SU1424093A1

SU1424093A1 - Устройство дл защиты от утечек тока в трехфазной электрической сети

Info

Publication number: SU1424093A1
Application number: SU864122110A
Authority: SU
Inventors: Виталий Серафимович Дзюбан; Олег Михайлович Воронцов; Виктор Прокофьевич Кононенко; Константин Афанасьевич Гринь; Григорий Иванович Мельник; Семен Ефимович Блейхман; Леонид Львович Гольдфельд
Priority date: 1986-06-25
Filing date: 1986-06-25
Publication date: 1988-09-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в подп-емных трехфазных электрических сет х с изолированной нейтралью дл защиты от поражени людей электрическим током. Пель изобретени - повышение помехоустойчивости, надежности работы, точности компенсации. Устройство содержит блоки контрол изол ции компенсации емкостных токов, реле напр жени 10, исполнительны -элемент 12, блок измерени емкости сети с генератором повышенной частоты 25, усилитель 27. Устройство работает в двух режимах: в режиме блокировочного реле утечки, когда при отключенном выключателе 20 осуществл етс контроль изол ции магистрального кабел , и в режиме утечки после включени выключателем 20 кабел под рабочее напр жение сети. При снижении сопротивлени изол ции сети оперативный ток увеличиваетс и при достижении им порогового значени сопротивлени срабатывани корь исполнительного элемента 12 отпадает, блокиру автоматический выключатель 20 полстанции. 1 ил. (Л

Description

X

1Г±

i

СО

со

из/ wd

Z5,

Нгз

V U 71. II-

т 4 ГГа

Изобретение относитс к устройствам защиты от утечек тока в подземных трехфазных электрических сет х с изолированной нейтралью и предназ- начено дл защиты от поражени людей электрическим током.

Цель изобретени - повышение помехоустойчивости , надежности работы, точности компенсации.

На чертеже приведена принципиальна электрическа схема предлагаемого устройства защиты от токов утечки.

Устройство дл защиты от утечек тока содержит блоки контрол изол ции и компенсации емкостных токов, включающие в себ компенсирующий дроссель 1,трехфазный присоединительный трансформатор 2, источник измерительного тока, состо щий из соединенных пос- ледовательно и согласно первого 3 и второго 4 диодов, один из которых - диод А - соединен через первый резистор 5 и третий конденсатор 6 с цепью, состо щей из включенного последова- тельно и согласно с источником измерительного тока третьего диода 7 и второго резистора 8,зашунтированных замыкающим контактом 9 реле 10 на11р же- ни , а первый диод 3 соединен с цепью 7, 8 через четвертый конденсатор 11. Третий конденсатор 6 соединен с исполнительным орг-аном 12 через третий 13 и четвертый 14 резисторы, один из которых, например резистор 14, эащун- тирован размыкающейс частью переключающего контакта 15 реле 10 напр жени , а также цепью, состо щей из последовательно включенных замыкающей 1асти переключающего контакта 15 ре - ле 10 напр жени и размыкающего контакта 16 исполнительного органа 12. Первый 3 и второй 4 диоды присоединены к вторичным обмс(ткам 17 и 18 питающего трансформатора 19, первична обмотка которого включена на входе автоматического выключател 20, подключенного к обмоткам 21 низшего напр жени трансформатора, обмотки 22 высшего напр жени которого включаютс трехполюсным разъединительным выключателем 23 нагрузки. Положение контактов исполнительного органа 12 и ре ле 10 напр жени на схеме соответствует их состо нию при отключенном трехполюсном разъединителе-выключателе 23 нагрузки, установленном на входе обмотки 22 высшего напр жени ,т,е. при сн том с трансформатора подстан

0

5 0 5 о

5

0

5

0

5

ции высоком напр жении 6000 В. Блок 24 измерени емкости сети с генератором 25 повьпиенной частоты при помощи звезды емкостей 26 присоединен к фазам сети и через цепь, состо щую из включенного последовательно и согласно с источником измерительного тока третьего диода 7 и второго резистора 8, защунтированных замыкающим контактом 9 реле 10 напр жени , - к земле, а вход усилител 27 соединен с блоком 24 измерени емкости сети и через п тый резистор 28 с дополнительным источником 29 питани . Выход усилител 27 соединен с обмоткой 30 управлени компенсирующего дроссел 1.Первый 31 и второй 32 конденсаторы источника измерительного тока через первый и второй диоды соответственно присоединены к обмоткам 17 и 18. Исполнительный орган 12 работает на отпадание при снижении сопротивлени изол ции сети и выполнен, например, в виде усилител , вход которого за- шунтирован полупроводниковым прибором, а параллельно указанному входу с полупроводниковым прибором подк|1юче- ны источник эталонного тока пр моугольной формы и источник измерительного тока. Выход усилител через фильтр посто нной составл ющей подключен к оперативному теле исполнительного органа, воздействующему на цепи защитного отключени автоматического выключател 20. После включени трехполюсного разъединител - выключател 23 при нормальном состо нии изол ции низковольтной сети оперативное реле исполнительного органа 12 взводитс и позвол ет выключателем 20 подать напр жение в электрическую цепь. В случае снижени сопротивлени изол ции до опасной по услови м безопасности величины оперативный ток увеличиваетс и при превышении им амплитудного значени эталонного тока пр моугольной формы усилитель исполнительного органа будет посто нно открыт и оперативное реле исполнительного органа срабатывает (отпадает), что ведет к отключению сети автоматическим выключателем.

Устройство работает в двух режимах . В режиме блокировочного реле утечки (БРУ), когда при отключенном выключателе 20 осуществл етс предварительный контроль изол ции отключен ,О

него магистрального кабел , и в режиме реле утечки (РУ) после включени выключателем 20 кабел под рабочее напр жение сети. В режиме БРУ оперативный ток 1вп от соединенных последовательно первого 3 и второго 4 диодов протекает по цепи: плюс второго диода 4, первый резистор 5, третий резистор 13, размыкающа с часть переключающего контакта 15 реле 10 напр жени , исполнительный орган 12, третий диод 7, второй резистор 8, земл , сопротивление изол ции сети,трехфазный присоединительный трансформации , близком к сопротивлению срабатывани , четвертый резистор |4 зашун- тирован также цепью, состо щей из последовательно включенных замыкающейс части переключающего контакта 15 реле 10 напр жени и размыкающего контакта 1о исполнительного органа 12. При подаче измерительного напр жени в режиме БРУ после включени разоединител 23 исполнительный o,i- ган размыкает свой контакт 16. После подачи выключателем 20 рабочего напр жени .на сеть при снижении сопро

тор 2, компенсирующий дроссель 1, ми- 15 тивлени изол ции сети до сопротивнус первого диода 3. При снижении сопротивлени изол ции сети оперативный ток увеличиваетс и при дос- тижении им порогового значени сопротивлени срабатывани корь оперативного реле исполнительного органа 12 отпадает, блокиру автоматический выключатель 20 подстанции. В режиме реле утечки оперативный ток протекает по цепи: плюс второго диода 4, первый резистор 5, третий 13 и четвертый резисторы, исполнительный орган 12, замыкающий контакт 9 реле 10 напр жени , земл , сопротивление изол ции сети, присоединительный трансформатор 2, кo.пeнcиpyющий дроссель 1, минус первого диода 3.

Дл обеспечени искробезопаснос- ти в режиме БРУ в компенсирующую .цеп и в цепь разр да присоединительных конденсаторов 26 ввод тс включенные последовательно третий диод 7 и второй резистор 8. Включение третьего диода 7 последовательно с вторым резистором 8 исключает резонансные влени в цепи компенсирующего дроссел 1, присоединительных емкостей 26 и емкостей сети, которые могут возникнуть при перемежающемс глухом замыкании фазы сети на землю, что нарушает искробезопасность устройства в режиме БРУ.

Дп компенсации снижени сопротивлени срабатывани устройства в режиме БРУ по отношению -к сопротивлению срабатывани устройства в режиме реле утечки из-за введени в оперативную цепь второго резистора 8 в зтой же цепи шунтируетс четвертый резистор 14 размыкающейс частью переключающего контакта 15 реле 10 напр жени . Дл исключени дребезга кор оперативного реле исполнительного органа при сопр- гивлении изол 0

лени срабатывани корь исполнительного органа 12 отпадает и своим контактом 16 щунтирует четвертый резистор 14 в измерительной цепи, в результате чего измерительный оперативный ток возрастает и превьш1ает ток срабатывани устройства, чем исключает дребезг кор оперативного органа 12, и, следовательно, по

вышает надежность устройства.

Повьщ1ение устойчивости против ложных срабатываний при восстановлении напр жени после отключени заторможенного электродвигател осуществл етс за счет выбора соотношений напр жений на первом 31 и втором 32 конденсаторах (напр жение на конденсаторе 32 должно составл ть не более 20% напр жени на конденсаторе 31) и параметров первого 5, третьего 13 и четвертого 14 резисторов и третьего 6 и четвертого 11 конденсаторов. В этом случае бросок тока при восстановлении напр жени от второго диода 4 сглаживаетс RC-цепью, состо щей из первого резистора 5 и третьего конденсатора 6, а бросок тока от первого диода 3 идет непосредственно на подразр д четвертого конденсатора 11 через

сопротивление изол ции сети, чем полностью исключаютс броски тока полнительном органе 12 при восстановлении напр жени после отключени заторможенного электродвигател .

При изменении емкости сети измен етс эквивалентна емкость, вносима в колебательный контур, подключенный к генератору 25 повьщ1енной частоты, В св зи с этим мен етс собственна частота этого контура, состо ща из блока 24 измерени емкости сети, звезды емкостей 26 и емкости сети. По мере приближени собственной час

5|

тоты к частоте задающего генератора 25 напр жение на выходе колебательного контура блока измерени емкости сети увеличиваетс . Ток, пропорциональный напр жению, снимаемому с выхода блока измерени емкости сети, проходит через база-эметтер- ный переход усилител 27. Кроме того , через база-эмиттерный переход усилител 27 и п тый резистор 28 проходит ток от дополнительного источника 29 питани . В этом случае при емкости сети, равной нулю, через база-эмиттерный переход усилител 27 проходит ток, величина которот о выбираетс в зависимости от требуемого тока управлени компенсирующего дроссел при емкости сети, равной нулю. Этим повьшаетс надежность работы усилител и достигаетс высока стабильность тока управлени при малых емкост х сети и изменении температуры окружающей среды в широких пределах (от минус 40 до плюс 65 С).

Таким образом, предлагаемое устройство дл защиты от утечек тока в трехфазной электрической сети обладает более высокой помехоустойчивостью надежностью работы, точностью компр.нсации.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл защиты от утечек тока в трехфазной электрической сети , содержащее последовательно соединенные компенсирующий дроссель и трехфазный присоединительный транс- Ф рматор, источник измерительного тока, включающий в себ первый конденсатор , подключенный через первый диод к первой вторичной обмотке трансформатора питани , исполнительный орган, реле напр жени , обмотка которого соединена с вторичной обмоткой присоединительного трансформа ора , блок измерени емкости сети подключенный к емкостному фильтру

0

5

0

5

0

5

прИ( ;слинени к сеть, . снерлт -.-.с, вьшснной частоты, соединеннми с входом блокл измерени смко ти сети , выход которого подключен к пходу усилител , выход которого соедннен с обмоткой управлени компенсирующего дроссел , а также п ть резисторов , три конденсатора и два диода, отличающеес тем, что, с целью повышени помехоустойчипос- ти, надежности работы и точности ком пенсации, в источник измерительного тока дополнительно введен второй конденсатор и второй диод, включенный согл асно с перв1 гм диодом, причем первый и второй конденсаторы соединены последовательно, а второй ком- денсатор через второй диод соединен с второй вторичной обмоткой трансформатора питани , второй конденсатор соединен через первый резистор и третий конденсатор с блоком измерени емкости и с вновь введенной цепью, состо щей из включенного последовательно и согласно с источнико.- измерительного тока третьего диода и второго резистора, зашунтиропанно11 замыкающим контактом реле напр жени и присоединенной к клемме Земл , а первый конденсгтор соединен с указанной цепью через четвертый конденсатор , а к второму выводу компенсирующего дроссел присоединен источник измерительного тока, при этом тре1ий конденсатор включен параллельно исполнительному органу через и четвертый резисторы, причем пдин из них зашунтирован размыкающей частью переключающего контакта реле напр жени , а также цепью, состо щей из последовательно включенных замыкающей части переключающего контакта реле напр жени и размыкающего контакта исполнительного органа, а рход усилител присоединен через п тый резистор к вионь введенному до-- полнительному источнику питани .