SU1394314A1

SU1394314A1 - Устройство дл защиты от однофазного замыкани на землю в сети с изолированной нейтралью

Info

Publication number: SU1394314A1
Application number: SU864048786A
Authority: SU
Inventors: Василий Федорович Бухтояров
Original assignee: В.Ф.Бухто ров
Priority date: 1986-04-07
Filing date: 1986-04-07
Publication date: 1988-05-07

Abstract

Изобретение относитс к области электротехники и предназначено дл релейной защиты от замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью. Цель изобретени - повьппение селек

Description

(Л

со со

4

00

139

ТИП1ГОСТИ работы устройства путем (тбеспечени непрерывности его функционировани до момента отключени выключател поврежденного присоедршени . В случае B03f HKHOBeHHH замыкани на землю, например, на присоединении 3 происходит включение тиристора 11 и срабатывание исполнительного органа 13 и элемента ПАМЯТЬ 32. Одновременно .срабатывает элемент фиксации срабатывани 15, который подает сигнал на управл ющий вход блока управлени 21. Ключ 20 при этом замыкаетс . Опорное напр жение на управл ющих входах пороговых элементов 9, 10 устанавливаетс на прежнем уровне. Этим исключаетс возможность срабатывани тиристоров и исполнительных органов неповрежденных присоединений в аварийном

Д

режт1ме. При прохождении напр жени , питающего тиристоры и исполнительные органы, через нуль тиристор 11 выключаетс , элемент фиксации срабатывани 15 возвращаетс в исходное состо ние, ключ 20 размьтаетс , напр жени на опорных входах пороговых элементов 9, 10 начинают вновь уменьшатьс . Вновь срабатывает пороглвый элемент 9, включаетс тиристор 11. На исполнительный орган 13, Который до этого момента находилс в рабочем состо нии за счет энергии, запасенной его конденсатором при первом включении тиристора 11, подаетс полное напр жение питани . Таким образом, схема устройства работает до тех пор, пока не произойдет отключени выключател 5. 1 ил.

1

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к устройствам дл защиты от однофазного замыкани на землю в сети с изолированной нейтралью .

Цель изобретени - повышение селективности работы устройства путем обеспечени непрерывности его функционировани до момента отключени выключател поврежденного присоединени

На -чертеже изображена функциональна схема устройства.

Устройство содержит трансформаторы 1 и 2 тока- нулевой последовательности установленные на защищаемых присоединени х 3 и 4 с выключател ми 5 и 6 соответственно, согласующие элементы 7 и 8 (СЭ), пороговые элементы 9 и 10 с измен емой уставкой срабатывани ПЭИУС), тиристоры 11 и 12, исполни- тельные органы 13 и 14 (ИО) с параллельно -подключенными конденсаторами и диодами, элемент 15 фиксации срабатывани исполнительных органов СЭФСИО), зaмыкaюD ий ключ 16, источ- ник 17 питани тиристоров -и исполнительных органов, трансформатор 18 напр жени , пусковой орган 19 (ПО), размыкающий к.тдач 20, блок 21 уцравле- ни (БУ), преобразователь 22 напр же- ни переменного тока в наттр жение

посто нного (выпр мленного) тока (пни), элемент 23 фиксации отключени выключателей поврежденных присоединений (ЭФОВ), да1тчики 24 и 25 контрол отключенного состо ни выключателей (ДКОСВ), элемент ИЛИ 26, элемент НЕ 27.

СЭ 7 и 8 состо т из согласующего трансформатора и выпр мител с параллельно включенным на выходе конденсатором .

ПЭИУС 9 и 10 выполнены в виде опорных элементов и линейных усилителей сигналов, соединенных последовательно с пороговыми элементами с фиксированной и одинаковой на все присоединени уставкой срабатывани и формировател ми сигналов.

ЭФСИО 15 состоит из диодов (по числу присоединений), резисторов, транзистора и стабилитрона.

Источник 17 питани тиристоров и исполнительных органов состоит из источника 28 напр жени переменного тока и двухполупериодного выпр мител 29 .

БУ 21 включает в себ элементы задержки по влени сигнала 30 (ЭЗПС) и запрета 31, управл ющий вход которого соединен с выходами ЭФСИО 15 и

ЭФОВ 23. Последний выполнен в виде элементов 32 и 33 и совпадени ЗА и 35.

В качестве ДКОСВ 24 и 25 могут быть использованы вспомогательные контакты этих выключателей или реле положени Отключено.

Элементы ПАМЯТЬ 32 и 33 могут быть выполнены на базе указательных реле, триггеров, тиристоров, тиратронов и др..

Устройство работает следующим образом .

При отсутствии в сети однофазного замыкани на землю тиристоры 11 и 12 выключены, ИО 13 и 14, ЭФСИО 15, ПО

19,ЭЗПС 30, элементы ПАМЯТЬ 32 и 33 наход тс в исходном состо нии. Ключ

16 разомкнут, ключ 20 замкнут. Напр жение на опорных (нижних) входах ПЭИУС 9 и to выбираетс больше возможного сигнала на выходе СЭ 7 и 8. Напр жение на выходе ПЭИУС 9 и 10 отсутствует. Отсутствует также напр жение (сигнал) на управл ющем входе БУ 21 .

При возникновении в сети однофазного замыкани на землю, например на присоединении 3, на выходах СЭ 7 и 8 и соответственно на управл ющих (верхних ) входах ПЭИУС 9 и 10 по вл ютс сигналы, пропорциональные токам нулевой последовательности, причем на выходе ПЭИУС 9 сигнал имеет наибольшую величину. Одновременно по вл етс сигнал на входе ПО 19 и происходит его срабатывание, а также замыкание ключа 16 и запуск элемента 30. В это же врем снимаетс сигнал с управл ю- щих входов элементов ПАМЯТЬ 32 и 33.

Спуст небольшую выдержку времени достаточную дл зар да конденсаторов СЭ 7 и 8 до амплитудных значений вторичных напр жений согласующих транс- форматоров, на выходе блока 21 по вл етс сигнал, который поступает на управл ющий вход размыкающего ключа

20,при размыкании которого напр жение на выходе ПНИ 22 начинает умень

шатьс по экспоненциальному закону. При достижении выходным напр жением значени , равного или меньщего значени величины сигналов на выходе СЭ 7 и 8, на выходе ПЭИУС 9 по вл етс сигнал, происходит включение тиристора 11 и срабатывание ИО 13 и элемента ПАМЯТЬ 32. Одновременно срабатывает и ЭФСИО 15, который подает сигнал

д

5

0 5

Q Q

д

5

0

5

на управл ющий вход ЕУ 21. Ключ 20 при этом замыкаетс . Напр жение на управл ющих входах ПЭШС 9 и 10 устанавливаетс на прежнем уровне. Этим исключаетс возможность срабатывани тиристоров и исполнительных органов неповрежденных присоединений в аварийном режиме,

При прохождении напр жени , питающего тиристоры и исполнительные органы , через нуль (или близкое к нему значение) тиристор 11 выключаетс , ЭФСИО-15 возвращаетс в исходное состо ние , ключ 20 размыкаетс , напр жени на опорных входах ПЭИУС 9 и 10 начинают вновь уменьшатьс по экспоненциальному закону. При достижении этими напр жени ми значени , равного или меньшего значени величины сигналов на выходе СЭ 7 и 8,на управл ющем электроде тиристора 11 снова по- - вл етс сигнал, последний включаетс , при этом подаетс полное напр жение питани на ИО 13, который до этого момента находилс в рабочем состо нии за счет энергии (зар да), запасенной его конденсатором при первом включении тиристора 11. Емкость конденсаторов , включенных параллельно ИО 13 и 14, выбираетс такой, чтобы исполнительные органы работали устойчиво (без вибрации их контактов).

Таким образом схема устройства работает до тех пор, пока не произойдет отключени выключател 5.

При отключении выключател 5 от ЭФОВ 23 (через элемент 26) подаетс сигнал на управл ющий бход БУ 21., ключ 20 при этом остаетс в замкнутом состо нии до конца послеаварийно- го режима однофазного замыкани на землю (практически до момента возврата ПО 19 в исходное напр жение), чем исключаетс возможность неселективного (ложного) срабатывани тиристоров и исполнительных органов неповрежденных присоединений в послеава- рийном режиме однофазного замыкани на землю, характеризующиес наличием затухающих токов и напр жений нулевой последовательности.

Врем ее работы определ етс в основном величиной собственного времени отключени используемых типов выключателей 5 и 6. Например, у масл ных выключателей это врем составл ет пор дка 120-150 мс, т.е. 12-14 полупе- риодоБ промьщ1ленной частоты, у вакуумных выключателей оно существенно (в несколько раз) меньше.

При по влении в сети кратковременных замыканий (одиночных пробоев) на землю и различного рода помех устройство приходит в действие, но из-за относительно большой величины собственного времени отключени выключателей и вследствие того, что входные сигналы тиристорами запоминаютс только на ограниченное врем (дол полупериода), а затем автоматически стираютс (когда полуволна питающего

10

фиксации срабатывани исполнительньсх органов, входы которого подключены к анодам тиристоров, преобразователь напр жени переменного тока в напр жение посто нного тока, к одному из полюсов которого подключены опорные входы пороговых элементов с измен емой уставкой срабатывани , общий на все присоединени блок управлени , основной вход которого соединен с выходом пускового органа, блокирующий вход функционально св зан с выг ходом элемента фиксации срабатывани

напр жени проходит через нуль), исполнительных органов, а выход соеного (излишнего) отключени выключателей от воздействи кратковременных импульсов (помех) не происходит.

В результате такого псгстроени и алгоритма функционировани защиты достигаютс одновременно селективность , помехоустойчивость и быстродействие .

Введение в устройство дл защиты от однофазного замыкани на землю элемента отключени выключателей Поврежденных присоединений и выполнение источника питани тиристоров и исполнительных органов в виде преобразовател напр жени переменного тока в напр жение выпр мленного двухполупе- риодного тока позвол ет повысить надежность функционировани защиты и за счет этого сократить неоправданные отключени и простои потребителей электроэнергии.

30

35

динен с управл ющим входом размыкаю- Diero ключа, установленного в цепи заземлени .одного из полюсов упом ну того преобразовател напр жени пере

20 менного тока в напр жение посто нног тока, отличающеес тем, что, с целью повышени селективности работы устройства путем обеспечени непрерывности его функционировани

25 ДО. момента отключени выключател поврежденного присоединени , оно дополнено элементом фиксации отключени выключателей поврежденных присоединений , входы которого подключены к выходам исполнительных органов и вновь введенных датчиков контрол отключенного состо ни выключателей присоединений , и- элементом РШИ, входы которого подключены к выходам элементов фиксации срабатывани исполнительных органов и фиксации отключени выключателей поврежденных присоединений, а выход - к блокирующему входу блока управлени , при этом элемент фиксации отключени выключателей поврежденных присоединений выполнен в виде последовательно включенных элементов совпадени и элементов ПАМЯТЬ по числу присоединений, управл ющие входы элементов ПАМЯТЬ соединены вместе и через вновь введенный элемент НЕ под- ключены к ВЫХОДУ пускового органа, вторые входы .элементов совпадени соединены с выходами соответствующих датчиков контрол отключенного состо ни выключателей присоединени , а источник питани тиристоров и исполнительных органов выполнен в виде преобразовател напр жени переменного тока в напр жение выпр мленного двухполупериодного тока.

Ф

ормула изобретени Устройство дл защиты от однофазного замыкани на, землю в сети с изо лированной нейтралью, содержащее на каждом присоединении трансформатор тока нулевой последовательности с подключенным к нему согласующим элементом , выход которого через пороговый элемент с измен емой уставкой срабатывани подключен к управл ющему электроду тиристора, включенного последовательно с исполнительным орга- ном, запитанным от общего на все npti- соединени источника питани через общий замыкающий ключ, управл ющий вход которого соединен с выходом пускового органа, подключенного своим входом к выходу источника напр жени нулевой последовательности, элемент

ВНИИПИ Заказ 2229/50 Тираж 650

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

0

5

0

5

0

динен с управл ющим входом размыкаю- Diero ключа, установленного в цепи заземлени .одного из полюсов упом нутого преобразовател напр жени пере0 менного тока в напр жение посто нного тока, отличающеес тем, что, с целью повышени селективности работы устройства путем обеспечени непрерывности его функционировани

5 ДО. момента отключени выключател поврежденного присоединени , оно дополнено элементом фиксации отключени выключателей поврежденных присоединений , входы которого подключены к выходам исполнительных органов и вновь введенных датчиков контрол отключенного состо ни выключателей присоединений , и- элементом РШИ, входы которого подключены к выходам элементов фиксации срабатывани исполнительных органов и фиксации отключени выключателей поврежденных присоединений, а выход - к блокирующему входу блока управлени , при этом элемент фиксации отключени выключателей поврежденных присоединений выполнен в виде последовательно включенных элементов совпадени и элементов ПАМЯТЬ по числу присоединений, управл ющие входы элементов ПАМЯТЬ соединены вместе и через вновь введенный элемент НЕ под- ключены к ВЫХОДУ пускового органа, вторые входы .элементов совпадени соединены с выходами соответствующих датчиков контрол отключенного состо ни выключателей присоединени , а источник питани тиристоров и исполнительных органов выполнен в виде преобразовател напр жени переменного тока в напр жение выпр мленного двухполупериодного тока.

Подписное

Claims

Формула изобретения Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изо„ ' 40 лированнои нейтралью, содержащее на каждом присоединении трансформатор тока нулевой последовательности с подключенным к нему согласующим элементом, выход которого через пороговый элемент с изменяемой уставкой срабатывания подключен к управляющему электроду тиристора, включенного последовательно с исполнительным оргаш ном, запитанным от общего на все присоединения источника питания через 50. общий замыкающий ключ, управляющий вход которого соединен с выходом пускового органа, подключенного своим входом к выходу источника напряжения нулевой последовательности, элемент 55 органов, входы которого подключены к анодам тиристоров, преобразователь напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, к одному из полюсов которого подключены опорные входы пороговых элементов с изменяемой уставкой срабатывания, общий на все присоединения блок управления, основной вход которого соединен с выходом пускового органа, блокирующий вход функционально связан с выходом элемента фиксации срабатывания исполнительных органов, а выход соединен с управляющим входом размыкающего ключа, установленного в цепи заземления .одного из полюсов упомянутого преобразователя напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности работы устройства путем обеспечения непрерывности его функционирования •до. момента отключения выключателя поврежденного присоединения, оно дополнено элементом фиксации отключения выключателей поврежденных присоединений, входы которого подключены к выходам исполнительных органов и вновь введенных датчиков контроля отключенного состояния выключателей присоединений, и- элементом ИЛИ, входы которого подключены к выходам элементов фиксации срабатывания исполнительных органов и фиксации отключения выключателей поврежденных присоединений, а выход - к блокирующему входу блока управления, при этом элемент фиксации отключения выключателей поврежденных присоединений выполнен в виде последовательно включенных элементов совпадения и элементов ПАМЯТЬ по числу присоединений, управляющие входы элементов ПАМЯТЬ соединены вместе и через вновь введенный элемент НЕ подключены к выходу пускового органа, вторые входы .элементов совпадения соединены с выходами соответствующих датчиков контроля отключенного состояния выключателей присоединения, а источник питания тиристоров и исполнительных органов выполнен в виде преобразователя напряжения переменного тока в напряжение выпрямленного двухполупериодного тока.

ВНИИПИ Заказ 2229/50___Тираж 650 ______Подписное

Произв.-полигр. пр-тйе, г. Ужгород, ул. Проектная, 4