SU1053237A1 - Устройство дл определени поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ ПРИ ОДНОФАЗНОМ ЗАМЫКАНИИ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее три элемен ,та И и три элемента НЕ каждой уз фаз сети, выходной орган напр жений нулевой последовательности, выход которого соединен с первыми входами каждого из элементов И, а выход каждого из элементов НЕ одноименной фазы соединен с вторым входом элемента И одноименной фазы, отличающеес  тем, что, с целью повьаиени  надежности функционировани , каждый из элементов И дополнительно снабжен четвертым входом,, а устройство снабжено трем  блоками суммировани  векторов напр жений собственной и отстающей фаз сети, трем  блоками суммировани  векторов н-апр жений собственной и половины отстающей фаз сети, трем  фазосдвигающими цепочками, трем  первыми, трем  вторыми и трем  третьими блоками сравнени , при этом входы каждого из блоков суммировани  векторов напр жений собственной и отстающ ей фаз сети и блоков суммировани  векторовнапр жений собственной и половины отстающей фаз сети подключены к, соответствующим собственным и отстающим источникам фазных напр жений сети, а выходы каждого блока суммировани  векторов напр жений собственной .и отстающей фаз сети через последовательно сое (Л диненные фазосдвигающие цепочки и первые блоки сравнени  подсоединены с: к третьим входам элементов И опережающих фаз сети и через вторые блоки i сравнени  к третьим входам элементов И отстающих фаз сети, причем выходы каждого блока суммировани  векторов напр жений собственной и половины отстающей фаз сети через последоваел тельно соединенные третьи блоки срав со нени  подключены к входам элементов НЕ одноименных фаз сети. IvD СО

Description

Изобретение относитс  к электротех нике, в частности к устройствам дл  определени  поврежденной фазы при однофазных замыкани х на землю в сет х с изолированной нейтралью с целью ее использовани , например, совместно с быстродействующей аппаратурой защиты от поражени  электрическим током при случайном прикосновении человека Гк любой из фаз сети напр жением1 ,14-10 кВ. Известно устройство дл  определе ни  -поврежденной фазы в трехфазной .электрической сети с изолированной не,йтралью, содержащее фильтр напр жени  нулевой последовательности и по числу фаз пороговые элементы срав нени , подключенные входами к цеп м, обра зованным путем последовательного и встречного включени  вторичных об-. моток разделительных трансформаторов подключенных -первичными обмотками на фазНые напр жени  сети и промежуточ-; ного трансформатора, первична  обмотка которого присоединена к источнику . посто нного напр жени  через формирователь добавочного вектора, состо щий из транзисторных ключей с параллельно включенными диодными ограничител ми , базовые цепи которых через фазосдвигающую цепочку подключены к фильтру напр жени  нулевой последо вательности, а выходы пороговых элементов подключены к входу логического блока. Работа устройства основана на принципе формировани  результирующих векторов фазных напр жений и добавоч ного вектора, модуль .которого измен  ют в зависимости от модул  вектора напр жени  нулевой последовательност по заданным математическим законам и определени  поврежденной фазы по амплитудам двух результирующих векто ров, соответствующих неподвижным фазам и превышающих эталонную величину С 1 Недостатком данного устройства  вл етс  необходимость иметь- источник посто нного тока. Известно устройство дл  определени  поврежденной фазы при однофазных замыкани х на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее фильтр напр жени  нулевой последовательности и подключенные к каждой из фаз сети органы максимального напр жени  выходы которых соединены с первыми входами элементов И отстающей фазы и с вторыми входами элементов И одноименной фазы через элементы НЕ, причем каждый из элементов И дополнительно снабжен третьим входом, к каждому из которых подключен выход фильтра напр жени  нулевой последовательности 2 , Недостатком известного устройства  вл етс  его низка  чувствительность поскольку в области больших сопротивлений напр жение опережающей фаэи С и поврежденной фазы Л отличаютс  меж ду собой незначительно, и практически трудно осуществить срабатывание максимального органа опережающей фазы С и несрабат-ывание максимального органа поврежденной фазы А при больших величинах сопротивлений утечки и заданной установке срабатывани . целью изобретени   вл етс  повышение надежности функционировани  устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  определени  поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащем три элемента И и три элемента НЕ каждой из фаз сети, выходной орган фильтра напр жени  нуЛевой последовательности, выход которого соединен с первыми входами каждого из элементов И, а выход каждого из элементов НЕ одноименной фазы соединен с вторым входом элемента И одноименной фазы, каждый из элементов И дополнительно снабжен четвертым входом, а устройство снабжено трем  блокаьет суммировани  векторов напр жений собственной и отстающей фаз сети, трем  блоками суммировади  векторов напр жений собственной и по- : ловины отстающей фаз сеТи, трем  фазосдвигающими цепочками, трем  первыми , трем  вторыми и трем  третьими блоками сравнени , при этом входы каждого из блоков суммировани  вектог ров напр жений собственной и отстающей фаз сети и блоков суммировани  векторов напр жений собственной и половины отстающей фаз сети подключены к Соответствующим собственным и отстающим .источникам фазных напр жений сети, а выходы каждого блока суммировани  векторов напр жений собст- венной .и отстающей фаз сети через последовательно соединенные фазосдвигающие цепочки и nepsbie блоки сравнени подсоединены .к третьим входам элементов И опережающих фаз сети и через вторые блоки сравнени  - к третьим входам элементов И отстающих фаз сети, причем выходы каждого бло суммировани  векторов напр жений собственной и половины отстающей фаз сети через последовательно соединенные третьи блоки сравнени  подключены к входам элементов НЕ одноименных фаз сети. На фиг. 1 показана принципиальна  электрическа  схема устройства; на фиг. 2 - .векторна  диаграмма, по сн юща  принцип работы устройства (при замыкании на фазе А). Устройство состоит из блоков 13 суммировани  векторов напр жений собственной и отстающей фаз сети, фазосдвигающих цепочек 4 - 6, первых блрков 7-9 сравнени  и вторых блоков 10 - 12 сравнени  напр жений с эталонной величиной, блоков 13 15 су и1мировани  векторов напр жений собственной и половины отстающей фа сети, третьих блоков 16 - 18 сравне ни  с эталонной величиной, логичесних элементов НЕ 19-21, логических элементов И 22 - 24 и выходного орг на 25 фильтра напр жени  нулевой по ледовательности. Поврежденна  фаза (например, фаз А) определ етс  при следующих услоI C ,UA ви х ) повернута на + О, фиг. 2 видно, что чувствитель jHocTb устройства, ограничена дугами и 88 (цифры 12 и-8 показыв ют, что сигнал снимаетс  с блоков 1 и 8), образованными пересечением ок ружности с радиусом, равным Е( внеш н   окружность, где Е - уставка ерабатывани ),полуокружностей ,  вл ющимис  геометрическим ме том точек сумм.векторов напр жений ( Uc + Од) и (0. + Up). в Фазы В и С определ ютс  соответСумма векторов напр жений дл  фа зы А равна (соответственно дл  фазы В - UQ + А фазы С UA 5g) повернута на+90 дл  повышени  чувствительности устройства. Сумма векторов напр жений дл  фазы А равна О А - и (соотв етст/ 2 Л У - iBBHHo дли фазы В - Ой дл  фазы С - Q t-5-, введена дли от ложных срабатываний на данно фазе при замлкании на других фазах. Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме работы на входы блоков 1-Зи13-15 сукашр вани  подаютс  векторы напр жений.. Суммы векторов напр жений из блоков 1 - 3 подаютс  на блоки 10 12 сравнени . Так как фазные напр жени  равны между собой и сдвинуты на угол 120,векторна  сумма двух напр жений равна по модулю и противоположна по направлению третьему фазному напр жению. .Это напр жение меньше эталонной величины. Поэтому блоки 10 - 12 сравнени  не срабатывают, и на входы логических элементов И 22 24 подаетс  О, С блоков 1-3 сумма векторов двух напр жений подаетс  на фазосдвигающие цепочка 4 - 6, в которых происходит фазовый сдвиг cyiNWto векторов напр жений на 90 против часовой стрелки. Эти сумьи векторов также меныце эталонной величины . Поэтому на соответствующие входы логических эле 1ентов И также подаетс  О с блоков 7-9 сравнени . Сумма напр жени  собственной фазы и половины напр жени  последующей фазы подаетс  на входы блоков 16 - 18 сравнени  с выходов блоков 13-15 суммировани , котора  по величине меньше эталонной величины. Поэтому с выходов блоков 16 - 18 на входы логических элементов НЕ 19 - 21 подаетс  О, следовательно на первичные входы логических элементов И 22 - 24 подаетс  1. В нормальном режиме работы сети при отсутствии утечки отсутствует напр жение нулевой последовательности, блок 25 не срабатывает, и на вторых входах логических элементов И 22 - 24 присутствует сигнал, равный О. Таким образом, при отсутствии утечки на первых входах логических элементов И 22 - 24 присутствует сигнал, равный 1, на вторых, третьих и четвертых входах - сигнал , равный нулю.При закикании на землю фазы А срабатывает блок 12, так как фазное напр жение опережающей фазы С увеличиваетс  (в пределе до линейного, точка 12 , при глухом замыкании на землю2 и поэтому сумма напр жений и + и превышает уставку срабатывани . Данна  сумма векторов напр жени  скользит по дуге 1212 . i -0Сумма напр жений Q Е. скользит по дуге полуокружности 1616 (точка 1б соответствует глухому замыканию фазы А на землю). Из фиг. 2 видно, что при любом сопротивлении за 1кани  дуга полуокружности 16 16 находитс  внутри окружности с радиусом, равным Е (уставка срабатывани ). Значит на выходе элемента 16 при замыкании , фазы А на землю сигнал всегда равен О, следовательно, на выходе элемента НЕ 19 сигнал всегда равен 1. На выходе элемента 8 сигнал равен единице, так как при з.амакании фазы А на землю сумма слагае 4JX векторов напр жений становитс  . больше установки срабатывани  (дуга полуокружности 8 8, фиг. 2), и при глухом за1« акании фазы А на земпю сумма напр жений находитс  в точке 8.

Блок 25 срабатывает при замыкании какой либо из фаз сети (в данном случае фазы А), Таким образом, на все входы логического элемента И 22 подаетс  единица, этот элемент срабаты вает, и определ етс  поврежденна  фаза А. . .

На фазе В при любом сопротивлении замыкани  не срабатывает элемент 9 (дуга полуокружности 99, фиг. 2), следовательно не срабатывает элемент 23, Фаза С также не срабатывает при замыкании на фазе А, так как Tl +

и.

)и на вход логического

Uc

элемента 24 подаетс  О от элемента 21.

Применение предлагаемого изобретени  позвол ет повысить надежность и избират.ельность поврежденной фазы

сети. В известном устройстве при больших сопротивлени х утечки поврежденна  фаз г определ етс  при превышении Напр жени  опережающей фазы установки срабатывани , а в предлагаемом устр

0 ройстве поврежденна  фаза определ етс  суммами напр жений. Высока  надежность устройства от ложных сраба .тываний достигаетс  вследствие блокировок устройств по напр жению нуле5 .вой последовательности, сумме напр жени  отстающей фазы и половины напр жени  опережающей фазы.

Указанные преимущества позвол ют повысить безопасность эксплуатации

Q карьерных электрических сетей напр -; жением 6 - 10 кВ. Фазе с Лслг/ 0fjff

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ ПРИ ОДНОФАЗНОМ ЗАМЫКАНИИ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее три элемента И и три элемента НЕ каждой цзфаз’ сети, выходной орган фильтра напряжений нулевой последовательности, выход которого соединен с первыми входами каждого из элементов И, а выход каждого из элементов НЕ одноименной фазы соединен с вторым входом элемента И одноименной фазы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности функционирования, каждый из элементов И дополнительно снабжен четвертым входом,, а устройство снабжено тремя блоками >

   суммирования векторов напряжений собственной и отстающей фаз сети, тремя блоками суммирования векторов напряжений собственной и половины отстающей фаз сети, тремя фазосдвигающими цепочками, тремя первыми, тремя вторыми и тремя третьими блоками сравнения, при этом входы каждого из блоков суммирования векторов напряжений собственной и отстающей фаз сети и бло'ков суммирования ‘векторов’напряжений собственной и половины отстающей фаз сети подключены к. соответствующим собственным и отстающим источникам фазных напряжений сети, а выходы каждого блока суммирования векторов напряжений собственной ,и отстающей фаз сети через последовательно соединенные фазосдвигающие цепочки и первые блоки сравнения подсоединены к третьим входам элементов И опережающих фаз сети и через вторые блоки сравнения к третьим входам элементов И отстающих фаз сети, причем выходы каждого блока суммирования векторов напряжений собственной и половины отстающей фаз сети через последовательно соединенные третьи блоки сравнения подключены к входам элементов НЕ одноименных фаз сети.

   SU ,1053237