Устройство для защиты от токов утечки на землю в сетях электроснабжения

Союз Советсиин

Сециапистичесиин

Ресиубпнн

ИСАНИЕ (1 IP

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 30.04.80 (2!) 2919583/24-07 с присоединением заявки И (23) Приоритет ".

Опубликовано 150532. Бюллетень М 18

Дата опубликования описания 15.05.82 (5! )М. Кл.

Н 02 Н 3/16

3ЬеудеретеенныЯ квинтет

СССР пе делен нэабретеннЯ н открытнЯ (53) УДК 621.316. .925(088.8) "1 .\ (А.С.Иашенцев

f ( с .

Восточный научно-исследовательский институтпо безопасности работ в горной промышленнскти.„.. (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЦИТЫ ОТ ТОКОВ УТЕЧКИ

НА ЗЕМЛЮ В СЕТЯХ ЭЛЕКТРОСНАБХЕНИЯ

Изобретение относится к релейной защите и предназначено для защиты от токов утечки на землю в сетях электроснабжения, применяемых в уголь ной промышленности.

Известно устройство селективной защиты от замыкания на землю, которое содержит трансформатор токовой ассимметрии, первичные обмотки которого включаются в рассечку рабочих фаз и питаются рабочим током двигателя, а вторичная обмотка, в которой индуктируется ток ассиметрии, питает защитное реле утечки и которое применено в качестве порогового элемента и одновременно исполнительного органа flan.

Недостатками данного устройства является то, что реле обладает низкой временной стабильностью порога срабатывания и, кроме того, при токах незначительно превышающих ток срабатывания возникают вибрации якоря, а время срабатывания может быть недопустимо большим.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство — которое состоит из трансформатора (ТР ) и промежуточного трансформатора тока (ПТТ), первичные обмотки которых подключены к выходу фильтра токов нулевой после" довательности (фТНП, формирователей то импульсов положительной полярности

< ФПП), селекторов импульсов по длительности (СИД), выполняющих также функции порогового элемента, сое1S диненных, через разделительные конденсаторы с реагирующим органом (PO) и сглаживающих фильтров (СФ), соединенных через диоды с(РО2 При протекании на выходе фТНП токов со значением ниже установки реле сигнал на выходе СИД недостаточен для срабатывания порогового элемента и на вход PO сигналы с выходов СИД не noc" тупают. Сигналы на выходе Сф недос928502

3 таточны для срабатывания PO и реле в этом режиме не срабатывает, При повышении токов на входе реле уровня срабатывания СИД в течение времени превышения на его выходах появляются импульсы. Постоянные времени

СИД подобраны так, что импульсы на выходах СИД имеют треугольную форму, причем их амплитуды пропорциональны ширине основания импульсов 1р на входе СИД на заданном уровне замера. Сигналы с выходов СИД каждые полпериода поступают на входы PO и вызывают его срабатывание $2/.

Р

Недостатки устройства состоят

15 в том, что при токах утечки,амплитуда которых незначительно превышает пдстоянный пороговый уровень на обмотку реле поступает импульсное напряжение с большой скважностью, что вызы-20 вает появление вибраций. якоря, нечетное ее замедленное срабатывание реле, это сопровождается ускоренным износом механической части реле и особенно контактных групп.

Целью изобретения является повышение быстродействия, надежности исполнительного выходного реле за счет применения в качестве порогового уровня переменного напряжения стабильного по амплитуде и совпадающего по фазе с напряжением, пропорциональным току утечки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты от токов утечки на землю в сетях электроснабжения, содержащее связанные трансформатор тока нулевой последовательности, пороговый элемент, мостовой выпря40 митель и исполнительное выходное реле, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности исполнительного выхода реле оно снабжено усилителем с автоматической регулировкой усиления, состоящим из операционного усилителя и усилителя обратной связи, вход которого подключен к инверсному входу операционного усилителя, а вход - к выходу операционного усилителя, при этом трансформатор тока нулевой последовательности через мостовой выпрямитель соединен с прямым входом операционного усилителя в усилителе с 55 автоматической регулировкой усиления, выход которопо соединен с опорным входом порогового элемента.

На фиг., приведена принципиальная схема устройства, на фиг. 2 — временные характерные процессы в схеме.

Устройство включает трансформатор тока нулевой последовательности

/ТТНП/1,подключенный к защищаемой сети или ее участку 2, мостовой выпрямитель 3, усилитель с автоматической регулировкой усиления 4, состоящей из усилителя обратной связи 5 и операционного усилителя 6, пороговый элемент 7, исполнительное выходное реле

8. 8торичная обмотка ТТНП 1 подключена к мостовому выпрямителю 3, который соединен со входом порогового элемента 7 и прямым входом операционного усилителя 6, инверсный вход которого соединен с выходом усилителя обратной связи 5, а вход усилителя 5 подключен к выходу операционного усилителя 6. Их общая точка связана с опорным входом порогового элемента 7, выход которого соединен с исполнительным органом-реле 8.

При допустимом уровне тока утечки, например в фазе А (интервал О-t) снимаемое с мостового выпрямителя 3 незначительное напряжение Ug подается на вход порогового элемента 7 и в усилитель с автоматической регулировкой усиления 4, роль которого выполняет операционный усилитель 6 с автома". тической регулировкой усиления за счет цепи отрицательной обратной связи, образованной усилителем 5. Усиленное операционным усилителем 6 напряжение поступает на опорный вход порогового элемента 7 и вход усилителя обратной связи 5, передаточная харак" теристика которого подобрана так, что в определенном диапазоне изменения U выходное напряжение стабилизатора 4 01„ остается неизменным по амплитуде и не имеет фазовых искажений.

Таким образом, на пороговом элементе 7 происходит сравнение мгновенных значений U и U и при + /0 1момент

t) т.е. при превышении утечкой допустимого уровня пороговый элемент 7 вырабатывает напряжение Up, которое прикладывается к обмотке реле 8.

Четкое и быстрое срабатывание реле 8 обеспечивается тем, что напряжение

U p неизменно по уровню и существует до тех пор пока мгновенные значения

0С и U удовлетворяют неравенству

Uc? 0и °

9285

t) I

Фиг. Р

Составитель Н.4утчев

Редактор М.Товтин Техред Т. Фанта Корректор Ю.Макаренко

Заказ 3274/69 Тираж 670 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

Формула изобретения

Устройство для защиты от токов утечки на землю в сетях электроснабжения, содержащее связанные трансформатор тока нулевой последовательности, . пороговый элемент, мостовой выпрямитель и исполнительное выходное реле, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности исполнительного 1О выходного реле, оно снабжено усилителем с автоматической регулировкой усиления, состоящим из операционного усилителя и усилителя обратной связи, выход которого подключен к инверсному входу операционного усилителя, а вход - к выходу операционного усилителя, при этом трансформатор то02 6 ка нулевой последовательности через мостовой выпрямитель соединен со входом порогового элемента и с прямым входом операционного усилителя в усилителе с автоматической регулировкой усиления, выход которого со,единен с опорным входом порогового элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Озерный М.И. Селективная защита от замыкания электрического тока на землю в условиях подземных выработок каменно-угольных шахт

СССР. Л., Углетехиздат, 1948, с.1315.

2. Авторское свидетельства СССР

11 546980, кл. H 02 H 3/16, 1977.