SU1309152A1 - Устройство дл защиты от однофазного замыкани на землю в электрической сети переменного тока с изолированной или компенсированной нейтралью - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  защиты от замыкани  на землю в сети переменного тока. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и селективности действи  путем введени  непрерывного контрол  исправности . При однофазном замыкании на землю на поврежденном присоединении на выходах трансформаторов напр жени  1 и тоI Ну ст. 2 ка 11 по вл ютс  сигналы. На выходе второго порогового элемента 19 возникают импульсы , а на первом выходе второго блока 20 выдержки времени - логическа  единица . После выдержки времени, обеспечивающей отстройку от переходных процессов в электрической сети, на выходе первого блока 21 выдержки времени по вл етс  логическа  единица, разреша  работу логическому элементу И 9. Это в свою очередь вызывает срабатывание исполнительного органа 10. В нормальном режиме работы сети выходные сигналы элементов 19 и 9 и блоков 20 и 21 равны нулю, ключи 26 и 27 замкнуты. От генератора 25 на каналы тока и напр жени  поступают проверочные сигналы. Вследствие этого срабатывает логический элемент И 6, выходные импульсы которого интегрируютс  усилителем 7, на выходе релейного усилител  8 по вл етс  напр жение. Индикатор 24 сигнализирует об исправности устройства защиты. При каком-либо нарушении в схеме сигнал на выходе релейного усилител  8 исчезает, а на выходе блока 22 контрол  исправности по вл етс  сигнал о неисправности. 3 з. п. ф-лы, 6 ил. i (Л со о со ел Ю Сигна,} а Heucnflai - насти устрой

Description

Изобретение относитс  к электротехнике, в частности к защите электрических сетей, и предназначено дл  работы в электрических сет х с изо. иров;1иной и компенсированной нейтралью.

Цель изобретсимч повышение надежности и селективное и действи  путем введени  непрерывного контрол  исправности.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства защиты; на фиг. 2-5 - функциональные схемы соответственно первого и второго блоков выдержки времени, формирователей (первого и второго) коротких импульсов и блока контрол  исправности: на фиг. 6 - диаграмма напр жений устройства.

На диаграмме представлены сигналы (напр жени  на выхсю блоков устройства защиты) дл  двух ре;;м1л,ов сети: нормального и одноф ;.ного за.мыкани  на землю.

К трансформатору 1 напр жени  нулевой последовательности сети подключены последовательно соединенные первый ключ 2, фазосдвигаюпи1Й блок 3, первый формирователь 4 пр моугольных импульсов, первый формирователь 5 коротки х имцульсов, первый логический элемент И 6, интегрирующий усилитель 7, релейный усилитель 8, второй логический элемент И 9 и исполнительный орган 10. К трансформатору II тока нулевой последовательности защищаемого при- соед,инени  подключены последовательно соединенные второй ключ 12, фильтр 13 основной частоты, вторые формирователь 14 пр моугольных импульсов и формирователь 15 коротких импульсов, выход которого подключен к второму входу первого логического элемента И 6. К выходу фильтра 13 основной частоты подключены последовательно соединенные выпр митель 16, первый пороговый элемент 17 и преобразователь 18 импульсов в напр жение посто нного уровн  (логический сигнал), выход которого подключен к третьему входу первого логического элемента И 6. К, трансформатору 1 напр жени  подключены носледовательно соединенные второй пороговый элемент 19, второй 20 и первый 21 блоки выдержки времени и блок 22 контрол  исправности. Первый выход второго блока 20 выдержки времени через третий формирователь 23 коротких импульсов соединен с установочным входом (сброса информации - выходного сигнала ), интегрируюнгего усилител  7. К выходу релейного усилител  8 подключен индикатор 24 и другой вход блока 22 контрол  ис- нравности. Генератор 25 сигналов своими выходами подключен к входам фазосдвигаю- щего блока 3 и фильтра 13 основной частоты соответственно через третий 26 и четвертый 27 ключи. Выход первого блока 21 выдержки времени соединен со вторым входом второго логического элемента И 9 и с управл ющими входами первого 2 и второго 12

5

ключей. Второй выход второго блока 20 выдержки вре.мени соединен с управл ющи.ми входами третьего 26, четвертого 27 ключей и управл ющим входом генератора 25 сиг- на.оп.

(.:Г| блок 21 выдержки времени (фиг. ) содержит генератор 28 импульсов, логический элемент И 29 и счетчик 30 импульсов .

Вторлй б/юк 20 выдержки времени

(фиг. 3) содержит последовательно соединенные пми рагор 31 импульсов, логический элемент И 32, счетчик 33 импульсов, первый выход которого подключен к второ.му входу логического элемента И 32 и первому выхоJ ду блока. Между входом блока и установочным входом счетчика 33 импульсов включен элемент НЕ 34.

Формирователь (5 или 15) коротких импульсов (фиг. 4) содержит включенные между входом и выходом блока последователь0 Ни г.о диненные генератор 35 импульсов, счег ;ик 36 импульсов и дещифратор 37.

L-. I .iK 22 контрол  исправности (фиг. 5) содержит включенные между первы.м входом и В1)1ходом блока последовательно соединенные логические элементы НЕ 38, И-HF-, 39, И 40 и эле.мент 41 выдержки времени . 5ыход элемента НЕ 38 подключен к второму входу логического элемента И 40. Второй вход блока соединен со вторым входом логического элемента И-НЕ 39.

0 Третий формирователь 23 коротких ir-- пульсов предназначен дл  сброса хранимой информации (выходного сигнала) интегрирующего усилител  к выполн ет эту функцию при по влении однофазного замыкани  на землю в сети и отключении за.мыкани .

5 Он представл ет собой формирователь, реагирующий на передний и задг. ий фронты пр .моугольного импульса.

В нормальном режи.ме с; ти выходные сигналы элементов и блоков 19-21 и 9 равны нулю, ключи 2 и 12 разомкнуты. На втором выходе блока 20 выдержки времени сигнал равен логической единице, поэтому ключи 26 и 27 замкнуты. От генератора 25 на входы фа:к)сдвигающего блока 3 и фильтра 13 основной частоты соответственно че5 рез третий 26 и четвертый 27 ключи поступают импульсы (или синусоидальные сигналы ). На первый и второй входы первого логического элемента И 6 поступают совпадающие во времени импульсы (фиг. 6), а на третий его ьход - логическа  единица.

0 На выходе этого элемента по вл ютс  короткие пр моугольные импульсы длительностью ft, которые интегрируютс  усилителем 7, при этом на выходе релейного усилител  8 по вл етс  наг1р жсние; индикатор 24

c сигнализирует об исправности устройства защиты. Сигналы на отключение выключател  защищаемого присоединени  и на выходе блока 22 контрол  исправности отсут0

ствуют. При каком-либо нарушении в схеме сигнал на выходе релейного усилител  8 исчезает, а на выходе блока 22 по вл етс  сигнал о неисправности. Таким образом, в нормальном режиме сети осуществл етс  контроль исправности устройств а защиты, что повышает надежность его работы.

При однофазном за.мыкании на землю на защищаемом присоединении на выходах трансформаторов напр жени  1 и тока 11 по вл ютс  сигналы. На выходе второго порогового элемента 19 по в тс  импульсы, а на первом выходе второго блока 20 выдержка времени - логическа  единица. Первый блок 21 выдержки времени начинает отсчитывать выдержки времени ul,, on- редел емую частотой генератора 28 импульсов и обеспечивающую отстройку от переходных процессов в электрической сети. Затем на выходе блока 21 по вл етс  логическа  единица, разреща  работу логического элемента И 9.

Так как замыкание на зе.млю происходит на защищаемом присоединении, то исполнительный орган 10 срабатывает и выключатель отключает защищаемое присоединение. При однофазном замыкании на землю на другой линии (вне зоны защиты) импульсы на выходе первого логического элемента И 6 отсутствуют и исполнительный орган 10 не срабатывает. При замыкании на землю и исправном устройстве защиты сигнал о неисправности на выходе блока 22 отсут- ствует.

При отключении однофазного замыкани  на землю и уменьщении иипр жени  нейтрали (на выходе трансформатора 1 напр жени ) импульсы на выходе второго порогового элемента 19 исчезают и на первом вы- ходе второго блока 20 выдержки времени с .малой выдержкой времени ut, определ емой частотой генератора 31 импульсов, по вл етс  логический нуль. На выходе блока 21 сигнал становитс  равным нулю и за- прещает прохождение единичного логического сигнала через элемент И 9, т. е. запрещают работу устройства защиты.

При подаче нулевого сигнала на вход первого блока 2 выдержки времени, на его выходе сигнал будет нулевым, а при подаче на вход блока 21 единичного сигнала счетчик 30 считает импульсы и через врем  All сигнал на выходе блока равен логической единице. Второй блок 20 выдержки времени построен аналогично первому. При подаче на его вход логической единицы на первом выходе будет единичный сигнал, а при подаче нул  - с выдержкой времени At на первом выходе по вл етс  сигнал логического нул , а на втором - сигнал логической едршицы. При малом напр же- НИИ и о на трансформаторе 1 на выходе второго порогового элемента 19 будет нулевой сигнал, а при превыщении напр же

нием Ue напр жени  уставки 1 уст.г порогового элемента 19 на выходе последнего по вл ютс  импульсы, которые сбрасывают счетчик 33 блока 20 выдержки времени и на первом выходе его устанавлиЕзаетс  единичный сигнал.

Формирователь (блоки 5 и 15) коротких импульсов при подаче на его в.ход п певого сигнала на выходе имеет также нулевой сигнал (генератор 35 блокируетс  и счетчик 36 импульсов сбрасываетс ). При подаче на нход формировател  сигнала логической единицы генератор 35 начинает работать , счетчик 36 считает импульсы, а дешифратор 37 выдает импульс длительностью Т, или Tj (соответственно дл  блоков 5 и 15)

Блок 22 контрол  неисправности работает в соответствии со следующей логикой:

Вход 1Вход 2Выход

0ОI

1ОО

01О

111

Таким образом, применение ипед.чагае- мого устройства защиты попытает надежность работы сети и селективность действи  заи1иты.

о

5

5 j

0

Claims (4)

1. Устройство дл  защиты от однофазного замыкани  на землю в электрической сети переменного тока с изолированной или компенсированной нейтралью, содержащее последовательно соединенные фазосдвигаю- щий блок, первые формирователи соответ- етвеиио пр моугольных и коротких импульсов , первый элемент И, интегрирующий и релейньн уеилители, последовательно сое- дппе1П1ые фильтр основной частоты, вторые формирователи соответственно пр моугольных и коротких импульсов, выход последнего подключен к второму входу первого элемента И, поеледовательно соединенные выпр митель , подключенньп к выходу фильтра основной частоты, первый пороговый элемент и преобразователь импульсов в напр жение посто нного уровн , выход которого подключен к третьему входу первого элемента И, а также второй пороговый элемент, подключенный к трансформатору напр жени  нулевой поеледовательности сети , первый блок выдержки времени и исполнительный орган, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  надежности и селективности действи  путем ведени  непрерывного контрол  исправности, в него введены генератор сигналов, четыре ключа, второй блок выдержки времени, третий формирователь коротких импульсов, второй элемент И, блок контрол  исправности и индикатор, приче.м первый ключ включен между транс

форматором напр жени  нулевой последовательности сети и фазосдвигающим блоком , второй ключ - между трансформатором тока нулевой последовательности защищаемого присоединени  и фильтром основной частоты, первый выход генератора сигналов через третий ключ соединен с входом фазосдвигающего блока,-второй его выход через четвертый ключ соединен с входом фильтра основной частоты, второй блок выдержки времени включен между выходом второго порогового элемента и входом первого блока выдержки времени, выход релейного усилител  соединен непосредственно с индикатором и первым входом блока контрол  исправности и через второй элемент И - с входом исполнительного органа, выход первого блока выдержки времени соединен с вторыми входами второго элемента И, блока контрол  исправности и управл ющими входами первого и второго ключей, первый выход второго блока выдержки вре- мени через третий формирователь коротких импульсов соединен с установочным входом интегрирующего усилител , а второй его выход - с управл ющими входами третьего , четвертого ключей и генератора сигна- лов.

0

5

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что второй блок выдержки времени содержит последовательно соединенные генератор импульсов, элемент И и счетчик импульсов, а также элемент НЕ, включенный между входом второго блока выдержки времени и установочным входом счетчика импульсов, инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента И и первым выходом второго блока выдержки времени, а пр мой выход - с вторым выходом второго блока выдержки времени.

3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок контрол  исправности содержит включенные между его входом и выходом последовательно соединенные элементы НЕ, И-НЕ И и выдержки времени, причем второй вход элемента И-НЕ соединен с вторым входом блока, а выход элемента НЕ - с вторым входом элемента И.

4.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что первый и второй формирователь коротких импульсов каждый содержит включенные между его входом и выходом последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик импульсов и дешифратор, причем установочный вход счетчика импульсов соединен с входом своего формировател .

VU2.1

9иг.

(Риг.З

Раг.З

фиъ. ff