SU1171896A1

SU1171896A1 - Device for one-phase earth leakage protection in a.c.network

Info

Publication number: SU1171896A1
Application number: SU833565576A
Authority: SU
Inventors: Олег Александрович Петров
Original assignee: Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1983-03-15
Filing date: 1983-03-15
Publication date: 1985-08-07

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА , содержащее последовательно соединенные подключенный к трансформатору напр жени нулевой последовательности сети фазосдвигающий блок и первый формирователь пр моугольных импульсов, последовательно соединенные подключенный к трансформатору тока нулевой последовательности защищаемого присоединени фильтр основной частоты и второй формирователь пр моугольных импульсов, последовательно соединенные подключенный к выходу фильтра основной частоты усилитель, компаратор, преобразователь импульсов в напр жение посто нного уровн и первый логический элемент И, блок задани уставки, выход которого соединен с вторым входом компаратора, последовательно соединенные подключенный к трансформатору напр жени нулевой последовательности сети преобразователь переменного напр жени в напр жение посто нного уровн с уставкой по напр жению и первый блок времени, выход которого соединен с вторым входом первого логического элемента И, исполнительный орган, отличающеес тем, что, с целью повьшени селективности, надежности и расширени области использовани путем обеспечени защиты в сет х как с изолированной, так и компенсированной нейтралью, в него введены шесть блоков времени, второй и - третий логические элементы И, интегратор и ключ, причем выход первого формировател пр моугольных импульсов соединен с двум входами второго логического элемен.та И соответственно через второй и третий блоки времени, выход второго формировател пр моу (Л гольных импульсов соединен с двум входами третьего логического элемента И соответственно через четвертый и п тый блоки времени, выходы второго и третьего логических элементов И соединены соответственно с трвгьйм и четвертым входами первого логического элемента И, выход которого через интегратор подключен к испол .00 нительному органу, выход интегратосо а ра через ключ соединен со своим вторым входом,а первый вход интегратора через шестой блок времени - с управл ющим входом ключа,выход первого блока времени через седьмой блок времени Соединен с вторым входом преобразовател переменного напр жени в напр жение посто нного уровн с уставкой по напр жению. 2. Устройство по п. 1, отличающеес тем, что блок преобразовани переменного напр жени в напр жение посто нного уровн с уставкой по напр жению содер1. DEVICE FOR PROTECTION AGAINST SINGLE-PHASE OUTLETING ON EARTH IN ELECTRIC AC NETWORK, containing a phase-shifting unit and a first square wave driver connected to a zero-sequence current transformer of a protected connection and connected to a zero-voltage source transformer connected to a transformer of a zero voltage network and second square pulse shaper connected in series connected to the output filter the main frequency amplifier, comparator, a converter of pulses into a constant voltage, and the first logic element AND, the setpoint unit, the output of which is connected to the second input of the comparator, are connected in series to an inverter of a zero voltage connected to a transformer of a network constant level with a voltage setting and the first block of time, the output of which is connected to the second input of the first logical element And, the executive body, distinguishing It is that, in order to increase the selectivity, reliability and expansion of the field of use by providing protection in networks with both isolated and compensated neutral, six blocks of time are introduced into it, the second and the third logical elements And, the integrator and the key the output of the first rectangular pulse generator is connected to two inputs of the second logical element. And, respectively, through the second and third blocks of time, the output of the second direct current generator (linear pulses is connected to two inputs of the third And, respectively, through the fourth and fifth blocks of time, the outputs of the second and third logical elements And are connected respectively to the third and fourth inputs of the first logical element And, the output of which through the integrator is connected to the executive .00, the key of the integrator is connected with its second input, and the first input of the integrator through the sixth time block - with the control input of the key, the output of the first time block via the seventh time block. Connected to the second input of the inverter voltage at a constant level voltage with a voltage setting. 2. The device according to claim 1, characterized in that the unit for converting an alternating voltage to a constant voltage with a set voltage content

Description

жит подключенный к первому входу блока компаратор, последовательно соединенные блок задани уставок, интегратор и инвертор , выход которого подключен к выходу блока, ключ, включенный между вторым входом интегратора и его выходом, переключатель, одним вы71896is a comparator connected in series to the first input of the unit; a setpoint that is connected in series, an integrator and an inverter whose output is connected to the output of the unit; a key connected between the second input of the integrator and its output; a switch;

11eleven

водом подсоединенный к второму входу компаратора, а другим - с возможностью переключени к второму или третьему выходам блока задани уставок,. причем выход компаратора соединен с управл ющим входом ключа, а управл ющий вход переключател подключен к второму входу блока.water connected to the second input of the comparator, and the other with the ability to switch to the second or third outputs of the setpoint settings block. the comparator's output is connected to the control input of the key, and the control input of the switch is connected to the second input of the unit.

Изобретение относитс к электроте нике, в частности к области защиты электрических сетей, и предназначено дл защиты от однофазного замыкани на з-емлю электрических сетей переменного тока с изолированной компен сированной нейтралью и нейтралью, заземленной через активное Сопротив ление. Цель изобретени - повышение селективности , надежности работы и рас ширение области использовани путем обеспечени защиты в сет х как с изо лированной, так и компенсированной нейтралью. На фиг. 1 приведена функциональ на схема устройства защиты (на выходах блоков указаны величины соответствующих напр жений); на фиг. 2 - пример выполнени преобразовател переменного напр жени в напр жение посто нного уровн с установкой по напр жению; на фиг.З - диаграмма напр жений устройства защиты при однофазном замыкании на землю на защищаемом присоединении; на фиг. 4 - диаграмма формировани импульсов напр жени блоков времени обоих каналов. К трансформатору 1 напр жени нулевой последовательности сети подключены последовательно соединенные ,преобразователь 2 переменного напр жени в ,напр жение посто нного урон н , первый блок 3 времени, первый логический элемент И 4, интегратор 5 и исполнительный орган-6. Выход блока 3 времени через второй блок 7 времени соединен с вторым входом преобразовател 2. К трансформатору 1 напр жени также подключены последовательно соединенные фазосдвигающий блок 8, первый формирователь 9 пр моугольных импульсов , третий блок 10 времени и второй логический элемент И 11, который подключен к третьему входу первого логического элемента И 4. Между другим входом второго логического элемента И 11 и певым формирователем 9 пр моугольных импульсов включен четвертый блок 12 времени. К трансформатору 13 тока нулевой последовательности защищаемого присоединени подключены последовательно соединенные фильтр 14 основной частоты , второй формирователь 15 пр моугольных имульсов, п тый блок 16 времени и третий логический элемент И 17, выход которого подключен к четвертому входу первого логического элемента И 4. Между другим входом третьего логического элемента И 17 и вторым формирвателем 15 пр моугольных импульсов включен шестой блок 18 времени. К фильтру 14 основной частоты подключены последовательно соединенные усилитель19, компаратор 20 и преобразователь 21 импульсов в напр жение посто нного уровн , выход которого подключен к первому входу первого логического элемента И 4. К второму входу компаратора 20 подключен блок 22 задани уставки. Меж,цу вторым входом и выходом интегратора 5 включен ключ 23. К выходу первого логического элемента И 4 подключен шестой блок 24 времени, выход которого соединен с управл ющим входом ключа 23. 3 Преобразователь 2 переменного на р жени в напр жение посто нного уровн содержит последовательно со диненные блок 25 задани уставок, интегратор 26 и инвертор 27, выход которого соединен с выходом блока. Интегратор 26 через ключ 28 подклю чен к своему второму входу. Первый вход блока 2 через компаратор 29 соединен с управл ющим входом ключа 28. Второй и третий выходы бло 25 задани уставок через переключатель 30 соединены с вторым входом компаратора 29, а управл ющий вход переключател 30 подключен к второчу входу блока 2. Фазосдвигающий блок определ ет положение- угловой характеристики устройства. Формирователи пр моугол ных импульсов преобразуют синусоицальные сигналы в пр моугольные импульсы. Они установлены в схеме цл повышени чувствительности устройства. Блоки времени формируют импульсы пр моугольной формы соответствующей длительности. Первый логический элемент И (фазочувст вительный блок) определ ет соответствующее положение импульсов каналов преобразующих сигналы напр жени и тока нулевой последовательности. Интегратор, шестой блок времени и ключ преобразуют серию пр моугольных импульсов в выходной сигнал устройства и предназначены дл повьшени помехоустойчивости устройства защиты. Усилитель, компаратор и преобразователь импульсов в напр жение посто нного уровн блокируют 96. 4 работу устройства при малых собственных емкостных токах защищаемых присоединений. Преобразователь переменного напр жени в напр жение посто нного -уровн с первым и седьмым блоками времени реагирует на повышение напр жени нейтрали при однофазных замыкани х на землю. При этом увеличиваетс уставка преобразовател , что повышает помехоустойчивость устройства защиты при отключении однофазных-- замыканий на землю. Блоки задани уставок представл ют набор потенциометров, подключенных к выводам источника питани . При однофазном замыкании на землю в сети на входе компаратора 29 по вл етс переменное напр жение. На выходе компаратора возникают импульсы , которые периодически замыкают ключ 28. Ключ 28., шунтиру обратную св зь интегратора, обуславливает на его выходе нулевой сигнал. На выходе же инвертора, сигнал становитс единичным. При поступлении на второй вход преобразовател 2 сигнала логической единицы от блока 7 времени переключатель 30 переключит второй вход компаратора с второго выхода блока 25 на третий. При этом уставка преобразовател 2 пропорциональна 0,6-0,9 Иф. При отключении однофазного замыкани на землю в сети преобразовател 2 будет быстрее рабатывать и быстрее блокировать стройство защиты, что повысит его ОМРХОУСТОЙЧИВОСТЬ.The invention relates to electrical electronics, in particular, to the field of protection of electrical networks, and is intended to protect against single-phase short circuits on the ground of electrical networks of alternating current with an insulated compensated neutral and neutral, grounded through active Resistance. The purpose of the invention is to increase the selectivity, reliability of operation and the expansion of the field of use by providing protection in networks with both insulated and compensated neutral. FIG. 1 shows the functional scheme of the protection device (the outputs of the blocks indicate the values of the corresponding voltages); in fig. 2 shows an example of the implementation of an alternating voltage converter into a constant level voltage with a voltage setting; FIG. 3 is a voltage diagram of a protection device with a single-phase short to earth at the connection to be protected; in fig. 4 is a diagram of the formation of voltage pulses of the time units of both channels. The transformer 1 of the zero-voltage network is connected in series, the converter 2 of alternating voltage into, direct voltage, voltage n, the first block 3 of time, the first logical element 4, the integrator 5 and the actuator 6. The output of the time block 3 is connected via the second time block 7 to the second input of the converter 2. Voltage phase transformer 8, the first driver 9 rectangular pulses, the third time block 10 and the second logic element 11, which is connected to the third input of the first logic element AND 4. Between the other input of the second logic element 11 and 11 and the first shaper 9 square impulses, the fourth block 12 of time is included. The transformer 13 of the zero sequence of the protected connection is connected in series with a primary frequency filter 14, a second driver 15 rectangular pulses, a fifth time block 16 and a third logic element AND 17, the output of which is connected to the fourth input of the first logic element And 4. Between the other input the third logic element And 17 and the second former of 15 rectangular pulses included the sixth block 18 of time. The main frequency filter 14 is connected in series with an amplifier 19, a comparator 20 and a converter of pulses 21 into a constant voltage, the output of which is connected to the first input of the first logic element 4. The setpoint setting unit 22 is connected to the second input of the comparator 20. Between this second key and the output of the integrator 5, the key 23 is turned on. The output of the first logic element I 4 is connected to the sixth time block 24, the output of which is connected to the control input of the key 23. 3 AC voltage level converter 2 contains in series with the setpoint setting unit 25, the integrator 26 and the inverter 27, the output of which is connected to the output of the unit. Integrator 26 is connected via key 28 to its second input. The first input of block 2 through the comparator 29 is connected to the control input of the key 28. The second and third outputs of the setting unit 25 are connected via the switch 30 to the second input of the comparator 29, and the control input of the switch 30 is connected to the second input of the block 2. Phase-shifting unit determines position - the angular characteristics of the device. Right angle pulse shapers convert sinusoidal signals into square pulses. They are installed in the scheme for increasing the sensitivity of the device. The time blocks form rectangular pulses of corresponding duration. The first logical element AND (phase-sensitive block) determines the corresponding position of the pulses of the channels converting the voltage signals and the zero-sequence current. The integrator, the sixth block of time and the key convert a series of rectangular pulses into the output signal of the device and are intended to increase the noise immunity of the protection device. Amplifier, comparator and a converter of pulses into a voltage of a constant level block 96. 4 operation of the device at small own capacitive currents of protected connections. The alternating voltage to constant voltage transducer — a level with the first and seventh time blocks — reacts to an increase in the neutral voltage during single-phase ground connections. This increases the set point of the converter, which increases the noise immunity of the protection device when single-phase-to-ground faults are disconnected. The setting blocks represent a set of potentiometers connected to the power supply terminals. In the case of a single-phase earth fault, a variable voltage appears at the input of the comparator 29. At the output of the comparator, pulses occur, which periodically close the key 28. Key 28., by shunting the feedback of the integrator, causes a zero signal at its output. At the output of the inverter, the signal becomes single. When a signal of a logical unit arrives at the second input of converter 2 from time block 7, switch 30 switches the second comparator input from the second output of block 25 to the third. The setpoint of converter 2 is proportional to 0.6-0.9 If. When a single-phase ground fault is disconnected in the network, the converter 2 will work faster and block the protection device faster, which will increase its resistance to ore-resistance.

Фиг.22

V/V /

гg

и.and.

дd

Фиг.ЗFig.Z

Claims

1. DEVICE FOR PROTECTION AGAINST SINGLE-PHASE EARTH CIRCUIT

In an AC ELECTRIC NETWORK, containing a phase-shifting unit connected to a zero-sequence voltage transformer and a first rectangular pulse shaper, a main-frequency filter connected to a zero-sequence current transformer of a protected connection, and a second rectangular pulse shaper connected in series to the main filter output frequency amplifier, comparator, pulse converter s to the constant voltage level and the first logical element AND, the set point setter, the output of which is connected to the second input of the comparator, the AC voltage to DC voltage converter with the voltage set point and the first time block, the output of which is connected to the voltage transformer of the zero sequence of the network connected to the second input of the first logical element And, the executive body, characterized in that, in order to increase selectivity, reliability and expansion of areas of use by providing protection in networks with both isolated and compensated neutral, six time blocks, the second and

- the third logical elements And, the integrator and the key, and the output of the first driver of rectangular pulses is connected to two inputs of the second logical element And, respectively, through the second and third time blocks, the output of the second driver of rectangular pulses is connected to two inputs of the third logical element And, respectively, through the fourth and fifth time blocks, outputs of the second and third logical elements AND are connected respectively to the three and fourth inputs of the first logical element And, the output of which is through the integrator is connected to the executive body, the integrator's output through the key is connected to its second input, and the integrator's first input through the sixth time block to the key control input, the output of the first time block through the seventh time block is connected to the second input of the AC to DC voltage converter with voltage setting.

2. The device according to claim 1, characterized in that the unit for converting alternating voltage to a constant voltage with a voltage setting contains SU. “1171896 contains a comparator connected to the first input of the unit, series-set settings, an integrator and an inverter, the output of which is connected to the output of the block, a key connected between the second input of the integrator and its output, a switch connected one to the second input of the comparator, and the other with the ability to switch to the second or third outputs of the block I'm setting ,. moreover, the output of the comparator is connected to the control input of the key, and the control input of the switch is connected to the second input of the block.

I