SU1109843A1 - Устройство дл определени поврежденной фазы в трехфазной сети с изолированной нейтралью - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ В ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ С ИЗОЛИЮВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее датчик напр жени  нулевой последовательности , а также датчики линейных напр жений, отличающеес  тем, что, с- целдо повьппени  точности при наличии большого переходного сопротивлени  в точке замыкани  фазы на землю, в него введены блок формировани  двухлол рных пр моуголып.1х импульсов, блок формировани  трех пар двухпол рных опорных импульсов при нулевом значении сигнала,, блок контрол  совпадени  импульсов и дешифратор , причем блок формировани  двухпол рных пр моугольных импульсов подключен входом к выходу датчика напр жени  нулевой последовательности, а двум  разнопол рными выходами - к первой паре входов блока контрол  совпадени  импульсов , блок формировани  трех пар  вухпол рных опорных импульсов при нулевом значении сигнала подключен трем  входами к выходам датчиков линейных напр жений, (Л а выходами соответственно к второй, третьей и четвертой паре входов блока контрол  совпадени  импульсов, выходы которого Подклю ень к входам дешифратора. S е

Description

СО 00 4 СО Изобретение относитс  к электронике, в частности к схемам защиты электрических линий и может быть использовано в быстр действующей аппаратуре защиты от поражени  электрическим током нри случайном прикосновении человека к любой из фаз сети. Известно устройство дл  определени  поврежденной фазы содержащее напр жени  фаза-земл  и фаза-нейтраль, логи ческие элементы И, НЕ, исполнительный ор ган 1. Однако при больших переходных сопроти пени  в точке однофазного замыкани  точность выделени  поврежденной фазы недопустимо снижаетс . Известно устройство дл  определеш   поврежденной фазы, содержащее катушки напр жени  нулевой последовательности и . напр жё1ш  фаза-земл , пороговые элементы 2. Устройство также подвержено влшпшю пе реходного сонротивленн  в точке повреждени , Б св зи с чем имеет невысокую точность. Цель изобретени  - повыщение точности при наличии больщого переходного сопротивлени  в точке замыкани  фазы на землю . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  определени  поврежденной фаэы в трехфазной сети с изолированной нейтралью, содержащее датшк напр жени  нулевой последовательности, а также датчики линейных напр жений, введены блок формировани  двухпол рных пр моугольных импульсов, блок формировани  трех пар двухпол рных опорных импульсов при нулевом значении сигнала, блок контрол  сов падени  импульсов и деишфратор, причем блок формирова1ш  двухпол рных пр моугольных импульсов подключен входом к выходу датчика напр жени  нулевой последовательности , а двум  разнонол рными вы ходами - к первой паре входов блока контрол  совпадени  импульсов, блок форм ровани  трех пар двухпол рньтх опорных и пульсов при нулевом значении сигнала подключен трем  входами к выходам датчиков линейных напр жений, а выходами соо ветственно к второй, третьей и четвертой паре входов блока контрол  совпадени  им пульсов, выходы которого подключены к входам дешифратора. На фиг. 1 приведена схема устройства; н фиг. 2 - векторна  диаграмма напр жени  трехфазной сети с изолированной нейтралью дл  случа  замыкани  на землю фазы А, показаны области, в которых будет нахо32 дитьс  вектор напр жени  нулевой последовательности UQ при замыкании фаз А, В или С; на фиг. 3 - таблица знаков мгновенных значений линейных напр жений в момент t , когда одао из линейных напр жений равно нулю. Устройство содержит блок 1 формировани  двухпол рных пр моугольных импульсов, подключенный к выходу датчика напр жени  нулевой последовательности U, , блок 2 формировани  трех пар двухпол рных опоркгых импульсов при нулевом значении сигпала , подключенный к датчикам линейных напр жений , Ug, , блок 3 контрол  совпадени  импульсов и дещифратор 4. Блок 1 формировани  содержит; разделительный трансформатор 5, диодный разделитепь б сигналов, нороговьп элемент 7, триггеры Шмитта 8 н 9, логические элементы И 10 и И, формирователи 12 и 13 нмпульса по заднему фронту сигаала, элементы ИЛИ 14 и 15. Блок 2 формировани  опорных нмнульсов содержит разделительные трансформатрры 16-18, диодные разделители 19-21 сигналов , триггеры Шмитта 22-27, логические элементы ИЛИ-НЕ 28-30, логические элементы И 31-36. Блок 3 контрол  содержит D-триггеры 37-48, логические элементы ИЛИ 49-54. Дешифратор 4 содержит логические элементы И 55-60, логические элементы ИЛИ 61-63. Известно, что при замыкании на землю одной из фаз, например фазы А, вектор напр жени  нулевой последовательности будет опережать вектор напр жени  этой фазы Од до повреждешш па угол от 90 до 180 эл. град. (фиг. 2). Велишша угла опережени  зависит от переходного сопротивлегш  г месте замыкагш  и параметров сети. При зтом, области (на фиг. 2 защтрихованы) в которых будет находитьс  вектор OQ , при замыкании фазы А, В или С не перекрываютс . Это позвол ет определ ть замкнувшуюс  фазу по области, п которой находитс  вектор О о Дл  любого вектора область, где он находитс , можно определить по знакам его проекции на одну из осей координат в известные моменты времени. Эти моменты могут быть ,1 при помощи векторов, положение которых известно и не мен етс . Область, где находитс  вектор UQ , можно определить по знакам напр жени  нулевой последовательности в моменты времени, заданные при помощи линейных напр жений, так как в трехфазной сети с изолированной нейтралью линейные напр жени  при

однофазных замыкани х на зеыпю своей начальной фазы не измен ютс , Моменты вреMCiffl могут быть заданы но к/или знакам мгновенных значени  линейных напр жеш1й . Например, моменты, когда мгновенные значени  линейных напр жений нринимают значени  одно максимально, а даа других но O.SUfpo, , или моменты, когда одно из линейных нанр жекий равно нулю, а два других имеют нротивоположные знаки, а также любые другие сочетани  величин и знаков, достато шо нросто онредбп емые. Количество моментов, в которые определ етс  знак UQ , должно быть не менее шести за период промышленной частоты.

В приведегаюм варианте устройства дл  определени  знака напр жегш  нулевой последовательности прин то шесть моментов времени -fc в- течении периода промышленной частоты, задаваемых моментами перехода линейных напр жений через нуль. В таблице (фиг. 3) представлены сочета1ш  знаков линейных напр жений дл  каждого момента t .Из векторной диаграммы на фиг. 2 определены все возможные области, в которых может но витьс  вектор напр жени  нулевой последовательности Uf, в зависимости от замкнувшейс  фазы и значени  угла опережени  определ емого величиной переходного сопротивлени  в месте замыкани . Когда замыкание происходит через большое переходное сопротивление, это будут области, ограниченные углами 330-30°; 90-150°; 210-270°, когда через малое, то углами 30-60°; 150-180°; 270-300°. Определены возможные знаки напр же1ш  нулевой последовательности в моменты t , в зависимости от того, в какой области находитс  вектор Up Устройство работает следу 01цим образом.

Линейные напр жени  i вс -сА через разделительные трансформаторы 16-18 (фиг. 1) поступают на диодные разделители сигналов 19-21, где раздел ютс  на положительную н отрицательную полуволну и подаютс  на триггеры Шмитта 22-27, в которых преобразуютс  в пр моугольную фор- му , на злементах 28-30, реализующих функцию ИЛИ-НЕ, выдел ютс  импульсы в моменты перехода линейшлх напр же1шй через нуль. Далее сигналы поступают в распределитель илшульсов, собранный из элементов И 31-36. Каждый элемент И реализует строки таблицы (фиг. 3). На выходе блока 2 формировани  опорных импульсов по вл ютс  опорные импульсы С в мом(Й1ты t f, перехода через нуль линейных напр жений. Опорные импульсы t подаютс  в блок 3 на R и С входы триггеров. Если замыКани  на землю нет, напр жение нулевой последовательности на вход блока 1 не подаетс  и сигналы и и Up из блока 1 в блок 3 на D-входы триггеров не постзшают. Переключени  триггеров не происходит и на выходе блока 3 сигналов нет. В момент замьнсани  на землю с выхода датчиха напр жени  нулевой последовательности через разделительньгй трансформатор 5 напр жение

нулевой последовательности поступает в блок 1, в диодном разделителе сигналов 6 раздел етс  на положительную и отрицательную полуволну и в элементах 8 и 9 преобразуетс  в пр моугольную форму. Пороговый

5 элемент 7, введенный дл  отстройки от напр жени  небаланса, через элемент И 10 и 13 разренШет дальнейшее прохо одение сигнала при превьпиении уставки его срабатывани . Затем в элементах 12 и 13, формиро0 вател х импульса по, зaднe iy фронту сигнала , и элелкитах ИЛИ 14 и 15 положительные и отрицательные полуволны U восстанавливаютс  до 1/2 периода.

С выхода блока 1 сигналы ( U - положительна  полуволна UQ и Ug - отрицательна  полуволна UQ ) подаютс  в блок 3 совпадени  U на D-входы триггера 37- 42, а UQ на. . D-входы триггеров 43-48. Триггеры переключаютс  только в случае од0 повременного по влени  на D-входе ползшолпы UQ и опорного имнульса Cf, ча С-входе в моменты t . Следовательно, триггеры 37-42 срабатывают, если jnaK U в момент tp положителен, а триггеры 43-48 -

5 если знак UQ в момент t отрицателен. Тем самым,. кажда  пара триггеров определ ет знак Ug в момент t . Переключившись в момент t , триггер остаетс в этом СОСТОЯШ1И до прихода сбрасывающего

0 импульса на R -вход в момент -t , т.е. запоминает знак U в момент t на врем  прохождени  следующих . трех импульсов. С выхода триггеров информаци  о знаке UQ в моменты if, через элементы ИЛИ 49-54 но5 даетс  в деншфратор 4. Через элементы ИЛИ 61-63 сигнал о замкнувшейс  фазе поступает на выход устройства и далее в аннарат защиты..

0 Устройство позвол ет определ ть поврежденную фазу независимо от момента, замыкани . При необходимости на выходе устройства устанавливаетс  взаимоблокировка от неоднозначного указани  поврежденной фазы

j при сложных видах повреждени х электрической сети.

Быстродействие устройства определе1-ш  повреждешюй фазы повышаетс  при угзеличенйи количества задаваемых моментов времени за период промышпе шой частоты, в которые определ етс  знак напр жени  нулевой последовательности. . Использование предлагаемого устройства позвол ет расширить диапазоны защитных

свойств, что в свою очередь позвол ет получить положительный эффект - .повыси1ъ уровень злектробезопасности при эксплуаташш злектрических сетей с изолированной нейтралью .

О « Оо

со

г

«

3

Ф14г.2

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ В ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее датчик напряжения нулевой последовательности, а также датчики линейных напряжений, отличающееся тем, что, с целого повышения точности при наличии большого переходного сопротивления в точке замыкания фазы на землю, в него введены блок формирования двухполярных прямоугольных импульсов, блок формирования трех пар двухполярных опорных импульсов при нулевом значении сигнала,блок контроля совпадения импульсов и дешифратор, причем блок формирования двухполярных прямоугольных импульсов подключен входом к выходу датчика напряжения нулевой последовательности, а двумя разнополярными выходами — к первой паре входов блока контроля совпадения импульсов, блок формирования трех пар двухполярных опорных импульсов при нулевом значении сигнала подключен тремя входами к выходам датчиков линейных напряжений, а выходами соответственно . к второй, третьей и четвертой паре входов блока контроля совпадения импульсов, выходы которого Подключены к входам дешифратора.