RU1777102C - Способ распознавани поврежденной фазы в сети с изолированной нейтралью или с компенсацией токов однофазных замыканий на землю - Google Patents

Abstract

Использование: в электроэнергетике, конкретно в релейной защите и автоматике в трехфазных распределительных сет х, и дл  построени  блоков распознавани  поврежденной фазы во всережимных устройствах автокомпенсации токов однофазных замыканий на землю, в устройствах автоматического заземлени  поврежденной фазы или в трансформаторных устройствах компенсации ЭДС поврежденной фазы. Оно предназначено дл  функционировани  преимущественно в режиме перемежающегос  дугового однофазного замыкани  и может работать также при металлических однофазных замыкани х. Сущность изобретени  способ включает в себ  определение мгновенных значений фазных ЭДС источника питани  сети и измерение мгновенных значений напр жени  смещений нейтрали, вы вление режима однофазного замыкани  на землю, подготовку к выдаче и выдачу информации о поврежденной фазе, начина  с момента вы влени  режима однофазного замыкани  на землю ведут фиксацию числа распознаваний каждой из трех фаз в качестве поврежденной, производ т подготовку к выдаче информации о повреждении той фазы , по которой зафиксировано максимальное число распознаваний ее повреждений, и выдают информацию о поврежденной фазе в том случае, если в сети ЭДС источника питани  имеет минимальное (среди трех фаз) мгновенное значение; если же удвоенное инверсное мгновенное значение напр жени  смещени  нейтрали находитс  в промежутке между минимальным и максимальным (среди трех фаз) мгновенными значени ми фазных ЭДС источника питани  сети, то распознают повреждение той фазы сети, мгновенное значение ЭДС источника питани  которой не  вл етс  ни максимальным , ни минимальным (среди трех фаз сети). 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл. сл с

Description

Изобретение относитс  к электроэнергетике , конкретно - к релейной защите и автоматике в трехфазных распределительных сет х и может использоватьс  дл  построени  блоков распознавани  поврежденной фазы во всережимных устройствах автокомпенсации токов однофазных замыканий на землю (ОЗНЗ), в

устройствах питоматического заземлени  поврежденной фазы или в трансформаторных устройствах компенсации ЭДС поврежденной фазы. Оно предназначено дл  функционировани , преимущественно, в режиме перемежающегос  дугового ОЗНЗ и может работать также при металлических ОЗНЗ.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу  вл етс  способ распознавани  поврежденной фазы в сети с компенсацией емкостных токов (а.с. СССР № 943959, кл. Н 02 Н 3/16, G 01 R 31/02), состо щий в распознавании режима однофазного замыкани  в сети, непрерывном определении мгновенных значений фазных ЭДС и измерении мгновенного значени  напр жени  смещени  нейтрали, вы влении моментов изменени  знака напр жени  смещени  нейтрали и определении той фазы, фазна  ЭДС которой, будучи сдвинута на 45° в сети с изолированной нейтралью или на 90° в сети с компенсацией емкостных токов, превышает в указанные моменты (изменени  знака напр жени  смещени  нейтрали) некоторый заданный уровень. Информаци  о повреждении этой фазы подготавливаетс  к выдаче и выдаетс  в том случае, если в сети распознан режим ОЗНЗ.

Недостатками данного устройства  вл етс  возможность неправильного распознавани  поврежденной фазы в режиме перемежающегос  дугового ОЗНЗ, в котором напр жение смещени  не  вл етс  гармоническим , а при некоторых режимах горени  дуги оно не  вл етс  также и периодическим . Возможно неправильное распознавание поврежденной фазы и в услови х компенсации, помимо емкостной, также и активной составл ющей тока ОЗНЗ, так как фаза напр жени  смещени  нейтрали при этом определ етс  не только повреж- денной - фазой, но и свойствами компенсатора активной составл ющей.

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности распознавани  поврежденной фазы.

С указанной целью в способе, включающем в себ  определение мгновенных значений фазных ЭДС источника питани  сети и измерение мгновенных значений напр жени  смещени  нейтрали, вы вление режима однофазного замыкани  на землю, подготовку к выдаче и выдачу информации о поврежденной фазе, начина  с момента вы влени  режима однофазного замыкани  на землю, ведут фиксацию числа распознаваний каждой из трех фаз в качестве поврежденной , производ т подготовку к выдаче информации о повреждении той фазы , по которой зафиксировано максимальное число распознаваний ее повреждений, и оыдэют информацию о поврежденной фазе в том случае, если в сети имеет место режим однофа.шого замыкани  и при этом максимальное число распознаваний повреждений зафиксировано только по одной

из фаз, причем дл  выполнени  каждого распознавани  поврежденной фазы вы вл ют моменты скачкообразного изменени  напр жени  смещени  нейтрали и далее

дл  этих моментов времени производ т следующие действи : удваивают и инвертируют измеренное мгновенное значение напр жени  смещени  нейтрали, вы вл ют те фазы источника питани  сети, которые

0 имеют минимальное и максимальное мгновенные значени  фазных ЭДС, сравнивают упом нутые минимальное и максимальное (среди трех фаз) мгновенные значени  фазных ЭДС с также упом нутым удвоенным

5 инверсным мгновенным значением напр жени  смещени  нейтрали, и, если удвоенное инверсное мгновенное значение напр жени  смещени  нейтрали оказалось меньше минимального (среди трех фаз)

0 мгновенного значени  фазной ЭДС источника питани  сети, то распознают повреждение той фазы сети, ЭДС источника питани  которой имеет максимальное (среди трех фаз) мгновенное значение: если уд5 военное инверсное мгновенное значение напр жени  смещени  нейтрали оказалось больше максимального (среди трех фаз) мгновенного значени  фазной ЭДС источника питани  сети, то распознают повреж0 дение той фазы сети, мгновенное значение ЭДС источника питани  которой имеет минимальное (среди трех фаз) мгновенное значение; если же удвоенное инверсное мгновенное значение напр жени  смеще5 нил нейтрали находитс  в промежутке между минимальным и максимальным (среди трех фаз) мгновенными значени ми фазных ЭДС источника питани  сети, то распознают повреждение той фазы сети, мгновенное

О значение ЭДС источника питани  которой не  вл етс  ни максимальным, ни минимальным (среди трех фаз). Кроме того, фиксацию числа распознаваний каждой из трех фаз в качестве поврежденной ведут следую5 щим образом: в момент распознавани  возникновени  в сети режима однофазного замыкани  на землю фиксируют некоторое начальное, одинаковое дл  всех трех фаз число распознаваний их в качестве повреж0 денных, лежащее в интервале между нулевым и заранее назначенным максимальным числом распознаваний, а далее после каждого (очередного) распознавани  какой-либо фазы в качестве поврежденной число

5 распознаваний повреждени  данной фазы увеличивают на две единицы, а число распознавани  повреждений каждой из двух других фаз уменьшают на одну единицу, причем по достижении числом распознаваний повреждени  любой из фаз упом нутого заранее назначенного максимального значени  или же нулевого значени  прекращают дальнейшее соответственно увеличение или уменьшение числа распознаваний этой фазы в качестве поврежденной.

На фиг. 1 показаны временныедиаграм- мы, иллюстрирующие предлагаемый способ; на фиг. 2 - пример функционально-принципиальной схемы конкретного выполнени  устройства, pea- лизующего предлагаемый способ; на фиг. 3 - упрощенна  укрупненна  блок-схема алгоритма, реализуемого устройством, показанным на фиг. 2; на фиг. 4 - упрощенна  блок-схема алгоритма распознавани  поврежденной фазы по информации, полученной в результате скачкообразного изменени  напр жени  нейтрали; на фиг, 5- упрощенна  блок-схема алгоритма фиксации числа распознаваний каждой из грех фаз А, В и С в качестве ловрежденной; на фиг. 6 -упрощенна  блок-схема алгоритма подготовки и выдачи информации о поврежденной фазе.

На фиг. 1 обозначено: 1, 2 и 3 - фазные ЭДС EA(t), Ев(0 и Ec(t) фаз А. В и С сети; .4 - напр жение e(t) смещени  нейтрали в режиме перемещающегос  дугоього ОЗНЗ (с пробоем в момент to); 5...10- точки равенства фазных ЭДС источников, соответствен- но, фаз А и С, В и С, А и В, А и С, В и С, А и В; 11...16 - границы по времени to (или по мгновенной фазе ) момента скачкообразного изменени  напр жени  e(t) смещени  нейтрали между различными зонами дл  распознавани  поврежденных фаз; 17...30 - отрезки границ по мгновенному значению напр жени  e(t) смещени  нейтрали сразу же после момента его скачкообразного изменени , раздел ющие участки, которые соответствуют повреждению различных фаз сети.

На фиг. 2 обозначены: управл юща  микроЭВМ 31, состо ща  из процессора 32 с посто нным и оперативным запоминаю- щими устройствами (ПРЭУ), генератора 33 тактовых импульсов, программируемого таймера 34, контроллера 35 прерываний с входами Ir 1, Jr 2 и Ir3, выходного порта 36 и шины 37 данных, адресов и управлени . Кроме того, на фиг. 4 показаны: 38 - нуль- компаратор, на вход которого подан сигнал, пропорциональный фазной ЭДС ЕА(Т) фазы А, 39 - смещенный (на величину пор дка 15% от амплитуды Ет фазной ЭДС сети) компаратор, 40 - датчик скачкообразных изменений (ДСИ) напр жени  e(t) смещени  нейтрали; 41 - схема измерени  мгновенного значени  e(t0 + д напр жени  смещени 

нейтрали в момент времени to + 6, где д - мала  величина (т.е. сразу же после возникновени  скачкообразного изменени  напр жени  e(t) смещени  нейтрали), состо ща  из резисторов 42...47, переключающего аналогового коммутационного элемента 48 с управлением от логического сигнала z, интегратора, выполненного на операционном усилителе 4П и конденсаторе 50, и релейного эвена с небольшим (пор дка 1-0...30 мВ) гистерезисом, выполненного на операционном усилителе 51 и стабилитронах 52 и 53; 54 - логический элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ . Стабилитрон 53 выполн ет также функции формировател  логического сигнала h.

На фиг. 3 обозначены: 55...62 - блоки упрощенного укрупненного алгоритма работы устройства, изображенного на фиг. 2.

На фиг. 4 обозначены: 63...73 - блоки упрощенного алгоритма распознавани  поврежденной фазы по информации, получен- ной в результате очередного скачкообразного изменени  напр жени  смещени  нейтрали, соответствующего блоку 60 на фиг. 3.

На фиг. 5 обозначены 74...93 - блоки упрощенного алгоритма фиксации числа распознаваний каждой из трех фаз (А, В и С) сети в качестве поврежденной, соответствующего блоку 61 на фиг. 3.

На фиг. 6 обозначены: 94...102 - блоки упрощенного алгоритма подготовки и выдачи информации о поврежденной фазе в порт 36 (фиг. 2), соответствующего блоку 62 на фиг. 3.

Дл  по снени  реализации способа устройством , изображенными на фиг. 2, рассмотрим сначала временные диаграммы, показанные на фиг. 1. В момент to очередного дугового пробо  в режиме перемещающегос  дугового замыкани  на землю (ОЗНЗ), так же как и в момент возникновени  металлического ОЗНЗ, имеет место скачкообразное изменение напр жени  e(t) смещени  нейтрали (крива  4 на фиг. 1 - дл  случа  перемежающегос  дугового ОЗНЗ). В результате в момент to + б (д- некотора  мала  величина), т.е. сразу после скачкообразного изменени , мгновенное значение e(to + 5) напр жени  e(t) смещени  нейтрали становитс  равным мгновенному значению Ед(ь) (в момент пробо ) фазной ЭДС ЕдМ поврежденной фазы (в данном примере - фазы А). Причем равенство e(to + 5) ЕА(Т.О + ) ЕА(ТО) возникает независимо от наличи  или отсутстви  в сети компенсации емкостной и (или) активной составл ющей токов ОЗНЗ, и независимо от степени их

расстройки. Поскольку фазные ЭДС ЕА(Х), Ee(t) и Ec(t) как функции времени заранее известны и не завис т ни от режима работы сети, ни от поврежденной фазы, то дл  каждого момента времени t можно указать их мгновенные значени . Поэтому, зна  момент времени t0 или же мгновенную фазу йЛ0 и измерив мгновенное значение е(ь + 5) напр жени  e(t) смещени  нейтрали сразу же после скачка, можно указать ту фазную ЭДС Ед(1), Ee(t) или Ec(t), котора  в момент to скачка имела мгновенное значение EA(IO), . Ев(ь) или Ec(to), наиболее близкое к измеренному значению e(to + 5) напр жени  смещени  нейтрали, и считать поврежденной ту фазу А, В или С сети, к которой относилась указанна  фазна  ЭДС. Так как в процессе измерени  величины e(t0 + 5) (сразу после скачка) возможны погрешности, то целесообразно заранее дл  каждого значени  t указать те интервалы мгновенных значений напр жени  e(t) смещени  нейтрали, попадани  в которые величины e(t0 + 5) (сразу после скачка) свидетельствует об ОЗНЗ в фазах А, В или С сети. Иными словами, предлагаетс  разбить плоскость (е, ал) на зоны, относимые к повреждению фаз А, В или С сети. Если полагать, что фазные ЭДС описываютс  следующими соотношени ми:

EA(t) Em SinOJt,(1)

Ев(1)(ол + | л),(2)

1

(3)

Ec(t) Ет sin(an + 1 ту л).

где on - мгновенна  фаза, то, как следует из фиг. 1, разбиение плоскости (е, ал) на зоны по оси an. следует производить через точки (5...10 на фиг. 1) равенства двух или трех фазных ЭДС, т.е. через те точки, в которых

тттгЈ 1

ft) t -g , О) t 77 , W t -Ј Л , M t 1 -л Л , (t) t

Б

Б

15

l7j7r,wt 1-cJr . Указанные границы соответствуют позици м 11... 16 на фиг. 1. Границы по величине е(ь + д) различны дл  каждого из интервалов между указаными точками, однако их также можно указать, исход  из фиг. 1. Так, дл  интервала по аи

JT 5 (О, -с) и (1 л, 2 л) границей между зонами

фаз А и С  вл етс  функци , представл юща  собой среднее арифметическое между ЭДС ЕдМ и Ec(t) источников этих фаз:

Ед(О + Ес(О Ев JV)

22

а границей между зонами фаз А и В в том же интервале по a) t - функци , представл ю

ща  собой среднее арифметическое между ЭДС Ед(г) и Ee(t) источников фаз А и В: Ед(О + Ев(Т) Ее (О 22

5 Таким образом, дл  аи G (0, i) и он С

5 6(1- л, 2л), повреждение фазы А должны

распознаватьс  в случае, если e(t0 + 5)G Ю .т-е.

6(Ee(to), Ec(t0)); повреждение фазы В должно распознаватьс  в случае, если e(t0 + б)

1С -Е°9 - т б- если -2е(ь + 5) Ес(ь);

повреждение фазы С должно распознаватьс  в случае, если e(t0 + 5) , т.е.

если -2e(t0 + (5) Ев(ь). Действу  по анало20 гии, можно указать границы (по величине e(t0 + (5) дл  всех остальных интервалов по величине an. Полученные в результате интервалы сведены в таблицу 1.

Отрезки синусоид, ограничивающих на

25 плоскости (е, on), согласно табл. 1, зоны различных фаз по координате е, обозначены на фиг. 1 позици ми 17...30 (толстые линии). Разбиение плоскости (е, ад) по координате an на зоны, соответствующие повреждению

30 различных фаз сети, произведено на фиг. 1 толстыми лини ми (позиции 11...30). Там же указаны поврежденные фазы сети, соответствующие всем зонам, на которые разбита плоскость (е, cwt).

35Из табл. 2, где указаны фазные ЭДС,

имеющие минимальное и максимальное (среди всех трех фаз) мгновенные значени  Ед(г), ЕвМ, Ec(t) в различных интервалах по мгновенной фазе ait, видно, что сочетани 

40 трех фаз А, В и С сети, мгновенные значени  ЕА(Т,), Ee(t), Ec(t) фазных ЭДС которых имеют максимальное и минимальное среди трех фаз значени  (дл  любого значени  (дл  любого значени  мгновенной фазы ,2 л)

45 однозначно определ ют интервалы, на которые разбита ось аи на фиг. 1 (и в табл. 1). Сопоставив табл. 1 с табл. 2, несложно заметить , что в тех случа х, когда удвоенное инверсное мгновенное значение - 2e(to + .5)

50 напр жени  e(t) смещени  нейтрали сразу после момента to его скачкообразного изменени  оказываетс  меньше минимального (среди трех фаз А, В и С сети) мгновенного значени  Ед(1о). Ев(ь) или Ес(ь) фазной

55 ЭДС, то повреждена та фаза сети, ЭДС источника которой имеет в этот момент (t0) максимальное (среди трех фаз А, В и С сети) мгновенное значение. Если же удвоенное инверсное мгновенное значение -2e(t0 + 3)

напр жени  смещени  нейтрали сразу после момента to его скачкообразного изменени  оказалось больше максимального (среди трех фаз А, В и С сети) мгновенного значени  ЕА(ТО), Ев(ь) или Ec(t0) фазной ЭДС, то повреждена та фаза сети, ЭДС которой в этот момент to имеет минимальное (среди трех фаз А, В и С сети) мгновенное значение. Если же удвоенное инверсное мгновенное значение -2e(t0 + 5) напр жени  e(t) смещени  нейтрали сразу после момента to его скачкообразного изменени  оказалось в промежутке между минимальным и максимальным (среди трех фаз А, В и С сети) мгновенными значени ми Ед(г,о), Es(to) или Ec(to) фазных ЭДС, то повреждена та фаза сети, ЭДС источника которой в этот момент (to) не  вл етс  ни минимальной, ни максимальной (среди трех фаз А. В и С сети).

В устройстве, изображенном на фиг. 2, в моменты прохождени  фазной ЭДС Ед(т) через ноль, формируютс  передние фронты сигнала SE на выходе нуль-компаратора 38, которые, воздейству  на управл ющий вход Е программируемого таймера 34, перезапускают его, в результате чего таймер 34 начи- нает счет тактовых импульсов, поступающих на его счетный вход С с выхода генератора 33 тактовых импульсов ГТИ (с частотой на 3-4 пор дка выше частоты сети ). При этом счет начинаетс  с некоторого начального кода, заранее записанного в таймер 34 процессором 32 с посто нным и оперативным запоминающими устройствами , и ведетс  в сторону уменьшени  этого кода. В результате код, считанный в любой момент времени из таймера 34, оказываетс  пропорциональным мгновенной фазе ол момента t считывани . Таким образом осуществл етс  обща  синхронизаци  устройства частотной сети.

При возникновении ОЗНЗ амплитуда ет напр жени  e(t) смещени  нейтрали выходит за пределы нечувствительности смещенного компаратора 39 (пор дка 15% от амплитуды Em фазной ЭДС). При этом возникновение импульсов, поступающих на вход Ir 1 контроллера прерываний 35, который инициирует выполнение (процессором 32 с запоминающими устройствами) соответствующей подпрограммы обработки прерываний по этому входу,  вл етс  признаком дл  перевода устройства в режим ОЗНЗ. В этом режиме на выходе г порта 36 устанавливаетс  сначала сигнал логической единицы. Аналоговый коммутационный элемент 48 подключает суммирующую точку интегратора, выполненного на операционном усилителе 49 и конденсаторе 50, к точке

соединени  резисторов 42 и 43. что превращает указанный интегратор в инерционное звено с малой (по сравнению с периодом частоты сети) посто нной времени. В ре- зультате сигнал e(t) на выходе операционного усилител  49 отслеживает (с соответствующим коэффициентом передачи и с противоположным знаком) напр жение e(t) смещени  нейтрали. Знак сигнала

0 e(t) определ ет знак напр жени  на выходе операционного усилите  150, а следовательно и логическое значение сигнала h на выходе логического элемента 54 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ . В случае несовпадени 

5 его с логическим значением сигнала g на выходе порта 36 с выхода элемента 54 на вход Ir3 контроллера 35 прерываний поступает сигнал, инициирующий вызов упом нутым контроллером 35 соответствующей

0 подпрограммы, котора , в частности, устанавливает равенство-логических сигналов: g h. Подобный механизм позвол ет микро- ЭВМ 31 фиксировать знак (и моменты его изменени ) сигнала e(t) на выходе операци5 онногоусилител  49.

В случае возникновени  скачкообразного изменени  (в момент времени t0) напр жени  e(t) смещени  нейтрали, инерционное звено с малой посто нной

0 времени на элементах 42, 43, 48...50 отслеживает его изменение, в результате чего на выходе операционного усилител  49 устанавливаетс  напр жение e(t). пропорциональное новому значению e(to + д)

5 напр жени  e(t) смещени  нейтрали. Кроме того, в этот же момент t0 датчик 40 формирует на выходе кратковременный нулевой логический сигнал, поступающий на вход Ir 2 контроллера 35 прерываний, задний

0 фронт которого инициирует подпрограмму обработки прерываний по входу Ir2. В процессе выполнени  этой подпрограммы процессор 32 с запоминающими устройствами маскирует вход Ir 2 контроллера 35 преры5 ваний, считывает и запоминает содержимое таймера 34, т.е. фиксирует мгновенную фазу t0 момента скачкообразного изменени  напр жени  e(t) смещени  нзйтрали. Помимо этого, в процессе выполнени  данной под0 программы логическое значение сигнала z на выходе порта 36 устанавливаетс  равным нулю. В результате суммирующа  точка интегратора на элементах 49, 50 отключаетс  от точки соединени  резисторов 42. 43 и .

5 подключаетс  к резистору 44. Вследствие этого на вход интегратора, образованного1 теперь элементами 44,48...50, поступает напр жение со стабилитронов 52,53, абсолютна  величина которого определ етс  указанным стабилитронами и  вл етс  неизменной , а знак совпадает со знаком сигнала e(t) на выходе операционного усилител  49. Поэтому выходное напр жение e(t) рассматриваемого интегратора начинает уменьшатьс  по абсолютной величине с посто нной скоростью, определ емой элементами 52,53,44,50. По истечении некоторого отрезка времени A t (пропорционального напр жению на выходе интегратора в момент to + 5 переключени  суммирующей точки, т.е. пропорционального мгновенному значению е(ь + 5) напр жени  e(t) смещени  нейтрали сразу после его скачкообраз- ного изменени ) сигнал e(t) достигнет нул , а затем сменит знак. Смена знака происходит благодар  гистерезису релейного звена на элементах 45...47, 51,..53. В момент смены знака напр жением на выходе операционного усилител  51 логические сигналы h и g станов тс  неравными, в результате чего на выходе логического элемента 54 по вл етс  логическа  единица и контроллер 32 прерываний инициирует вызов подпрограммы обработки прерывани  по входу Ir 3. Указанна  подпрограмма снова считывает и запоминает содержимое таймера 34, т.е. по сути дела, мгновенную фазу cu(to H At) момента to + At смены знака сигнала на выходе операционного усилител  51, устанавливает единичное значение сигнала z на выходе порта 36, т.е. возвращает интегратор на элементах 49, 50 в режим слежени  за напр жением e(t) смещени  нейтрали устанавливает логический сигнал g на выходе порта 36 равным сигналу h и, наконец,-размаскирует вход Ir2 контроллера прерываний. В результате в оперативном запоминающем устройстве блока 32 оказываютс  данные, несущие информацию о мгновенной фазе момента to скачкообразного изменени  напр жени  e(t) смещени  нейтрали и о мгновенном значении e(to + (5) этого напр жени  сразу после скачкообразного изменени , которое пропорционально величине A t. Устройство оказываетс  подготовленным к получению аналогичной информации о следующем скачкообразном изменении напр жени  e(t) смещени  нейтрали (если оно произойдет). Далее процессор 32 с запоминающими устройствами.обрабатывает полученную информацию в соответствии с алгоритмом, упрощенна  блок-схема которого показана на фиг. 3, реализу  таким образом действи  предлагаемого способа. При этом дл  счетчиков распознаваний фаз в качестве по- орежденных выдел ютс  3  чейки оперативного запоминающего устройства блока 32 (фиг. 2), а в качестве начальных значений (блок 58 алгоритма на фиг. 3) занр

с тс  числа, равные половине максимального числа Nmax, которое может быть записано в каждую из упом нутых  чеек. Дл  распознавани  поврежденной фазы по результатам , занесенным в оперативное запоминающее устройство блока 32 (фиг 2) подпрограммы обработки прерываний по входам Ir 2 и Ir 3 контроллера 35 прерываний (фиг. 2), выполн ютс  действи , соответствующие блоку 60 алгоритма на фиг. 3, который раскрыт на фиг. 4. Дл  вычислени  абсолютной величины мгновенного значени  e(t0 + 5) напр жени  e(t) смещени  нейтрали сразу после его скачкообразного

изменени  (в момент t0), вычисл етс  врем  At между моментами переключени  схемы, состо щей из элементов 42 ..44, 48 ..50 из режима слежени  в режим интегрировани  и обратно. Знак его устанавливаетс  по значению логической переменной g (на выходе порта 36 фиг. 4) во врем  интегрировани  (т.е на отрезке времени to t t0 + At). Таким образом выполн етс  блок 64 алгоритма , изображенного на фиг. 4. Затем производитс  удвоение и инвертирование полученной величины e(to + At) (блок 65 на фиг. 4). Вычисление мгновенных значений ЕА(Ь). ЕвЫ и Ec(t0) фазных ЭДС Ед(г), ЕвМ и Ec(t) в момент to скачкообразного изменени  напр жени  e(t) смещени  нейтрали (блок 66 на фиг. 4), производитс  согласовано выражени м (1)-(3), причем, мгновенна  фаза ш t0 момента to скачкообразного изменени  e(t) определ етс  по содержимому

таймера 34, занесенному в оперативное запоминающее устройство блока 32 (фиг. 2) во врем  выполнени  подпрограммы обработки прерывани  Ir 2 контроллера 35 прерываний . Далее, в процессе выполнени 

блока 67 (фиг. 4) определ ютс  величины Emax max Ед(Го), Ев(ь), Ec(to) и Emin min Ед(ь), Ee(to), Ec(to), а также запоминаютс  те фазы (А, В и С) сети, дл  которых величины ЕА(Ь), EB(IO) и Ec(to) прин ли максимальное , минимальное и промежуточное (не максимальное и не минимальное) значени . По результатам сравнени  величины -2e(t0 + ) с величинами Emax и Emm (блоки 68 и 69 алгоритма на фиг. 4), согласно данному способу к поврежденной относитс  одна из трех фаз (А, В или С), котора  и запоминаетс  блоком 32 (фиг. 2) в качестве промежуточного результата.

Далее выполн етс  фиксаци  числа распознавании каждой из трех фаз сети (А. В и С) в качестве поврежденной (блок 61 алгоритма на фиг. 3). Алгоритм выполнени  этой операции показан на фиг. 5. В результате его выполнени  увеличиваетс  разница

между числом, занесенным в счетчик фазы сети, распознанной как поврежденна , и числами, занесенными в счетчики двух других фаз сети (если содержимое этих счетчиков не достигло верхней или нижней, нулевой границ). Подобный подход, означающий по сути дела накопление информации о поврежденной фазе сети (главным образом , в режиме перемежающегос  дугового ОЗНЗ, при каждом новом дуговом пробое в месте замыкани ), позвол ет, по ходу накоплени  информации, исправить случайно возникшую ошибку при распознавании поврежденной фазы и не исключает возможности перевыбора поврежденной фазы при переходе ОЗНЗ с одной фазы на другую (например, в случае такой последовательности событий: ОЗНЗ в одной фазе-двухфазное замыкание на землю - отключение максимально-токовой защитой присоединени , в котором ОЗНЗ возникло первым). При этом в значительной мере преодолеваетс  известное противоречие между быстродействием и достоверностью распознавани  поврежденной фазы. На завершающем этапе обработки информации, полученной при очередном скачкообразном изменении напр жени  e(t) смещени  нейтрали, производитс  подготовка к выдаче и выдача информации о поврежденной фазе (в виде логической единицы на соответствующем разр де порта 36, см. фиг. 2). Данна  операци  соответствует блоку 62 на фиг. 3, который раскрыт подробнее на фиг. 6. В результате попарного сравнени  (блоками алгоритма на фиг. 6) содержимого счетчиков распознаваний фаз А, В и С в качестве поврежденных , выдаетс  информаци  о повреждении той фазы, содержимое счетчика которой имеет наибольшее значение. В случае , если содержимое двух счетчиков одинаково , а содержимое третьего счетчика меньше содержимого двух ранее упом нутых счетчиков, однозначного вывода о поврежденной фазе сделать нельз  и, согласно рассматриваемому способу, выдачу информации о поврежденной фазе в этом случае прекращают. Дл  этого в процессе выполнени  алгоритма, приведенного на фиг. 6, формируютс  нулевые сигналы на выходах порта 36 (фиг. 2), соответствующих всем трем фазам.

При использовании данного способа информаци  о поврежденной фазе получаетс  практически сразу же в момент первого дугового пробо  (при перемежающемс  дуговом ОЗНЗ) или же в момент возникновени  металлического РЗНЗ. Это означает, что устройства, реализующие данный способ , обладаю предельно высоким быстродействием , что особенно ценно в системах эвтокомпенсации полного тока РЗНЗ, а также в системах автоматического заземлени  поврежденной фазы или компенсации ЭДС поврежденной фазы при помощи трансформатора о нейтрали сети. Так как информаци  поступает в устройства, реализующие рассматриваемый способ, именно в моменты дуговых пробоев, то данное обсто тель0 С-тво позвол ет говорить о существенном повышении достоверности распознавани  поврежденной фазы в режиме перемежающегос  дугового ОЗНЗ. как при отсутствии, так и при наличии всети компенсации актив5 ной составл ющей, в котором способ-прототип практически неработоспособен. Существенному повышению достоверности распознавани  способствует, кроме того, накопление информации о поврежденной

0 фазе при каждом дуговом пробое, что позвол ет исправить случайную ошибку при распознавании поврежденной фазы или же перевыбрать фазу при переходе ОЗНЗ с одной фазы на другую.

5Предложенный способ целесообразно

комбинировать с известными способами распознавани  поврежденной фазы в режимах бездуговых ОЗНЗ дл  обеспечени  работоспособности в тех случа х, когда

0 замыкание не сопровождаетс  скачкообразными изменени ми напр жени  смещени  нейтрали.

В целом же использование рассмотренного способа приводит к повышению на5 дежностиибезопасности

электроснабжени .

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ распознавани  поврежденной фазы в сети с изолированной нейтралью

   0 или с компенсацией токов однофазных замыканий на землю, включающий в себ  определение мгновенных значений фазных ЭДС источника питани  сети и измерение мгновенных значений напр жени  смеще5 ни  нейтрали, вы вление режима однофазного замыкани  на землю, подготовку к выдаче и выдачу информации о поврежденной фазе, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности распозна0 вани  поврежденной фазы, начина  с момента вы влени  режима однофазного замыкани  на землю, ведут фиксацию числа распознаваний каждой из трех фаз в качестве поврежденой, производ т подготовку к

   5 выдаче информации о повреждении той фазы , по которой зафиксировано максимальное число распознаваний ее повреждений, и выдают информацию о поврежденной фазе в том случае, если в сети имеет место режим однофазного замыкани  и при этом

   максимальное число распознаваний повреждений зафиксировано только по одной из фаз. причем дл  выполнени  каждого распознавани  поврежденной фазы вы вл ют моменты скачкообразного изменени  напр жени  смещени  нейтрали и дл  этих моментов времени удваивают и инвертируют измеренное мгновенное значение напр жени  смещени  нейтрали, вы вл ют те фазы источника питани  сети, которые имеют минимальное и максимальное мгновенные значени  фазных ЭДС, сравнивают упом нутые минимальное и максимальное (Среди трех фаз) мгновенные значени  фазных ЭДС с упом нутым удвоенным инверсным мгновенным значением напр жени  смещени  нейтрали и, если удвоенное инверсное мгновенное значение напр жени  смещени  нейтрали оказалось меньше минимального (среди трех фаз) мгновенного значени  фазной ЭДС источника питани  сети, то распознают повреждение той фазы сети, ЭДС источника питани  которой имеет максимальное (среди трех фаз) мгновенное значение; если удвоенное инверсное мгновенное значение напр жени  смещени  нейтрали оказалось больше максимального (среди трех фаз) мгновенного значени  фазной ЭДС источника питани  сети, то распоз- нают повреждение той фазы сети, мгновенное значение ЭДС источника питани  которой имеет минимальное (среди трех фаз) мгновенное значение; если же удвоенное инверсное мгновенное значение напр 0

   5

   0

   5

   0

   5

   жени  смещени  нейтрали находитс  в промежутке между минимальным и максималь- иым (среди трех фаз) мгновенными значени ми фазных ЭДС источника питани  сети, то распознают повреждение той фазы сети, мгновенное значение ЭДС источника питани  которой не  вл етс  ни максимальным ни минимальным (среди трех фаз) сети.
2. 2. Способ по п. 1,отличающийс  тем. что фиксацию числа распознаваний каждой из трех фаз в качестве поврежденной ведут следующим образом: в момент распознавани  возникновени  в сети режима однофазного замыкани  на землю фиксируют начальное, одинаковое дл  всех трех фаз число распознаваний их в качестве поврежденных , лежащие в интервале между нулевым и заранее назначенным максимальным числом распознаваний, после каждого (очередного) распознавани  какой-либо фазы в качестве поврежденной, число распознаваний повреждени  данной фазы увеличивают на две единицы, а число распознаваний повреждений каждой из двух других фаз уменьшают на единицу, причем по достижении числом распознаваний повреждени  любой из фаз вышеупом - нутого, заранее назначенного, максимального значени  или же нулевого значени  прекращают дальнейшее соответственно увеличение или уменьшение числа распознаваний этой фазы в качестве поврежденной .

   -Ь%

   илиипиипи ли или

   -2e(t.«8k C,t.k EA(t.k-2e t.,(te)-2«(J)-2е(1вч5)

   -2e(t0,4k -2e(te+) Ев(Ч)(te+S)(t0)((1()

   E t )(t,)

   ) CEA(to)

   K«(te)

   Таблица 2

   tS

   /6 .

   %) г

   fn

   0л«

   «rSf

   4W

   В

   фиг. 2.

   С

   но.ив.ло

   UHuyuo/iuiutfuz сн  ромЈра. 3 ГnjLxfri-ff-C Srubi /пьйнеро. 34,.3G,o4u. ОЗУ)н&,чси.( устансь о, ./гоЈтб. 3€

   #tmb.noiu. ьиз.льии& SMO-v-t uj счЈгг ча,но& .c/scj- на4&к.ий рсЦс Ј ra.st. /rcЈjbe xt.C ctwu jc

   fu.e..6oLHue GcSbCfrcJcMttou О илдгч жлуии,. r cjuvt.HHO(i 6Ьсэ(//1ьт 1  с &a.Mffoto ..

   .Q HOLf fi3MC,e+fЈЈfl CA/C.( #eu/Ј/XMtC.

   фи.кс&.Јо,  vucJo, рэисъоЈна.ЈАна,& urrytnf асы (AfQC) Ј KQ.ife.cmlc /tofy c..$CHftoa

   всдю побка. /r 6bfQ(LQf. tt, Stidava &../&(/и а о / oЈfie.-3x.Be wee .

   г.3

   )

   ЯГ

   У6

   HCfft: морл/алскии

   / eyet&AtfiQ brbe. cesTtet

   5-/

   cSfcoe. порто. 3$.

   80.:

   Ж

   S9

   нет: fo/r&,.;&fu 9

   u-Hipif.. tf и a e f.-

   fXLJC

   . AfoxtMO {.ffp&mit&Si.fnb ctHp cЈv&- tfitfo о aofpe.3cЈ0f t.woe &&$&

   CO

   6t

   62

   Q

   i. - м, . t,-. ;

   г

   йыцисш/пь миренное, gxeWfe )но. ku. Metitq&a ite Ј ион ем#7 Ј tto Axai/f--cocfpat//ciotjjvcsfcsftc3s

   удЈоию& а пЈои,)и, fovuc Mupc. ньиснис, fe +&) ,v ёмислипь HiHotwt/e уо.чени  Аио)Ј&0),Јг() ВВС $л$ А/бменюа. Сь екаикосара неъс и мснеми Q С(-Ј)

   gznostHWb ЈJQ s orofr{JX ЭЛС / л/ы/ыг t0 /vases UAjnjikt/ce (:mtlj:), ни им&льнее и npCKfXt (s/nctfHo c ( р /ча.ксинольное (Ј#e MUHU/J{LAI,HO, ) нлцеми$

   Ј8

   vejyt; 70

   uus oHHUT6 Јкаигсг$й / e ЈЈfSu:ЈeMcu rif

   Фь&У сеЯ p L$HO-$ эЭс коТорои & не - лел-г не.

   МйКСиНО-ЛЬНйй Ни,

   манимо./иной

   Фи. /fСконсц efrova

   ез

   tfuuaAO блока 60

   Ъ

   &

   г

   iotjjvcsfcsftc3

   67

   7jf

   .72

   gincMt-tUTt ЈлгЗ- Чсс/nfe ncftbC3fA f- мсй Р:Ц ер31:(,лЯиу А 3&С потерей Јs/o- MiHrt /v.- //a//c xb/t;

   efrova

   /5

   уб лоцить ocfcf xe-U-M&i c4ff vvK;Q . фь и&наё единили

   ywfbmtm ЈЛч a/«//c - c-fttrn, QPQAtt А КЭ IcduKO ЧУ

   (лоу f,J фа, S

   у&сличилц co$&

   c.uj(.. c(/vCTVt ка Она 2

   . ч и. rt c&

   ,« Z. t /V Ј Ifff- « U«i flOQJ /t г

   / лЛ л/м- у}

   .

   &4

   faucuo&Ofu fA

   юг

   (конец fattfOeiT фа ff