RU1774426C

RU1774426C - Устройство дл защиты от утечек тока на землю в сети с изолированной нейтралью

Info

Publication number: RU1774426C
Application number: SU894729137A
Authority: RU
Inventors: Сергей Васильевич Дубинин; Александр Леонидович Гаман; Эдуард Соломонович Шурин; Леонид Израйлевич Лукацкий
Priority date: 1989-06-26
Filing date: 1989-06-26
Publication date: 1992-11-07

Abstract

Использование: изобретение относитс к устройствам защиты от утечек тока на землю в шахтных трехфазных электрических це п х с изолированной нейтралью, содержащих имитерные преобразователи Сущность изобретени : дл обеспечени повышени помехоустойчивости устроистра введены дифференцирующий и элемент задержки. Данное устройстпо не реагирует на кратковременное воздойглвие мощных помех в сети, создаваемых шри- сторными преобразовател ми, т.е. на токи утечки с длительностью существовани ме нее 0,6 с, что снижает врем просто обору- довани , вызванного ложными срабатывани ми защиты. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к устройствам защиты от утечек тока на землю в шахтных трехфазных электрических сет х с изолированной нейтралью, содержащих тиристор- ные преобразователи.

Известно устройство защиты от утечек тока на землю, содержащее последовательно соединенные источник оперативного напр жени и первый фильтр присоединени , второй фильтр присоединени , к выходу которого подключен вход измерительного элемента , дифференцирующий элемент.

Недостатком устройства вл етс низка устойчивость к воздействию мощных импульсных помех, создаваемых тиристор- ным преобразователем, что приводит к ложным срабатывани м защиты от утечек тока на землю.

Наиболее близким по своей технической сущности к за вл емому устройству вл етс устройство дл защиты от утечек тока на землю в сети с изолированной нейтралью , содержащее последовательно соединенные источник оперативного напр жени и первый фильтр присоединени к сети, второй фильтр присоединени к сети, второй вывод которого присоединен к земле, к выходу которого присоединен вход измерительного элемента, исполнительный релейный блок, включающий в себ два электромагнитных реле с размыкающими контактами.

Недостатком устройства вл етс низка устойчивость к воздействию мощных помех малой длительности, создаваемых работой гмристорного преобразовател .

Низка помехоустойчивость обусловлена относительно большим временем возврата измерительного органа и релейного

XI XI

fc

ю

исполнительного блока в исходное состо ние после воздействи мощной кратковременной помехи в сочетании с высоким быстродействием при его срабатывании.

При этом, после воздействи кратко- временной помехи, вызывающей кратковременное снижение уровн на входе измерительного органа, напр жение на его выходе некоторое врем соответствует сработанному состо нию аппарата защиты, что и обуславливает этот недостаток.

Целью изобретени вл етс повышение помехоустойчивости устройства.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл защиты от утечек тока на землю содержит последовательно соединенные источник оперативного напр жени и первый фильтр присоединени к сети, второй вывод источника оперативного напр жени соединен к клеммой дл подключени к земле, второй фильтр присоединени к сети, второй вывод которого присоединен к клемме дл подключени к земле, к выходу которого подключен вход измерительного элемента, исполнительный релейный блок, включающий в себ два электромагнитных реле с размыкающими контактами, диоды.

Новым в устройстве вл етс то, что оно дополнительно снабжено дифференцирую- щим элементом и элементом задержки, при эток выход измерительного элемента подключен ко входам дифференцирующего элемента и элемента задержки, выход которого подключен к первому выводу обмотки пер- вого электромагнитного реле, выход дифференцирующего элемента соединен через первый диод с первым выводом обмотки второго электромагнитного реле, второй диод своим катодом подключен к аноду перво- го диода, а анод второго диода соединен со вторыми выводами обмоток обоих электромагнитных реле, подключенных к общей шине, причем размыкающие контакты упом нутых реле соединены последовательно и подключены к выходу исполнительного релейного блока,

Существенными признаками изобретени вл етс введение в устройство диффе- ренцирующего элемента и элемента задержки, включение их между выходом измерительного элемента и .первым входом исполнительного элемента, а также предложенное выполнение релейного исполнительного блока.

Данные признаки позвол ют при воздействии кратковременной помехи не допустить срабатывани исполнительного элемента, что и повышает помехоустойчивость устройства.

На чертеже приведена блок-схема устройства .

Устройство содержит источник 1 оперативного напр жени , подсоединенный через фильтр 2 присоединени между фазами сети 3 и землей 4, измерительный элемент 5, вход которого через второй фильтр присоединени б подключен между фазами сети и землей, исполнительный релейный блок 7, дифференцирующий элемент 8 и элемент задержки 9, причем выход измерительного элемента 5 через дифференцирующий элемент 8 подключен ко второму входу 17 и через элемент задержки 9 к первому входу 16 исполнительного элемента 7, выход блока 7 непосредственно или через промежуточные элементы подключен к блоку управлени коммутационного аппарата (на схеме не показано), электромагнитные реле 10 и 11 с последовательно соединенными размыкающими контактами 12 и 13 и два диода 14 и 15.

Источник оперативного напр жени 1 представл ет собой источник посто нного напр жени , фильтр присоединени 2 - звезда, образованна трем одинаковыми резисторами; фильтр присоединени 6 представл ет собой звезду, образованную трем одинаковыми резисторами и цепочки из резисторов, включенна между нулевой точкой звезды и землей (сигнал с этой цепочки снимаетс соответственно на измери- тельный элемент 5); измерительный элемент 5,- линейный фильтрующий усилитель; исполнительный релейный блок 7 - ключевой элемент с двум входами - управл ющим и запирающим, имеющие определенные пороги срабатывани ; элемент задержки и дифференцирующий элемент - соответствующие RC-цепочки.

Устройство работает следующим образом .

Посто нное напр жение источника 1 через фильтр 2 прикладываетс между токо- ведущими част ми сети 3 и землей 4. Это напр жение через блок 6 поступает на вход измерительного органа 5. При большом сопротивлении изол ции сети относительно земли уровень напр жени на входе измерительного органа 5 велик и на его выходе формируетс напр жение высокого уровн , которое поступает через элемент задержки 9 на первый вход исполнительного релейного блока 7 и поддерживает его в выключенном состо нии независимо от характера сигнала на втором входе. При снижении сопротивлени изол ции до уровн более низкого , нежели уставка, измерительное напр жение между сетью 3 и землей 4 вследствие увеличени падени напр жени на внутреннем сопротивлении источника 1 и на сопротивлении фильтра 2 снижаетс и, следовательно, снижаетс напр жение как на выходе, так и на выходе измерительного органа 5, а значит и на первом входе исполнительного релейного блока 7. Помимо того, при этом снижаетс напр жение на входе дифференцирующего элемента 8, что приводит к формированию на его выходе, а значит и на втором входе исполнительного релейного блока 7 отрицательного напр жени . При переходе напр жением на первом входе исполнительного релейного блока 7 порога срабатывани на выходе этого элемента по вл етс отключающий сигнал .

Если сопротивление изол ции, остава сь на уровне ниже уставки, не мен етс , то на первом входе исполнительного элемента 7 напр жение будет ниже порога срабатывани , а на втором входе будет равно нулю. Выход блока 7 будет при этом выдавать отключающий сигнал.

Если произошло воздействие на измерительный орган 5 помехи с малой длительностью , что привело к снижению напр жени на его входе ниже уровн срабатывани , то с момента окончани воздействи помехи на выходе измерительного органа 5 по витс возрастающее напр жение , поступающее на вход дифференцирующего элемента 8. В результате на выходе дифференцирующего элемента 8, а значит и на втором входе исполнительного релейного блока 7, формируетс положительное напр жение , которое независимо от уровн напр жени на первом входе приведет к запиранию блока 7, т.е. к непо влению на его выходе отключающего сигнала.

При этом элемент задержки 9 необходим дл задержки сигнала с выхода измерительного элемента 5 на врем существовани кратровременной помехи (примерно на 0,02--0,06 с) дл того, чтобы она не вызывала в течение указанного времени срабатывание релейного блока 7.

Дл сности сформулируем алгоритм работы исполнительного релейного блока 7. При высоком уровне напр жени на первом входе 16 независимо от характера напр жени на втором входе 17 выход исполнительного элемента 18 закрыт (отключающий сигнал отсутствует). Аналогично при положительном напр жении на втором входе 17 независимо от уровн напр жени на первом входе 16 выход исполнительного элемента тоже заперт. И, наконец, при низком уровне напр жени на первом входе 16 и при отрицательном или равном нулю напр жении на

втором входе 17 выход релейного блока 7 открыт (есть отключающий сигнал).

При высоком уровне напр жени между 16 и 4, т.е. на первом входе исполнительного элемента 7, обмотка реле 10 обтекаетс током , превышающим порог срабатывани , и контакт 12 размыкаетс . В результате независимо от состо ни контакта 13, т.е. независимо от характера сигнала на втором

0 входе, выходна цепь разорвана и, следовательно , на выходе 18 нет отключающего сигнала .

При положительном напр жении на втором входе (между 17 и 4) ток через диод

5 15 обтекает обмотку реле 11, последнее срабатывает и размыкает свой контакт 13. В результате независимо от уровн сигнала на первом входе на выходе 18 не будет отключающего сигнала.

0 При отрицательном напр жении на вто- . ром входе ток в обмотку реле 11 не попадает , так как его путь при этом замыкаетс через диод 14. Само собой разумеетс , что и при отсутствии напр жени (при нулевом

5 напр жении) на входе обмотка реле 11 не обтекаетс током. В результате контакт 13 будет замкнут. Если при этом напр жение на первом входе имеет низкий уровень, то будет замкнут и контакт 12. В этом случае

0 выходна цепь замкнута и выход 18 выдает отключающий сигнал.

Таким образом, предложенное устройство не реагирует на кратковременное воздействие мощных помех, то есть на токи

5 утечки с длительностью существовани менее 0,06 с, что повышает помехоустойчивость работы, снижает врем просто оборудовани вызванное ложными срабатывани ми защиты.

0 По сравнению с прототипом данное устройство имеет более высокую устойчивость к помехам в сети, создаваемых тиристорны- ми преобразовател ми.

Кроме того, данное преимущество по5 звол ет применить его в несколько другой области, а именно дл защиты сети из двух групп потребителей с разными требовани ми к надежности электроснабжени , например , дл технологических потребителей

0 (забойного оборудовани ) и вентил торов местного проветривани , питающихс от пускового агрегата с двум выходными автоматами . Известно, что к электроснабжению вентил тора местного проветривани

5 предъ вл ютс более жесткие требовани . Учитыва это, дл обеспечени защиты указанных групп потребителей целесообразно использовать два канала защиты; один - быстродействующий, традиционный (см. прототип), а второй - предлагаемое устройство . При этом, полученное положительное свойство предлагаемого устройства позвол ет производить селективное отключение потребителей Так, возникновение утечки в технологической сети, привод щее к сраба- тыванию первого канала защиты с последующим отключением при помощи одного из двух автоматов от трансформатора пускател , воспринимаетс вторым каналом как кратковременна помеха, существенна от момента возникновени утечки до момента отключени ответвлени .

В этом случае отключение вентил тора местного проветривани не происходит. Если же утечка произойдет в ответвлении вен- тил тора местного проветривани происходит последовательное отключение технологического ответвлени , а затем и ответвлени вентил тора.

Таким образом, преимущество данного изобретени - повышенна помехоустойчивость , позвол ет также осуществл ть селективное отключение потребителей.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл защиты от утечек тока на землю в сети с изолированной нейтралью , содержащее последовательно соединенные источник оперативного напр жени и первый фильтр присоединени к сети, второй вывод источника оперативного напр жени соединен с клеммой дл подключени к земле, второй фильтр присоединени к сети, второй вывод которого присоединен к клемме дл подключени к земле, к выходу которого подключен вход измерительного элемента, исполнительный релейный блок, включающий в себ два электромагнитных реле с размыкающими контактами, диоды, отличающеес гем, что, с целью повышени помехоустойчивости , оно снабжено дифференцирующим элементом и элементом задержки, при этом выход измерительного элемента подключен к входам дифференцирующего элемента и элемента задержки, выход которого подключен к первому выводу обмотки первого электромагнитного реле, выход дифференцирующего элемента соединен через первый диод с первым выводом обмотки второго электромагнитного реле, второй диод своим катодом подключен к аноду первого диода, а анод второго диода соединен с вторыми выводами обмоток обоих электро магнитных реле, подключенными к общей шине, причем размыкающие контакты упо м нутых реле соединены последовательно и подключены к выходу исполнительного ре лейного блока.

8

10

fS

жн

Г

//

,18