SU1150690A1 - Устройство дл защиты от замыкани на землю электрической сети с изолированной нейтралью - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАВДТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА 3EMJHO ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАНН( НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее генератор наложенного тока , датчик напр жени  нулевой после довательности, датчик тока нулевой последовательности, к выходу которо го подключен первый фильтр, св занный с блоком сравнени  с нупевым органом на Ен |ходе, отличающ ес  тем, что, с целью повышени  надежности работы, упрощени  его наладки и монтажа, в него введены формирователь сигнала, пропорционального емкостному току сети, второй фильтр, масштабир ующий элемент, выпр митель, орган блокировки и логический элемент И, а блок сравнени  выполнен в виде блока сравнени  абсолютных значений, к первому входу которого подключен выход первого фильтра, а ко вторсйму входу через масштабирукиций элемент, второй фильтр, формирователь сигнала, пропорционального емкостнсму току сети, подсоединен выход датчика напр жени  нулевой последовательности, при этом к выходу вышеуказанного формировател  подключены через выпр митель , орган блокировки, второй вход элемента И, перв вход которого через нуль-орган блока сравнени  подключен к выходу блока сравнени . 2. Устрюйство по п.1, о т л и чающеес  тем, что формирователь сигнала, пропорционального емкостному току сети, выполнен в виде дифференцирукщей КС-цепи, подключенной к датчику напр жени  нулевой последовательности.

Description

1 1 Устройство относитс  к релейной защите, а именно к устройствам защиты от замыканий на землю электрических сетей, работающих с изолированной нейтралью. Известно устройство дл  селективной защиты от замыканий на землю, основанное на использовании наложени  на сеть контрольного тока с частотой, отличающейс  от промышленной , содержащее источник контрольного тока, фильтр токов нулевой последовательности , тормозной блок, логический блок,, пусковой орган и избирательный Орган ij . Один из входов пускового органа подключен ко вторичной обмотке дугогас щего реактора, отсутствие которого в электрических сет х с изолированной нейтралью не позвол ет реализовать данное устройство в указанных сет х. Наиболее близким по структуре к изобретению  вл етс  устройство дл  защиты от замыканий не землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее генератор наложенного тока второй субгармоники промьшленной частоты (25 Гц), фильтр токов нулевой последовательности, полосовой фильтр наложенного тока, удвоитель частоты фазочувствительньв блок сравнени  и датчик напр жени  нулевой последовательности . Работа защиты основана на сравнении фаз сигналов наложенного тока от фильтра токов нулевой последовательности и датчика напр жени  нулевой последовательности Применение блока сравнени  сигна лов по фазе вызывает необходимость фазировки сигналов, согласовани  фазовых характеристик и индивидуаль ной настройки каждого комплекта устройства защиты из-за наличи  бол ших фазовых погрешностей фильтров токов нулевой последовательности. Эти факторы обусловлены недостатками данного устройства, поскольку пр ведение указанных меропри тий в реальных услови х (монтаж и эксплуата ци ) весьма затруднительно и требуе высокой квалификации обслуживающего персонала. Цель изобретени  - повышение надежности работы защиты, упрощение е наладки и эксплуатации. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  защиты от 01 замыкани  на землю электрической сети с изолированной нейтралью, содержащее генератор наложенного тока, датчик напр жени  нулевой последовательности , датчик тока нулевой последовательности , к выходу которого подключен первый фильтр, св занный с блоком сравнени  с нулевым органом на выходе, введены формирователь сигнала, пропорционального емкостному току сети, второй фильтр, масштабирующий элемент, выпр митель , орган блокировки и логический элемент И, а блок сравнени .выполнен в випе блока -сравнени  абсолютных значений, к цервому входу которого подключен выход первого фильтра, а ко второму входу через масштабирующий элемент, второй фильтр, формирователь сигнала, пропорционального емкостному ; оку сети, подсоединен выход датчика напр жени  нулевой последова:тельности, при этом к выходу .вьшеуказанного формировател  подключены через выпр митель, орган блокировки, второй вход элемента И, первый вход которого через нульорган блока сравнени  подключен к выходу блока сравнени . Формирователь сигнала, пропорционального емкостному току сети, выполним -в виде дифференцирующей КС-цепи, подключенной к датчику напр жени  нулевой последовательности . На фиг, 1 представлена функциональна  схема устройства защиты; на фиг. 2 - схема выполнени  формировател  сигнала. Устройство содержит источник 1 наложенного тока (25 Гц), датчик 2 тока нулевой последовательности, первьй 3 и второй 4 фильтры наложенного тока, датчик 5 напр жени  нулевой последовательности, блок 6 сравнени  абсолютных значений, формирователь 7 сигнала, пропорционального емкостному току сети, нуль-орган 8 блока сравнени , элемент И 9, выпр митель 10, орган 11 блокировки , масштабирующий элемент 12. В предлагаемом устройстве, основанном на использовании контрольного наложенного тока с частотой 25 Гц, в блоке 6 производитс  сравнение по абсолютной величине двух сигналовj пропорциональных соответственно току, протекающему в защищаемом присоеди3 нении и собственному емкостному то ку этого присоединени . В формирователе 7 из сигнала, поступающего от датчика 5 напр жени  нулевой по следовательности, формируетс  величина , пропорциональна  емкостному току сети, из которой в фильтре 4 выдел етс  составл юща  25 Гц и по ле масштабировани  в элементе 12 подаетс  в блок 6 сравнени  абсолютных значений, где она сравниваетс  с другой величиной на частоте 25 Гц, выделенной в фнггьтре 3 и пропорциональной току нулевой последовательности в защищаемом присоединении . Формирователь 7, используемый дл  формировани  сигнала U,, пропорционального емкостному току сети , может быть выполнен, в частности , в виде цепи, состо щей из последовательно соединенных конден сатора и резистора (фиг. 2). Вход ной сигнал, полученньй от датчика напр жени  нулевой последователь1ности , поступает на эту цепь, а вы ходной сигнал Uf снимаетс  с указа ного резистора. Параметры цепи подбираютс  таким образом, что в диапазоне частот работы схемы емкостное сопротивление конденсатора значительно превышает сопротивление ре зистора, т.е. практически данна  цепь  вл етс  дифференцирующей. Вполне естественно, что функции этой цепи могут быть выполнены любы дифференцирующим элементом, например операционным усилителем с соответствующей обратной св зью. Элемент 12 осуществл ет преобразование сигнала, пропорционального емкостному току сети в величину, пропорциональную собственному емкос ному току защищаемого присоединени  Блок 6 производит сравнение поступающнх на него сигналов, выполн   функцию вычитани . Разность сигнало с выхода блока 6 поступает на вход нуль-органа 8, на выходе которого по вл етс  сигнал (в виде логическо единицы) лишь в случае превышени  сигнала от фильтра 3 наложенного тока над сигналом от фильтра 4 нало женного тока. Нуль-орган 8 может быть реализован по любой стандартной схеме, в частности на базе операционного уси лител  . 04 Орган блокировки 11 осуществл ет контроль состо ни  цепей между устройством защиты и формирователем 7, установленным в  чейке трансформатора напр жени  РУ,не допуска  ложной работы устройства при обрыве проводов. Необходимость введени  специального органа контрол  исправности указанной цепи обусловлена тем, что рассто ние между  чейкой защищаемого присоединени , где устанавливаетс  комплект защиты, и  чейкой трансформатора напр жени , может достигнуть нескольких дес тков метров. Принцип действи  органа 11 блокировки основан на фиксировании исчезновени  сигнала от формировател  7 в случае обрыва проводов от него. При отсутствии замыкани  на землю на выходе датчика 5 напр жени  нулевой последовательности и,, соответственно, формировател  7 об зательно имеет место напр жение с частотой 25 Гц, как правило, напр жени  гармоник с частотами , кра:тным трем и напр жени  небаланса основной частоты. При замыкании на землю на выходе датчика 5 присутствует значительное напр жение основной частоты. Следовательно , в обоих этих режимах защиты от замыканий на землю не заблокирована и на выходе органа блокировки будет логическа  единица. Только лишь при обрыве цепей сигнал от датчика 5 полностью исчезает, а на выходе органа блокировки будет логический нуль, что и используетс  в предлагаемом устройстве. На входе органа 11 блокировки установлен выпр митель 10, который осуществл ет предварительное выпр мление контролируемого сигнала. Элемент И имеет на выходе логическую единицу (т.е. подаетс  импульс на отключение контролируемого присоединени ) лишь при наличии на его входах логических единиц как со стороны нуль-органа, так и со стоРОНЫ органа 11 блокироьки. Блок 6 может быть реализован на базе стандартной диодной схемы сравнени  абсолютных значений сигналов переменного тока. Предлагаемое устройство работает ледующим образом. При отсутствии замыкани  на землю защищаемом присоединении и при его

возникновении в других присоединенных сети на выходе фильтра 3 токов нулевой последовательности имеетс  сигнал, определ емьй емкостью данного присоединени  относительно земли . Такой же сигнал имеет место и на выходе формировател  7, Одйако, масштабирование сигналов производитс  таким образом, что в двух указанных режимах величина сигнала со стороны формировател  7 после масштабировани  в элементе 12 оказываетс  больше, чем от датчика 2, а разность их навыходе блока сравнени  6 отрицательна. Поэтому на выходе нуль-органа оказываетс  нуль и логический блок не дает команду на отключение данного присоединени , независимо от наличи  или отсутстви  сигнала от органа блокировки.

При возникновении замыкани  на землю в данном присоединении происходит резкое увеличение сигнала на выходе датчика токов нулевой послеj- WV

Датчик/faЩ}№ ген (/й ну/гейоиломе&дбатемности

довательности 2, из которого в фильтре 3 выдел етс  составл юща . 25 Гц и подаетс  fla вход блока сравнени  6 абсолютных значений. Из этого сигнала .в блоке 6 вычитаетс  другой сигнал, пропорциональный по величине собственному емкостному току данного присоединени . Их положительна  разность поступает в нульорган 8, на выходе которого по вл етс  логическа  единица. условии исправности контрольных цепей от формировател  7 до KOMnheKca запщты на выходе органа блокировки

il1 также имеетс  логическа  единица и элемент И 9 дает сигнал на отключение присоединени .

Таким образом предлагаемое устройство дл  защиты от замыкани  на

землю электрической сети с изолированной нейтралью по сравнению с устройством-прототипом обладает более высокой надежностью,, проще при наладке и эксплуатации.

С

f

Ur

Фо/ и/эоёагель

Фиг. 2

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее генератор наложенного тока, датчик напряжения нулевой последовательности, датчик тока нулевой последовательности, к выходу которого подключен первый фильтр, связанный с блоком сравнения с нулевъв* органом на выходе, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, упрощения его формирователь сигнала, пропорционального емкостному току сети, второй фильтр, масштабирующий элемент, выпрямитель, орган блокировки и логический элемент И, а блок сравнения выполнен в виде блока сравнения абсолютных значений, к первому входу которого подключен выход первого фильтра, а ко второму входу через масштабирующий элемент, второй фильтр, формирователь сигнала, пропорционального емкостному току сети, подсоединен выход датчика напряжения нулевой последовательности, при этом к выходу вышеуказанного формирователя подключены через выпрями- 5 тель, орган блокировки, второй вход элемента И, первый вход которого через нуль-орган блока сравнения подключен к выходу блока сравнения.