SU1316065A1 - Устройство дл сигнализации замыканий на землю в двухпроводных сет х посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники, в частности к защите от замыканий на землю в оперативных цеп х посто нного тока. Цель изобретени  - повышение чувствительности и избирательности действи  устройства при замыкании через большое переходное сопротивление. При повреждении одного из полюсов конденсаторы 4 перезар жаютс . Сигналы логической 1 по вл ютс  на соответствующих выходах органа 1 фиксации поврежденного полюса, органа 2 контрол  несимметрии напр жений и органа 6 фиксации направлени  импульсной мощности поврежденной линии. Эти сигналы поступают на входы соответствующего логического элемента 10 или 11 поврежденной линии в зависимости от пол рности поврежденного полюса. Затем через запоминающий блок 13 сигнал поступает на вход блока 12 индикации, который показывает номер поврежденной линии. Данное устройство обладает повышенными чувствительностью и избирательностью при замыкании через большие сопротивлени , исключает ложную работу за счет использовани  переходного процесса перезар да введенных конденсаторов и сравнени  пол рности сигналов в цепи конденсаторов и на отход щих лини х. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. с (Л оо О) о а ел fZ «ur

Description

ИзоОретснне отши-цтс  к релейной защите и может быть исппльновано лл  защиты от : амыканий на :1емлю в оперативных цеп х посто нного тока на промьпиленных преднри тих, электрнчес них станци х и подстанци х.

Целью изоГфетени   вл етс  повмтпе мне чувствительности и избирательности действи  при замыкании через б(1лыиое переходное сопротивление.

На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства селективной сигнализации замыканий на землю в двухпроводных ет х посто нного тока;

на фиг.

принципиальна  схема органа фиксации повреждешюго полюса.

Пускова  часть структурной схемы устройства состоит из органа 1 фиксации поврежденного полюса (ОФ1) и органа 2 контрол  несимметрии напр жений (ОН2), первый вход ОФ1 одним из полюсов подключен к контролируемой сети 3 через два одинаковых электролитических конденсатора 4, а другим к земле, ОН2 - к общей точке резис- торног(5 делител  5 и к земле.

Избирательна  часть структурной схемы состоит из органов 6 фиксации направлени  импульсной мощности (ОФН6) в отход щих лини х 7, входы которых подключены к выходам датчиков 8 тока.

Логическа  часть схемы состоит из блока 9 логических элементов (БЛЭ9) типа ЗН по два на каждую отход по ю линию, первые из которых положительные логические элементы 10 - вырабатывают управл юш,ее воздействие при замыкании положительного полюса линии, а вторые - отрицательные логические элементы 11 - при замыкании отрицательного полюса, причем объединенные в один узел первые входы положительных логических элементов 10 подключены па первый выход ОН2, а отрицательных логических элементов 11 - на второй вход ОН2, вторые входы положительных логических элементов 10 подключены к первым выходам ОФН6 соответствуюш х линий, третьи входы положительных логических элементов 9 об1 единены в один узе.л и подключены к первому выходу ОФ1 .

Регистрирун)ша  часть схемы состоит из блока 12 индикации (БН12) и зацомиилюшего блока 13 (ЗБ13) с кнопкой ( бр(г- 1А, входы которого под- coejunicHv, соответствер)но через диоды

160652

1З к выходам положительных логических элементов 10 и отрицательных логических элементов 11 линии, а входы блока 12 индикации включены на со- г ответствующие выходы ЗБ13.

блокирующа  часть структурной схемы содержит орган возврата схемы, состо щий из элемента ИЛИ 16 и реле времеш 17, первый и второй входы 10 элемента ИЛИ 16 подключены соответ-. ственно к первому и второму выходу органа фиксации поврежденного полюса (1Ф1, а третий и все последующие соответственно к первому и второму- 15 выходу органов 6 фиксации направлени  импульсной мощности на отход щих лини х, а выход элемента ИЛИ 16 подключен на вход электронного реле

17времени, выход которого подключен 20 на третьи входы органов 6 фиксации

1аправ.лени  импульсной мощности и второй вход ОФ1.

Орган 6 фиксации направлени  импульса мощности на отход ш их лини х

содержит орган 18 направлени  импульса мощности, первый и второй входы которого подключены к соответствуюп1им выходам датчика тока, два элемента логики 2ИЛИ-НЕ 19 и 20, первые входы

30 которых подсоединены соответственно к первому и второму выходам органа

18направлени  импульса мощности, два одинаковых RS-триггера 21 и 22. S-входы которых подключены соответст3 .5 венно к выходам элементов логики 2 ИЛИ-НЕ 19 и 20, R-входы объединены в одну точку и подключены к выходу электронного реле :7 времени. Пр мой выход RS-триггера 21 соединен с

40 вторым входом элемента логики 2 ИЛИ- НЕ 20 и  вл етс  вторым выходом органа 6 фиксации направлени  импульса мощности, пр мой выход RS-триггера 22 с.оединен с вторым входом элемента

45 логики 2 ИЛИ-НЕ 19 и  вл етс  первым входом органа 6 фиксации направлени  импульса мощности.

Орган 1 фиксации поврежденного 50 полюса содержит блок 23 регулирова-- ни  и ограниче1Ц1Я входного сигнала, вход которого подключен одним из полюсов к общей точке электролитических конденсаторов А, а другим - к земле, транзисторный ключ 24, вход которого подключен к первому выходу блока 23 регулировани  и ограничени  входного сигнала, логический элемент НЕ 25, вход которого подключен к ре31316065

17 времени, исполнительный орган , первый вход которого подключен торому выходу блока 23 регулирои  и ограничени  входного сигнах

д в вс ки вх то О ИШ си пе С вт ко ро эт не

ла, второй вход - к выходу транзисторного ключа 24, третий вход - к выходу логического элемента НЕ, а первый и второй выходы исполнительного органа 26  вл ютс  выходами органа 1 фиксации поврежденного полюса

Исполнительньш орган 26 состоит из двух тиристоров 27 и 28, аноды которых через инверторы 29 соединены с первым и вторым выходами органа 1 фиксации направлени  импульса, а через резисторы 30 - с выходом логического элемента НЕ 25, причем анод тиристора 27 через диод 31 соединен с управл ющим электродом тиристора 28, анод которого соединен с управл ющим электродом тиристора 27 через /тиод 31,

Устройство работает следующим образом .

При отсутствии повреждени  конденсаторы 4 зар жены до половины величины напр жени  контролируемой сети . На первом входе ОФ1 напр жение отсутствует, поэтому на первом и втором выходах блока ограничени  и регулировани  входного сигнала 23 напр жение равно нулю. При этом на выходах транзисторного ключа 24 и логического элемента НЕ 25 присутствуют логические О, тиристоры 27 и 28 закрыты и на первом и втором выходах ОФ1 потенциал соответствует логическому О, поскольку аноды тиристоров 27 и 28 соединены с первым и вторым выходами ОФ1 через инверторы 29. Диоды 31 предназначены дл  исключени  ложного срабатьгоани  устройства при перезар де конденсаторов 4. На входе ОН2 сигнал отсутствует, на его . первом и втором выходах сигналы соответствуют логическому О. На первый и второй входы ОФН6 сигнал также не подаетс , поэтому на первом и втором выходах органа 18 направлени  ИМ пульса мощности присутствует сигнал логической 1. Он подаетс  на входы элементов 2 ИПИ-НЕ 19 и 20, а с их выходов сигнал логического О поступает на S-входы RS-триггеров 21 и 22 На объединенные К-входы RS-триггеров 21 и 22 подаетс  сигнал логического О от реле 17 времени. Сигнал логического О с первого и второго вы

W

15

0

5

0

5

0

5

ходоп ОФН6 подаетс  на вторые входы ГхПЭ9 типа ЗИ и на входы элемента НИН 16.

Сигналы с первого и второго выходов ОФ1, ОН2, ОФН6 поступают на соот- ветствую1цие входы БЛЭ9.Так как на всех выходах ОФ1, ОН2, С)ФН6 логический О, то и на всех информационных входах и выходах логических элементов 10 и 11 также будет логический О. Он передаетс  на выходы ЕЛЭ9. Диоды 15 выполн ют функцию элемента ИШ1. С выходов БЛЭ9 через диоды 15 сигнал логического О подаетс  на первый и второй входы ЗБ13. Кнопка Сброс 14 разомкнута. С первого и- второго выходов ЗБ13 сигнал логического О передаетс  на первый и второй входы блока 12 индикации, при этом индикаци  поврежденного фидера не производитс .

Элемент ИЛИ 16 предназначен дл  запуска реле 17 времени. Поскольку при отсутствии повреждени  в контролируемой сети на его п входов поступают логические О, на выходе элемента ИЛИ 16 по вл етс  логический и сигнал на вход электронного реле 17 времени не поступает. Реле 17 времени предназначено дл  автоматического возврата ОФ1 и ОФН6 в исходное состо ние при их срабатывани х с вьщержкой времени 3-7 с. На выходе реле 17 времени потенциал равен нулю.

При возникновении повреждени  одного из полюсов, например положительного , происходит перезар д электрических конденсаторов 4 и одновременно на первом выходе ОФ1, входе ОН2, а также на первых и вторых входах ОФНб по вл ютс  сигналы. По вление сигнала отрицательной пол рности на первом входе ОФ1 приводит к тому, что на выходе транзисторного ключа 24 по вл етс  сигнал логической 1, а тиристор 27 открываетс , и на его аноде по вл етс  сигнал логического О, которьп через диод 31 подаетс  на управл ющий электрод тиристора 28, предотвраща  его ложное срабатывание.

Сигнал логического О с анода тиристора 27 подаетс  на вход инвертора 29, и на первом выходе ОФ1 по вл етс  сигнал логической 1, что свидетельствует о замыкании положительного полюса на землю. Одновремен513

но с этим на первом входе ОФН6 пов- реждетгной линии по вл етс  сигнал положительной пол рности. На первом выходе органа 18 направлени  импульса мощности по вл етс  сигнал логического О. Он подаетс  на вход элемента 2 ИЛИ-НЕ 20 - а с его выхода логическа  1 поступает на S-вход RS- триггера 22, на его пр мом выходе по вл етс  логическа  1, т.е. на первом выходе ОФН6 присутствует сигнал логической 1, свидетельствующий о повреждении линии. На втором выходе ОФНб сигнал не по вл етс , так как с первого выхода ОФН6 подаетс  блокирующий сигнал на второй вход элемента 2 1-1ПИ-НЕ 19. При этом может сработат ь ОФН6 и на неповрежденной линии, но сигнал по витс  на его втором выходе. Сигнал на входе ОН2 нарастает медленно, поэтому он срабатывает позже, чем ОФ1 и ОФН7. При повреждении положительного полюса на входе ОН2 по вл етс  сигнал отрицательной пол рности. Поэтому на первом выходе ОН2 по вл етс  сигнал логической 1. Таким образом, при замыкании положительного полюса сигнал логической 1 поступает на три входа положительного логического элемента 10 поврежденной линии,а положительного логического элемента 10 не- поврежде)1ной линии - лишь на первый и третий входы. На выходе- положительного логического элемента 10 поврежденной линии по вл етс  логическа  1 и через диод 15 подаетс  на перньл вход ЗБ13. На первом выходе ЗБ 13 по вл етс  логическа  1, котора  поступает на первьй вход блока 12 индикации, при этом индицируетс  номер поврежденной линии 7. Дл  автоматического возврата ОФ1 и ОФН6 в исходное состо ние сигнал логической 1 с первого ОФ1, с первого и второго выходов ОФН6 подаетс  на входы элемента ИЛИ 17. С его выхода сигнал логического О поступает на вход реле 17 времени. На выходе реле 17 времени через несколько секунд по вл етс  сигнал логической 1, который поступает на второй вход ОФ1 и третий вход ОФНб. На выходе элемента логики НЕ 25 по вл етс  логический О, тиристоры 27 и 28 тер ют питание. Одновременно с этим измен етс  состо ние КЗ-трип к- ров 21 и 22.

56

Через 1 с схема реле 17 времени возвращаетс  в исходное состо ние и на выходе по вл етс  логический О соответственно ОФ1, ОФНб также возвращаютс  в исходное состо ние.

Схема устройства готова к повторному действию.

Кнопка Сброс 14 предназначена дл  ручного сброса информации ЗБ 13

н прекращени  индикации повреждени  линий.

При замыкании отрицательного полюса контролируемой сети схема работает аналогично. На втором выходе ОФ1

по вл етс  сигнал логической 1,- аналогичные сигналы по вл ютс  на вторых выходах ОН2 и ОФНб поврежден- ного фидера, которые подаютс  на три входа отрицательного логического элемента 11 поврежденной линии. С выхода отрицательного логического элемента 11 сигнал логической 1 через диод 15 подаетс  на первый вход ЗБ 13. С первого выхода ЗБ 13 сигнал логической 1 подаетс  на первый вход блока 12 индикации, который noKasl i- вает номер поврежденной линии. Блок ОН2 в данном устройстве используетс  дл  исключени  ложного срабатывани 

устройства при подключении, например, линии с незар женными емкост ми полюсов сети относительно земли. Поскольку незар женна  емкость при однополюсном подключении в первый момент

ведет себ  как место замыкани , то могут сработать ОФ1 и ОФНб, однако емкости подключаемой линии зар жаютс  значительно быстрее, чем нарастает напр жение на входе ОН2, поэтому напр жение сигнала на входе ОН2 не по вл етс , не по вл етс  оно и на входах логических элементов 10 и 11, а с помощью элемента ИЛИ 16 и реле 17 времени остальна  часть схемы

возвращаетс  в исходное положение.

Применение данного устройства позвол ет повысить чувствительность и избирательность устройства при замыкании через большие сопротивлени ,

исключить ложные его срабатывани  за счет использовани  переходного процесса перезар да дойолнительно введенных конденсаторов и сравнени  пол рности сигналов в цепи введенных

конденсаторов и на отход щих лини х.

Claims (3)

1. Устройство дл  сигнализации замыканий на землю в двухпроводных се7:

т х nocTfifiFiHoro тока, содрржащое ле- литель напр жени , вьтолнениьп ий резисторах и подключаемы между ил.ию сами сети, CJSIOK контрол  несиммот- рии напр жений, подключенный между общей тонкой делител  напр жени  и землей, блок логических эдемер1тов И на каждом присоединении, тзервые входы которых соединены с выходами блока контрол  несимметрии напр жений, а вторые входы св зань с соотвотст- вую1цими дaтчикa ш тока, установленными на отход асих лини х, блок индикации , диоды, отличающее- с   тем, что, с целью повышени  чув ствительности и избирательности действи  при замыкании через большое переходное сопротивление, дополнительно введены два одинаковых электролитических конденсатора, орган фиксаци поврежденного полюса, органы фиксации направлени  импульса мощности в отход щих лини х, а также элемент ИЛИ реле времени и запоминаюгдий блок с кнопкой Сброс, причем вход орга- на фиксации поврежденного полюса включен между землей и общей точкой указанных электролитических конденса ров, другие обкладки которых служат дл  подключени  .к контролируемой се- ти, входы органов фиксации направлени  импульса мощности в отход щих лини х подсоединены к выходам соот- ветств тощих датчиков тока, а вторые входы подключены на выход реле вре- мени, при этом блок логических элементов состоит из логических элементов типа ЗИ по два на каждую отход щую линию, один из которых - попожи- тельньй логический элемент ЗИ, а дру гой - отрицательный логический элемент ЗИ, третьи входы положительных логических элементов ЗИ подключены к nepBONry выходу органа фиксации пов- режленного полюса, второй выход ко- торого соединен с третьиьш входами отрицательных логических элементов ЗИ, вторые входы положительных логических элементов ЗИ подключены к первому выходу органа фиксации на- правлени  импульса мощности соответствующей линии, а вторые входы отрицательных логических элементов ЗИ к второму выходу органа фиксации импульса мощности, первый и второй входы элемента ИЛИ подключены соответственно к первому и второму выходу органа фиксации поврежденного полюса , а третий и все последующие г .;8

fotvrHP r cTnetrHo к второму и перпому Hi.iXiM.iM органов фиксации напраплерш импульса мощности всех отход щих линий , а выход элемента ИЛИ подключен на  ход реле времени, выход которо- Г(т по;1ключен на третий вход органа фик слцииповрежденного полюса, объединенные через диоды выходы положителного и отрицательного логических элементов ЗИ каждой л.тии подключены к соответствующим входам запоминающего блока, а первьш и второй выходы запоминающего блока - к соответствующим входам блока индикации.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что орган фиксации поврежденного полюса содержит блок регулировани  и ограничени  ВХС1ЛНОГО сигнала, вход которого подключен между общей точкой электролитических конденсаторов и землей, транзисторньи ключ, вход которого подключен к первому выходу блока регулировани  и ограничени  входного сигнала, логический элемент ЕЕ, вход которого подключен к реле времени, исполнительный орган, первьш вход которого подключен к второму выходу блока регулировани  и ограничени  входного сигнала, второй вход - к выходу транзисторного ключа, третий вход - к выходу логического элемента НЕ, а первый и второй выходы исполнительного органа  вл ютс  выходами органа фиксации поврежденного полюса.

3. Устройство по п. 1, о т л и - чающеес  тем, что орган фиксации направлени  импульса мощности на отход ш 1Х лини х содержит орган направлени  импульса мощности, входы которого подключены к выходам датчика тока, два элемента 2 ИЛИ-НЕ, первые входы которых подсоединены соответственно к первому и второму выходам органа направлени  импульса мощности , два одинаковых RS-триггера, S-входы которых подсоединены соответственно к первым выходам элементов 2 limi-HE, R-входы объединены в одну точку и подключены к выходу реле времени , пр мой выход первого RS-триггера соединен с вторым входом второго элемента 2 ИЛИ-НЕ и служит вторым выходом органа фиксации направлени  импульса мощности, пр мой выход второго RS-триггера соединен с вторым входом первого элемента 2 ИЛИ-НЕ и сл жи-; первым выходом органа фиксации направлени  импульса мощности.

Составитель Л.Васькова Редактор Н.Лазаренко Техред А.Кравчук Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2370/55 Тираж 618Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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