SU1136243A1 - Устройство дл защиты от однофазного замыкани на землю в сети с изолированной нейтралью - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗА№1КАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛШ ОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее преобразователь тока, вход которого подключен к датчику тока нулевой последовательности, а выходы к первым входам основные элементов И соответствук ццх блоков сравнени  импульсов положительной и отрицательной пол рностей, вторые входы которых св затд с выходами преобразовател  напр жени  нулевой последова тельности , формирователь коротких импульсов, интегратор, выход которого соединен с входом исполнительного органа, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  надежности функционировани  путем отстройки от помех, оно снабжено элементом ИЛИ, а в состав каждого из упом нутых блоков сравнени  импульсов введены два дополнительных элемента И, два элемента НЕ и упом нутый формирователь коротких импульсов, при этом вход основного элемента И каждого из блоков сравнени  импульсов соединен через первый элемент НЕ с выходом первого дополнительно -о элемента И, первый вход которого через второйэлемент НЕ подсоединён к выходу основного элемента И, который подключен также через формирователь коротких импульсов к первому входу второго дoпoлнитehьнoгo элемента И, второй вход которого соединен с выходом преобразовател  напр жени  нулевой последовательности, который подключен также к вторЬму входу первого дополнительного элемента И, причем выход второго Дополнительного элемента И каждого из блоков сравнени  импульсов через введенный элемент ИЛИ соединен с входом инСО тегратора. 0) о :о

Description

йзобр.етение относитс  к электротехнике , в частности к устройствам дл  защиты от однофазного зайыкани  на землю с изолированной нейтралью . Известны устройства дл  защиты от однйфазйого замыкани  на землю в сетАх с изолированной нейтралью lj Недостатком таких устройств  вл етс  возможность неселективного или излишнего срабатывани  под действием помех, а также из-за угловых погрешностей трансформаторов тока и напр жени . Наиболее близким по технической сути к предлагаемому  вл етс  устройство , содержащее интегрирующий усилитель, подсоединенный к датчику (трансформатору) тока нулевой последовательности , формирователь коротких импульсов, подключенный к дат г1ику (трансформатору) напр жени  нулевой последовательности, ограничители тока и напр женна  нулевой после довательности, сумматор, расширитель импульсов и исполнительный орган 2. Принцип-работы устройства основан на совпадении пр моугольных импульсов длительностью, равной половине периода промышленной частоты, и пр моугольных импульсов малой длительности , Известное устройство может неселективно срабатывать от воздействи  кратковременных помех и сигналов небаланса датчиков тока и напр жени  нулевой последовательности. Кроме того, недостатком известного устрЬйства  вл етс  сложность настройки и наладки. Цель изобретени  - повьппение функциональной надежности защиты путем отстройки от помех, Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  защиты от однофазного замыкани  на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее преобразователь тока, вход которого подключен к датчику тока ну левой последовательности, а выходы к первым входм основных элементов И соответствующих блоков сравнени  импульсов положительной и отрицатель Ной пол рностей, вторые входы которы св заны с выходами преобразовател  напр жени  нулевой последовательности , формирователь коротких импульсов , интегратор, выход которо.го соединен с входом исполнительного органа , снабжено элементом ИЛИ, а в состав каждого из упом нутых блоков сравнени  импульсов введены два дополнительных элемента И, два элемента НЕ и упом нутый формирователь коротких импульсов, при этом второй вход основного элемента И каждого из блоков сравнени  импульсов соединен через первый элемент НЕ с выходом первого дополнительногоэлемента И, первый вход которого через второй элемент НЕ подсоединен к выходу основного элемента И, который подключен также через формирователь коротких импульсов к первому входу второго дополнительного элемента И, второй вход которого соединен с выходом преобразовател  напр жени  нулевой последовательности, который подключен к второму входу первого дополнительного элемента И, причем выход второго дополнительного элемента И каждого из блоков сравнени  импульсов через введенный элемент ИЖ соединен с входом интегратора , I . На фиг, 1 приведена функциональна  схема устройства дл  защиты от замыкани  на землю; на фиг, 2 - диаграммы входных и выходных сигналов устройства, по сн ющие его работу, обозначены: диаграммах п и, - выходные, сигналы преобразовател  тока, соответствующие положительной и отрицательной полуволнам тока нулевой последовательности; и„, и - то же, преобразовател  напр жени  нулевой последовательности; и. УЗ выходные сигналы формиро вателей выходных коротких импульсов; и. . и. выходные сигналы блоков сравнени  1в пульсов положительной и отрицательной пол рности; выходной сигнал элемента Ш1И; выходной сигнал интегратора . Устройство дл  защиты от замыкани  на землю содержит установленньй на защищаемом присоединении 1 датчик 2 тока нулевой последовательности (ДТНП), датчик 3 напр жени  нуле3

вой последовательности (ДТНП), преобразователи 4 и 5 соответственно тока и напр жени  нулевой последовательности , входы которых подключены к выходам указанных датчиков, а выходы - к блокам сравнени  импульсов положительной 6 и отрицательной 7 пол рности (селектор), исполнительный орган (Ир) 8, вход которого через последовательно включенные интегратор 9 и элемент ИЛИ 10 подсоединен к выходам блоков 6 и 7.

В качестве ДННП 3 использована вторична  обмотка трансформатора напр жени  нулевой последовательности , соединенна  в разомкнутый треугольник ,

Вторичные ойротки ДТНП 2 и ДННП 3 включены таким образом, что ток нулевой последовательности на поврежденном присоединении (сигнал на выходе ДТНП 2) опережает напр жение нулевой последовательности (сигнал на выходе ДННП 3), а на неповрежденном присоединении отстает. Угол сдвига между током и напр жением нулевой последовательности равн етс  приблизительно 90°,

Преобразователи 4 и 5 преобразуют измен ющиес  во времени выходные ;сигналы ДТНП 2 и ДННП 3 в пр моугольные импульсы положительной по|Л рности (длительность импульсов I приблизительно равна половине периода ) и состо т из согласующего трансгформатора 11 (12), активного фильтра ,13 (14), основной частоты, порогового элемента с детектором на входе 115 (16).

I Блоки сравнени  имплуьсов положительной 6 и отрицательной 7 пол р;нос;ти выполнены одинаковыми и представл ют собой фазочувствительный ;орган, реагирующий на сдвиг фаз между сигналами тока и напр жени  нулевой последовательности (преобразованными положительньми и инвертируемыми отрицательными полуволнами тока и напр жени ).

Блоки 6 и 7 содержат селектор сигналов на двух элементах совпадени  ;И 17 и 18 с перекрестными св з ми с выхода одного элемента на вход другого через элементы НЕ 19 и 20, собственно формирователь 21 выходных коротких импульсов и элемент 22 совпадени  выходного импульса и перекрестного сигнала. Селектор

362434 ,

сигналов предназначен дл  вьщелени  первоначального сигнала, поступающего от датчиков 2 и 3.

Интергратор 9 интегрирует входные 5 импульсы, чем исключаетс  возможность ложного срабатывани  устройства при по влении на его входе одного - двух случайных импульсов.

Собственно формирователь 21 импульсов представл ет собой логический элемент, например потенциальноимпульсную  чейку по схеме однократного зар да - разр да емкости, который формирует выходной сигнал в моf5 мент исчезновени  его входного сигнала .

Устройство работает следующим образом.

При по влении на защищаемом присоединении 1 однофазного замыкани  на землю сначала по вл етс  сигнал на выходе ДТНП 2, затем, спуст  приблизительно четверть периода, сигнал на выходе ДННП 3. Если величина этих сигналов оказываетс  достаточной дл  срабатывани  пороговых элементов 15 и 16, последние срабаты вают и на каждом их выходе поочередно по вл ютс  положительные импульсы, следующие с частотой положительных и отрицательныхполуволн тока и

напр жени  нулевой последовательности .

При первоначальном по влении сигнала датчика 2 тока (Uj или U в заг висимости от пол рности) селектор 6(7) сигналов формировател  повтор ет его и подает на вход собственно формировател  выходных коротких им-

0 пульсов. Последующее воздействие

сигнала датчика 3 напр жени  „ (Uj) не измен ет состо ние схемы до тех пор, пока не исчезает сигнал U,(U). Сигнал на выходе собственно формировател  выходных импульсов по вл етс  в момент исчезновени  входного сигнала. Сигнал u (U ) на выходе блоков 6 (7) по вл етс  только при совпадении во времени импульсов

0 Ui(Uj) собственно формировател  импульсов и перекрестного сипала преобразовател  4 (датчика 3 напр жени ).

Таким образом, сигнал на выходе устройства по вл етс  только в случае

5 первоначального по влени  и исчезновени  сигнала датчика 2 тока и наличи  общей временной зоны этого сиг- . нала и сигнала датчика напр жени . S1 При всех, других состо них входов вьщача выходного (ложного) импульса исключена. Жестко заданный алгоритм работы устройства исключает выдачу ложных импульсов при перекрытии (совпадений) во времени одним сигналом датчика одного или нескольких сигналов другого датчика, например, при неисправности датчика напр жени , при переходных процессах, при действии помех и т.д. Благдар  такому алгоритму повьшаетс  точность работы и помехоустойчивость устройства . Помехоустойчивость и невосприимчивость к переходным процессам обеспечиваютс  также за счет применени  3 активных фильтров основной частоты, собственно формирователей импульсов и сумматора.(интегратора) выходных импульсов. Устройство может быть выполнено на основе интегральных микросхем (операционньпс усилителей, логических элементов и др.), оно технологично в изготовлении и просто в эксплуатации . Его применение позволит существенно повысить надежность функционировани  защиты от зам1лкани  на землю, уменьшить ущерб от простоев оборудовани  и будет способствовать предупреждению йлектротравма изма при эксплуатации электроустановок .

/|« Uu

г/

ГЩ

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее преобразователь тока, вход которого подключен к датчику тока нулевой последовательности, а выходы - к первым входам основные элементов И соответствующих блоков сравнения импульсов положительной и отрицательной полярностей, вторые входы кото•рых связаны с выходами преобразователя напряжения нулевой последова: тельности, формирователь коротких ^! импульсов, интегратор, выход которо го соединен с входом исполнительного органа, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности функционирования путем отстройки от помех, оно снабжено элементом ИЛИ, а в состав каждого из упомянутых блоков сравнения импульсов введены два дополнительных элемента И, два элемента НЕ и упомянутый формирователь коротких импульсов, при этом вход основного элемента И каждого из блоков сравнения импульсов соединен через первый элемент НЕ с выходом первого дополнительного элемента II, первый вход которого через второй' элемент НЕ подсоединён к выходу основного элемента И, который подключен также через формирователь коротких импульсов к первому входу второго дополнительного элемента И, второй вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения нулевой последовательности, который подключен также к вторЬму входу первого дополнительного элемента И, причем выход второго дополнительного элемента* И каждого из блоков сравнения импульсов через введенный элемент ИЛИ соединен с входом интегратора.

   J-αυ_J136243,