Устройство для защиты от замыкания на землю в сетях с изолированной и компенсированной нейтралью

ОП ИСА

ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИ

8)0

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. с (22) Заявлено 05.11.75 (21) 2

" Н 02Н 3/16 с присоединением заявк

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30,09.77. Бюлл

Дата опубликования описани

21.316.925

088.8) (72) Автор изобретения

В. Ф. Бухтояров (71) Заявитель (54) УСТРОЙ СТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЪ| КА Н ИЯ

НА ЗЕМЛЮ В СЕТЯХ С ИЗОЛИРОВАННОЙ

И КОМПЕНСИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

Гасударственный комитет (23) Приоритет

Известны устройства, предназначенные для защиты сетей с изолированной (компенсированной) нейтралью, в которых поврежденное присоединение определяют по знаку первого полупериода тока переходного про- 5 цесса (1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, работающее на использовании совпадения знака первой полуволны тока нулевой последова- 10 тельности поврежденного присоединения с напряжением нулевой последовательности и содержащее фазочувствигельный орган, подключенный к вторичным обмоткам трансформаторов тока и напряжения нулевой после- 15 довательности, элемент «Ограниченная iiaмять» и исполнительный орган (2).

Известное устройство не реагирует на установившиеся токи однофазного замыкания на землю. Вследствие этого устройство не 20 обладает повторностью действия в установившемся режиме. 11ри механическом повреждении изоляции присоединения сети устройство вообще может не сработать. Кроме того, оно может ложно работать во второй и последующий полупериоды переходного (нестационарного) процесса, что снижает его селективность.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обес- 30 печения срабатывания устройства в установившемся режиме.

Для этого в устройство введен дополнительнып фазочувствительный орган, реагирующий на обратный знак мощности нулевой последовательности, одни входы которого подключены к трансформатору тока нулевой последовательности, а другие — к трансформатору напряжения нулевой последовательности через параллельно соединенные фазоповоротную цепочку и ключ с ограничительным резистором, а выход через последовательно соединенные дополнительный элемент «Ограниченная память», элемент ИЛИ и элемент «Память» -- к у правляющему: входу упомянутого ключа, причем управляющий вход элемента

«11амять» через элемент НЕ соединен со входом элемента «Запрет», включенного между основным фазочувствнтельным органом и основным элементом «Ограниченная память», а его управляющий вход соединен с выходом упомянутого элемента ИЛИ.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для защиты от замыканий на землю.

Устройство для защиты от замыканий на землю содсржит основной 1 и дополнительHbIil 2 фазочувствительные органы, одни входы которых подключены ко вторичной обмотке трансформатора 3 тока нулевой последо574810

O L)

СО

G5 вательности, а другие — к одной из вторичных обмоток трансформатора 4 напряжения нулевой последовательности, фазоповоротную цепочку R — С 5, включенную между входом основного фазочувствитсльного органа 1 и выходом вторичной обмотки трансформатора

4 напряжения нулевой последовательносп1, ограничительный резистор 6 и ключ 7, подключенные параллельно фазоповоротной цепочке 5, схему запрета 8, Вход которой подклю 1еп к Выходу ОснОВнОГО фа30 1увствительного органа 1, элсмснты «Ограниченная память» — основной 9, вход которого подсоединен к выходу схемы запрета 8, дополнительный 10, вход которого подключен к выходу дополнительного фазочувствительного органа

2, схему ИЛИ 11, входы которой подключены к ьыходам элементов «Ограш1чеш1ая IIBмять» 9 и 10, а выход — к запрещающему входу схемы запрета 8, элемент «Память» 12, основной вход которого подключен к выходу схемы ИЛИ 11, стирающий вход через схему

НЕ 13 подключен к выходу основного фазочувствительного органа 1, а выход — к управляющему входу ключа 7, исполнительный орган 14, вход которого подсосдинсн к выходу элемента «Ограниченная память» 9.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме фазочувствительные органы 1 и 2 и исполнительный орган 14 находятся в исходном состоянии. Ключ 7 замкнут. В элементах «Ограниченная память» 9, 10 и «Память» 12 никакой информации нс записано. На стирающий вход элемента «Память» 12 поступает стирающий сигнал.

При возникновении на присоединении однофазного замыкания на зсмлю в первый ttoлупериод переходного процесса ток нулевой последовательности через поврежденное присоединение совпадает по знаку с напряжением нулевой послсдоватсльности. Вследствие этого срабатывает фазочувствительный орган

1, настроенный на совпадение, и на сго выходе появляется сигнал, который, пройдя сыму запрета 8, поступает в элемент «Ограниченная память» 9, где запоминается на весь период переходного процесса (несколько миллисекунд) и одноврсмсн обуславливает срабатывание исполнительного органа 14.

В это же время сигнал с выхода элемента

«Ограниченная память» 9 через схему ИЛИ

11 поступает на запрещающий вход схемы запрета 8 и на основной вход элемента «Память» 12.

Во второй полупериод переходного процесса направление тока нулевой последовательности по отношению к напря»кению нулевой последовательности изменяется на противоположное и происходит кратковременное срабатывание дополнительного фазочувствительного органа 2, с выхода которого сигнал подается на вход элемента «Ограниченная память» 10, где запоминается на время длительности переходного процесса. С Выхода элемента «Ограниченная память» 10 сигнал

-15

0 через схему ИЛИ 11 поступает а запрещающий зход схемы запрета 8 и основной вход элемента памяти 12, при срабатывании которого ключ 7 размыкается. В результате напрян ение нулевой последовательности, поступающсс на входы фазочувствительных органов 1, 2, поворачпвастся по отношсни1о к току нулевой последовательности на угол 90 .

Это обсспечиваст расширение зоны селективносчи и получение максимальной чувствительной защиты (за счет компснсации фазоВого сдвига) В установившемся режиме однофазного замыкания на землю, при котором 1 Ок и нап13яжсние ну леВОЙ пос:1едовательности сдвинуты между собой на 90 .

По истечении времени переходного процесса и после замыкания ключа 7 на входы фазочувствительпых органов 1, 2 будут поступать ток и напряжение нулевой последовательности, совпадающие, как и в переходном рс7кимс, по фазе.

Злемепт «Ограни1енная память» 10 возвращается в исходное состояние и с запрещающего входа схемы запрета 8 сигнал снимается. Фазочувствитсльный орган 1 работает от тока и напряжения нулевой последовательности установившс1ося режима.

При внешнем замыкании на землю, например на шинах защищаемой сети или на другом присоединении, первая полуволна переходного тока в неповрежденном присоединении имеет обратное направление по отноше ию к напряжению нулевой последовательности и Ilo сравнению с направлением тока в поврежденном присоединении. Вследствие чего срабатывает дополнительный фазочувствитсльный орган 2 и с его выхода через элемент

«Ограниченная память» 10 и схему ИЛИ 11 подается сигнал на запрещающий вход схемы запрета, чем предотвращается ложная (неселективная) работа устройства во второй полупериод переходного процесса, характеризующийся появлением на входе органа 1 блаГоприятных фазовых соотношений.

Предложенное устройство для защиты от замыканий на землю представляет возможность воздействия одновременно как а переходпыс токи, так и на установившиеся. Кроме того, и нем отпадает необходимость в заградительных фильтра|, в схемах задержки и т. д.

Формула изобретения

Устройство для защиты от замыкания на землю в сетях с изолированной и компенсированной нейтралью, содержащее трансформаторы тока и напряжения нулевой последовательности, к выходам которых подключен основной фазочувствительпый орган, основной элемент «Ограниченная память» и исполнительный орган, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширсния функциональных возможностей путем обеспечения срабатывания В устанои1вшсмся режиме замыкания на

574810

1 1„.1

Г 1

1 1 1

Составитель Л. Васькова

Рслактор Е. Дайч Тскрсп А. Камышникова Корректор T. Добровольская

Закал 2!18/7 11ал. ¹ 781 Тираж 017

11ПО Госупарствсииого когиитета Совета Ми ив ров СССР по лепажа иаобрстсиий и открытий

113035, Москва, 7К-35, 1таушская иаб,. т. -1 5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 землю, введен дополнительный фазочувствительный орган, одни входы которого подключены к трансформатору тока нулевой последовательности, а другие — к трансформатору напряжения нулевой последовательности через napaënñëníî соединенные фазоповоротную цепочку и к поч с ограничительным резистором, а выход через последовательно соединенные дополнительный элемент «Ограниченная память», элемент ИЛИ и элемент

«Память» — к управляющему входу упомянутого ключа, причем управляющий вход элемента «Память» через элемент 1-1Е соединен со входом элемента «Запрет», включенного между основным фазочувствительным органом и основным элементом «Ограниченная память», а его управляющий вход соединен с выходом упомянутого элемента 11ЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. В. Л. Андреев н др. Релейная защита

10 автоматика и телсмеханика в системах электроснабжения. М., «Высшая школа», 1975, с. 182.

2. Лвторское свидетельство СССР № 317139, кл. Н 02Н 3/38, 1969.