с изолированной нейтралью, и предназначено для подключения измерительных реле защиты и приборов ко вторичным фазным (по отношению к земле) напряжениям и напряжению нулевой последовательности трехфазного измерительного трансформатора напряжения с нейтралью первичных обмоток, заэемлен„„Я „„ 1656626 Al мкнутого трехугольника подключаются через входные зажимы 1 устройства последовательно соединенные резистор 3 и комгенсирующий угловые погрешности реактор 4, выделяемое на резисторе 3 напряжение совпадает по фазе с первичным напряжением нулевой последовательности. Для устранения погрешностей коэффициента трансформации к резистору 3 подключен усилитель 5, увеличивающий напряжение на резисторе 3 до значения, равного втор:.ному напряжению нулевой последова.ельности, к выходным зажимам 6 усилителя подключается измерительное реле 7(или измерительный прибор) напряжения нулевой последовательности. К одному иэ выходных зажимов 6 усилителя подключается ней;раль соединяемых по схеме "звезда" измерительных реле или приборов вольтметров 11 вторичных фазных напрях;ений, а ко второму выходному зажиму 6— нейтраль резисторов 8, соединенных по схеме "звезда" и подключенных через зажимы

9, 10 ко вторичным обмоткам измерительного трансформатора напряжения 2, соединенным по схеме "звезда". 3 ил. ной через значительное резистивное сопро1ивление, Целью изобретения является обеспечение точности трансформации фазных напряжений и напряжения нулевой последовательности.

На фиг.1 показана схема устройства для подключения, измерительных реле и приборов к трехфаэному первичному измерительному трансформатору напряжения; на фиг.2

1656626 и 3 приведены векторныедиаграммы напрякений, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит входные зажимы

1 для подключения ко вторичным обмоткам измерительного трансформатора 2, соединенным по схеме разомкнутого треугольника, резистор 3 и реактор 4, соединенные последовательно и подключенные к зажимам 1, усилитель 5, вход которого присоединен к резистору 3, а выход — к зажимам 6 для подключения к ним измерительного реле 7 (или измерительного прибора) напряжения нулевой последовательности, резисторы 8, соединенные по схеме "звезда" с выходными зажимами 9, 10 для подключения ко вторичным обмоткам трансформатора напряжения, соединенным по схеме "звезда", и для подключения к ним измерительных приборов (вольтметров 11) или реле фазных (по отношению к земле) напряжений, также соединенных по схеме "звезды с нейтралью". подключенной к выходному зажиму 6 усилителя 5.

На фиг.2 приняты следующие обозначения: геометрическое место в виде полуокружности концов вектора 12 напряжения

Uo>,o между землей 01 и нейтралью 0 первичных фазных напряжений ОA,o, ОВ,о, Ос,о сети, изменяющегося в зависимости от сопротивления R в месте замыкания фазы на землю и от емкости С фазных проводов относительно земли; векторы 12 напряжения Upi,o: векторы 13, 14 и .15 первичных напряжений Од о1, фазы А, ОВ о> фазы В и

Uc,o фазы С сети по отношению к земле; вектор напряжения Upr p; векторы 17, 18 и

19 напряжений Од,ог, ОВ,о2 и Uc,îr первичных обмоток трансформатора 2; 20 напряжения Uoi,or на резисторе значительного сопротивления в их нейтрали.

На фиг.3 изображены векторы: 21 напряжения Цо4 ps на выходе усилителя 5, равного 004 05 == UoLo /Ко(где Ku - номинальный коэффициент трансформации измерительного трансформатора; 22 напряжения U =Uor,o (Ku вторичн ых обмоток, соединенных в разомкнутый треугольник; 23 и 24 тока I> и напряжения Оз на резисторе 3; 25 напряжения на реакторе 4; 26, 27 и 28 напряжений

Од,04 = UA,01 /КО, ОВ,04 = ОВ,01/ К0 и ОС,04 =

Ос,o1(Ku соответственно; угол 29 сдвига фаз между напряжением U и током I> в резисторе 3.

Устройство работает следующим образом. При замыкании на землю одной фазы трехфазной сети с изолированной нейтралью первичные обмотки с индуктивностью L< трехфазного напряжения с резистором, соединяющим их нейтраль 02 с

35 где Yi = 1 /J3 в Li — проводимость одной фазы первичной обмотки трехфазного трансформатора напряжения, Y = 1/R.

Напряжения UA,pr, ОВ,îr. Uc,pr обуславливают благодаря симметричной нагрузке 8

40 вторичные фазные напряжения относительно нейтрали 05 (см. фиг.3) (j o „Цp. „"c,o

"аа -= K -Ъ05 К„ со5 Ки и

45 На выходе вторичных обмоток трансформатора, соединенных по схеме разомкнутого треугольника, имеет место напряжение

0 = Uoz,î/Ки (вектор 22). (2)

Под действием напряжения U через ре50 зистор 3 сопротивлением R3 и реактор 4 индуктивностью L4 проходит ток (вектор 23 на фиг.3) Ц

55 ?= —, =0

R,i j> L< —, рг, о, р1Рг

1 обуславливающий падение напряжения (ве кто р 24) землей 01. и емкость С фаэ сети относительно земли представляют по отношению к току в месте замыкания контур из двух параллельных ветвей с реэистивно-индук5 тивным сопротивлением j и L> +R и емкостным сопротивлением -ji/в С. Контур благодаря значительному при предлагаемом устройстве неограничиваемому сопротивлению R резистора при промышленной

10 угловой частоте имеет малую добротность в L>/R = 0,3. Поэтому при дуговом замыкании на землю одной фазы трехфазной сети резонанс тока в контуре отсутстсвует. Трехфазный трансформатор напряжения рабо15 тает надежно при длительном замыкании на землю одной фазы трехфазной сети.

Однако при замыкании на землю одной фазы по резистору, включенному в нейтраль первичных обмоток трансформатора 2, про20 ходит ток, обуславливая на нем падение напряжения Uoi pr (вектор 20 на фиг.2), а на первичных обмотках трансформатора напряжения Од or, ОВ or, Uc or (векторы 17, 18 и 19), 25 При этом напряжения Оо1о(вектор 12) и

Оо2,о (вектор 16) равны:

p .;оС R — 4о

=U — о2,0 -о о у 3у р (1(р)г уу f

"p,о

1656626 или

) Ч, 1Ч откуда

004,05 = U01.0 / Ku при

) з е е 3 (4) -J (1/ RI," a (3 y < ) (5) 30 где

3 У1 щ(д

P1 = — аГСт9 - —; УЪ = — агС٠— —. (1 R3

В предлагаемом устройстве сопротивление R> резистора 3 и индуктивность 14 реактора 4 удовлетворяют равенству J В 1.4/Rlj = i 3 У1 /(1/Я) (, (6) т.е. обеспечивают равенство p1 = — р2, 40

1 П1 J P2 при котором е е = 1. 3а счет этого вектор 24 напряжения Ua на резисторе 3 совпадает по направлению с вектором 12 напряжения между землей 01 и нейтралью 45

0 междуфаэных напряжений сети. Значение коэффициента усиления Ку усилителя 5 удовлетворяют равенству

)

Рэ (7) Следовательно, напряжение U04,05 (вектор 21) 55 на выходе усилителя 5 устройства пропорционально напряжению U01.0 между землей

01 и нейтрал ью 0 междуфазных напряжений сети

004,05 = 001,0/Ku, 0э=0 +

Йэ ()

3 совпадающее. как указывалось, по фазе с напряжениями U04,05 и Uo1,0

Напряжение на выходе усилителя 5 с 5 коэффициентом усиления Ку (вектор 21 на фиг.3) в соответствии с (1) — (3) связано с напряжением U01,0 зависимостью з Uozo

tJ =K U =k (J =К « о105 < -э < — к +1У 3 k„

R3 k9 р3 4/I

+! Ко к 31)Сд Ь 4 (1/К)+31 < (4) 15 т.е. равно вторичному напряжению нулееои последовательности, к которому и подключается измерительное реле 7 или прибор.

Измерительные реле или приборы 11 включаются на следующие разности напряжений, равные вторичным фаэным напряжениям трехфазной сети (по отношению к земле);

Ua.04 = Ua,05- Uo4,05 =- UA,01/Ku (вектор 26);

Ub,04 =- Ub,05 — U 04,05 =- 0в,01/К< < (вектор 27);

Ус,04 = UcË5 - UO4,05 = Uc,O1/Ku (ВЕКтср 28).

Для примера векторные диаграммы «а фиг.2 и 3 построены при

Z1 = J 0) 1 1 =- )1000 кОм; R = 1000 кОм;

Йз=1кОм; Jo)Ln=j1кОм:

Р1 = - Р2 =- 0,4л Ку =- 10.

Положительный эффект от применения предлагаемого устройства состоит в предотвращении повреждения трехфазных первичных измерительных трансформатороь напряжения при однофазных замыканиях на землю в сети с изолированной нейтралью. вследствие феррорезонанса токов, предотвращаемого не ограничиваемым по усилению точности трансформации сопротивлением резистора в цепи заземления нейтрали первичных обмоток трансформатора.

Формула изобретения

Устройство для подклю <ения измерительных реле и приборов к трехфаэному измерительному трансформатору напряжения с резистором значительного сопротивления е цепи между нейтралью первичных обмоток и контуром заземления, содержащее первый, второй и третий резисторы, соединенные по схеме "звезда" и подключенные к входным зажимам для присоединения устройства ко вторичным обмоткам трансформатора напряжения, соединенным по схеме "звезда . четвертый резистор, подключенный к одному иэ входных зажимов для присоединения устройства ко вторичным обмоткам трансформатора напряжения, соединенным по схеме "разомкнутого треугольника", о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения точности трансформации фазных напряжений и напряжения нулевой последовательности, в устройство введены последовательно соединенный с четвертым резистором реактор, подключенный ко второму входному зажиму для присоединения ко вторичным обмоткам трансформатора напряжения. соединенным по схеме "разом к н утого треугольника", и усилитель, входы которого подключены к четвертому резистору, один выходной вывод усилителя подключен к нейтрали "звезда" трех резисторов, а второй предназначен для поключения измерительных реле и приборов.

1656626! us !

1 !

l о/ 3 !

t )

Составитель Л, Васькова

Редактор В, Фельдман Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор О. Кундрик

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2311 Тираж 387 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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