SU1224750A1

SU1224750A1 - Устройство дл определени рассто ни до мест однофазных замыканий на землю в электрической сети с незаземленной нейтралью

Info

Publication number: SU1224750A1
Application number: SU843758826A
Authority: SU
Inventors: Ростислав Флорович Стасенко
Priority date: 1984-06-27
Filing date: 1984-06-27
Publication date: 1986-04-15

Abstract

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано в электрических распределительных сет х с изолированной нейтралью дл дистанционного определени рассто ни до места однофазных замыканий на землю. Цель изобретени - упрощение конструкции устройства и повышение точности измере- ни рассто ни . Дл достижени поставленной цели в устройство введены делитель 5 напр жени , избиратель 6 повреждени фазы, трансформатор 7 тока, регулируемый нагрузочный резистор 8, фильтры 9 и 10 и фазовый детектор 1 1. Кроме, того, в устройст- i W /. IsD tC 4 СЛ Л/г.Г

Description

1224750

во вход т блок 1 присоедине- блок 4, ни , генератор 2 тока, вычис- ческа

лительный блок 3, считывающий

I

Изобретение относитс к электро- измерительной технике и может быть использовано в электрических распределительных сет х с изолированной нейтралью дл дистанционного определени рассто ни до места однофазных замыканий на землю,

. Цель изобретени - упрощение устройства и повышение точности определени рассто ни путем использовани более простых блоков, осуществл ющих более простую реализацию измерени рассто ни до места однофазного замыкани на землю.

На фиг.1 изображена структурна электрическа схема предлагаемого уст ройства;на фиг. 2 - эквивалентна схем протекани накладываемого тока; на фиг.З - векторна диаграмма рассматриваемой схемы.

Устройство содержит блок 1 присоединени , генератор 2 тока, вычислительный блок 3, считывающий блок 4, делитель 5 напр жени , избиратель 6 поврежденной фазы,.трансформатор 7 тока, регулируемьгй нагрузочный резистор 8, первый 9 и второй 10 фильтры частоты, фазовый детектор II, контролируема электрическа сеть 12 (схема замещени ). Первый, второй и третий входы блока 1 присое-. динени соединены с клеммами дл подключени к контролируемым фазам электрической сети 12, выход вычислительного блока 3 соединен с входо считывающего блока 4, вход генератора 2 тока соединен с контактом релейной защиты, первый, второй, третий , четвертый и п тый входы блока 1 присоединени соединены с соответствующими входами избирател 6 поврежденной фазы, второй выход избирател 6 поврежденной фазы соединен с первым выводом трансформатора 7 тока, второй вывод трансформатора 7 соединен с первым выходом генератора тока, третий вывод транст формдтора 7 тока соединен с первым

3 ил.

контролируема электри- сеть 12 {схема заме

ыводом регулируемого нагрузочного резистора 8, первым выходом избирател 6 поврежденной фазы и входом первого фильтра 9 частоты, выход :

которого соединен с первым входом фазового детектора 11, четвертый вывод трансформатора 7 тока соединен с вторым выводом регулируемого нагрузочного резистора 8 и входом вто- рого фильтра 10 частоты, выход которого, соединен с вторым входом фазового детектора 11 и вторым входом вычислительного блока 3, выход фазового детектора 11 соединен с первым входом вычислительного блока 3, первый, второй и третий входы делител 5 напр жени соединены с .клеммами дл подключени к контролируемым фазам электрической сети,

° первый, второй и третий выходы делител 5 напр жени соединены с шестым ,седьмым и восьмым входами изби- .рател 6 поврежденной фазы.

В качестве блока 1 присоединени используетс п тистержневой измерительный трансформатор напр жени .

Устройство работает следующим образом .

При по влении замыкани на землю

0 контакты релейной защиты подключают питание .к генератору 2 тока тональной частоты, а контакты избирател 6 повреж,ценной фазы включают выход генератора 2 тока .на обмотку низшего ,

5 напр жени поврежденной фазы п тистер- жневого трансформатора 1 напр жени . Другими контактами избирател 6 к делите.шо 5 напр жени подключаетс фильтр 9 накладьгааемой частоты и па0 раллельна ему. цепь, состо ща из нагрузки (резистора 8) трансформатора 7 тока и фильтра 10 накладьшаемой частоты. При этрм по обмотке низшего напр жени поврежденной фазы тран5 сформатора I напр жени протекает ток генератора 2 тока, трансформиру сь в обмотку высшего напр жени трансформатора напр жени , он замыка5

етс по двум параллельным цеп м: по цепи провод поврежденной фазы - пе- реходрюе сопротивление в месте замыкани - .земл и по цепи емкость сети - земл .

На схеме протекани накладываемого тока от генератора 2 тока (фиг.2) обозначены:индуктивность Ьд участка поврежденной линии от шин подстанции до места повреждени ;активное сопрот вление г этого участка; переходное сопротивление г,, в месте повреждени ; источник I тока.

Генератор 2 тока, подключенньш к контролируемой трехфазной эт.ектриче- ской сети через трансформатор 1 напр жени , молсет рассматриватьс как источник тока в силу того, ч: о коэффициент трансформации трансформатора напр жени достаточно велик (и апп мер, дл трансформаторов HTtU-i-1 О, имеющихс на подстанци х 11-35/10 кВ он равен 00) и приведенное к ; :i,riiue му напр жению значение сопротивле: и цепи провод поврежденной фазы - переходное сопротивление в месте НИН - земл и параллельной емкостной цепи имеет малое значение.

На векторной диаграмме (фиг.З) рассматриваемой схемы обозначены: ток I генератора (приведенный к высшему напр жению трансформатора напр жени ); ток i. , текущий по емкостной цепи эквивалентной схемы; ток I. , текущий по индуктивной цспи;

U

напр жение U, на зажимах схемы; реактивное падение напр5:жеки . на индуктивной цепи от тока 1| : активное падение напр жени I,, (г,, + + г„) в той же цепи от тока 1.

Как 1зидко из векторной диаграммы , ток I равен геометрической разнице токов I и Т(. .

Информацию о рассто нии до места замыкани на землю дает частное от делени реактивного падени напр жени на петлю провод поврежденной фазы - переходное сопротивление земл на ток 1| , протекающий по этой петле. В соответствии с этими двум положени ми и выполнена схема предлагаемого устройства (фиг.1).

Напр жение, снимаемое с емкостного делител 5 напр жени в нормальном режиме работы сети и., пропорционально падению напр жени на емкостном сопротивлении сети Х. , определ емом емкостью сети С относительно земли по формуле

L , . - ,11 X,

(1)

10

15

20

25

30

35

40

и совпадает по фазе с током I . Это обусловлено тем, что емкостный делитель 5 напр жени , нагруженный на активное сопрйтивление (в данном случае это входные сопротивлени фильтров 9 и 10 частоты с включенным последовательно нагрузочным резистором 8 трансформатора 7 тока) обеспечивает сдвиг по фазе выходного напр жени делител 5 напр жени относительно прикладьгоаемого напр жени на 90° при малых значени х емкости делител 5 напр жени , что и имеет место в данном случае. Трансформатор 7 тока подключаетс так, чтобы его выход находилс в противофазе с выходом делител 5 напр жени в нормальном режиме работы сети, а его нагрузка (резистор 8) регулируетс тем, чтобы при этом суммарное напр жение после нагрузки, подаваемое на фильтр 10 частоты было рав- . но нулю. Тогда при замыкании на землю напр жение, подаваемое на фильтр 9 частоты, оказываетс пропорциональным току индуктивной цепи , и совпадает с ним по фазе.

Поскольку делитель 5 напр жени , как было указано выше, осуществл ет сдвиг по фазе прикладываемого к нему напр жени на 90° , то фазовый детектор 11, выполненный по косинусной схеме, производит вьщеление на- :

пр жени , пропорционального реактивной составл ющей падени напр жени на индуктивной ветви от гфотека- ни накладываемого тока. Вычислительный блок 3 осуществл ет деление этого напр жени на сформированное выше указанным способом напр жение, пропорциональное току индуктивной ветви .

45 Сопротивление индуктивной ветви схемы замещени сети при замыкании

на землю (фиг.2) равно Uab sincf

-Г--1с -

(2)

где I - накладываемый на сеть ток тональной частоты (от генератора 2 тока);

Ugjj - падение напр жени от тока I на входном сопротивлении сети при замьжании на землю;

If. - часть накладываемого тока, протекающа по емк9стной ветви схемы замещени (ток Т. пропорционален

напр жению и опережает его на 90);

(f - угол меткду напр жением и и током, текущим по индуктивной ветви схемы замещени и равным

IL i - icРассто ние до места замыкани на землю равно

, 1 К Х, (3)

где К - коэффициент пропорциональности .

Из формулы (2) следует, что нет необходимости иметь отдельно значение TOifa 1с , а нужно иметь разницу токов I - 1 5 равную току 1 . Схем устройства обеспечивает формировани напр жени , пропорционального току . Осуществл етс это вычитанием .из напр жени , пропорционального току I, которое выдел етс на регулируемой нагрузке (резисторе 8) в трансформаторе 7 тока, напр жени , снимаемого с емкостного делител 5.

В результате на выходе вычислительного блока 3 имеем напр жение, пропорциональное индуктивному сопро тивлению цепи провод поврежденной фазы - переходное сопротивление земл , которое пропорционально рассто нию ДО места замыкани на землю. Полученный результат считываетс блоком 4.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет точнее измер ть рассто ни до мест однофазных замыканий на землю, что значительно сокращает трудозатраты на поиск этих замыканий ( вл ющихс основным видом повреждени в сельских распределительных сет х), и повышает надежность электроснабжени .

Claims

Формула изобретени

Устройство дл определени расст ни до мест однофазных замыканий на землю в электрической сети с незаземленной нейтралью, содержащее

блок при.соединени , генератор тока , вычислительный блок, считьшаю- щий блок, первый, второй и третий ахо 5 ды блока присоединени соединены с. клемма1 ш дл подключени к объекту контрол , вход генератора соединен с контактом релейной защиты, выход вычислительного блока соединен с входом 0 считывающего блока, отличающеес тем, что, с целью упрощени устройства и повышени точности определени рассто ни , в него введены делитель напр жени , избиратель пов5 режденной фазы, трансформатор тока, регулируемый нагрузочный резистор, первый и второй фильтры частоты, фазовый детектор, причем первый, второй , третий, четвертый и п тый входы

0 блока присоединени соединены с соответствующими входами избирател поврежденной фазы, второй выход избирател поврежденной фазы соединен с первым выводом трансформатора тока,

второй вывод трансформатора тока соединен с первым выходом генератора тока , третий вывод трансформатора тока соединен с первым выводом регулируемого нагрузочного резистора, первым

0 выходом избирател поврежденной фазы и входом nepisoro фильтра частоты, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, четвертый вывод трансформатора тока соединен

5 с вторым выводом регулируемого нагрузочного резистора и входом второго ф1-шьтра частоты, выход которого соединен со вторым входом фазового детектора и вторьи входом вычислитель0 ного блока, выход фазового детектора соединен с первым входом вычислительного блока, первый, второй и третий входы делител напр жени соединены с клеммами дл подключени к объекту

5 контрол , первый, второй и третий выходы делител напр жени соединены с шестым, седьмым и восьмым входами избирател поврежденной фазы, а блок присоединени выполнен в виде измери- тельного трансформатора напр жени .

(fuf.Z

Ua lLff- fn )

UttS

f p-Jlf.

-Ic

.3

Редактор А.Ревин

Составитель E.Кущ Техр ед Н.Бонкало

Заказ 1947/45Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Корректор М.Максиютаинец