SU1582253A1 - Устройство дл защиты от однофазного замыкани на землю в сети с изолированной нейтралью - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  защиты от замыканий на землю в сет х напр жением преимущественно 6 - 35 кВ. Цель изобретени  - повышение надежности функционировани  устройства. При по влении однофазного замыкани  на землю, например на присоединении 1, на входе трансформатора 20 напр жени  по витс  сигнал, под воздействием которого сработает пусковой орган 19 и на верхних входах элементов И-НЕ 17, 18 и элемента И 33 по в тс  сигналы. Одновременно через трансформаторы 3, 4 тока протекают токи нулевой последовательности, которые, пройд  через преобразователи 5 и 6, сравниваютс  с уставками срабатывани  пороговых элементов 11 и 12 и в случае превышени  их поступают на входы элементов И-НЕ 17, 18. В результате сигналы на выходах элементов И-НЕ 17, 18 исчезнут, ключи 15 и 16 разомкнутс . С этого момента конденсаторы интегрирующих элементов 9, 10 начнут зар жатьс . Эти напр жени  поступают на компараторы 7 и 8. В случае превышени  уставки срабатывани  на выходе компаратора по витс  сигнал. В данном случае это произойдет на выходе компаратора 7, что вызовет срабатывание исполнительного органа 26. Данное устройство обеспечивает несрабатывание защит неповрежденных присоединений и блокировку работы в послеаварийном режиме в сети, сопровождающемс  низкочастотными колебани ми напр жени  и токов нулевой последовательности. 1 ил.

Description

1

(21)

(22)29.02.88

С«6) 30.07.90. Бюл. № 28

(75) В.Ф. Бухто ров и И.В. Бухто ров

(53) 621.316.925(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР

№ 1129687, кл. Н 02 Н 3/16, 1983.

Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 Н 3/16, 1980.

(5k) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ (57) Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  защиты от замыканий на землю в сет х напр жением преимущественно 6-35 кВ. Цель изобретени  - повышение надежности Лункционировани  устройства, При по

ГчП-о+ 1

26.

 влении однофазного замыкани  на землю , например на присоединении 1, на выходе трансформатора 20 напр жени  по витс  сигнал,, под воздействием которого сработает пусковой орган 19 и на верхних входах элементов И-ЧЕ 17 и 18 и элемента И 33 по в тс  CHI- налы. Одновременно через трансформаторы 3 и k тока протекают токи нуле- вой последовательности, которые, пройд  через преобразователи , сравниваютс  с уставками срабатывани  пороговых элементов 11 и 12 и в случае превышени  их поступают на входы эле- ментов И-НЕ 17 и 18. 8 результате сигналы на выходах элементов И-НЕ 17 и 18 исчезнут, ключи 15 и 16 ра30

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к устройствам 25 дл  защиты от однофазного замыкани  на землю в сети с изолированной нейтралью преимущественно напр жением

6-35 кВ.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности функционировани  устройства с

На чертеже приведена функциональна  схема устройства дл  защиты от однофазного замыкани  на землю.

Устройство содержит установленные на присоединени х 1 и 2 последовательно соединенные трансформаторы гока нулевой последовательности (ТТИП) 3 и k и преобразователи ток-выпр млен- . ное напр жение (ПТЮ 5 и 69 основные компараторы 7 и 8 с установленными на входах интегрирующими элемею ами 9 и 10, вспомогательные компараторы (ПЭ) 11 и 12 с фильтрами низких частот 13 и 1 на входах, замыкающие ключи 15 и 16, включенные параллельно выходам интегрирующих элементов (ИЭ) 9 и 10, элементы И-НЕ 1 и 18, входы которых подключены к выходам компараторов 11 и 12 и выходу общего пускового органа (ПО) 19 подключенного своим входом к соединенной в разомкнутый треугольник вторичной обмотке трансформатора напр жени  нулевой последовательности (ТННП) 20, блоки фиксации срабатывани  основных компараторов (БФСОК) 21 и 22, подключенные своими входами к выходам

45

55

зомкнутс . С этого момента конденсаторы интегрирующих элементов 9 и 10 начнут зар жатьс . Эти напр жени  поступают на компараторы 7 и 8. В случае превышени  уставки срабатывани  на выходе компаратора по витс  сигнал, В данном случае это произойдет на выходе компаратора 7, что вызовет срабатывание исполнительного органа 26, Данное устройство обеспечивает несрабатывание защит неповрежденных присоединений и блокировку работы в послеаварийном режиме в сети, сопровождающемс  низкочастотными колебани ми напр жени  и токов нулевой последовательности. 1 ил.

0

5

.

45

55

компараторов 11 и 12 и выходам элементов совпадени  23 и 24, входы которых подключены к выходам основных компараторов 7 и 8 и выходу блока управлени  (ЬУ) 25, подключенного к выходам ЬФСОК 21 и 22 и выходу пускового органа 19, исполнительные органы (ИО) 26 и 27.

ПТН 5 и 6 могут быть выполнены в виде промежуточных трансформаторов и выпр мителей (диодов).

Основные и вспомогательные компараторы выполнены на операционных усилител х, на инвертирующие входы которых подаетс  опорное напр жение. Уставки (пороги) срабатывани  компараторов дл  всех защищаемых присоединений принимаютс  одинаковыми.

Замыкающие ключи 15 и 16 выполнены на бипол рных транзисторах.

БФСОК 21 и 22 содержат элементы ИЛИ 28 и 29 и элементы совпадени  30 и 31 о

БУ 25 состоит из элементов ИЛИ 32, И 33 и НЕ З1.

ИО 26 л 27 выполнены в виде транзисторов и реле

Устройство работает следующим образом

При отсутствии в сети однофазного замыкани  на землю компараторы 7, 8 и 11, 12 имеют на своих выходах отрицательные сигналы, равные по величине падению напр жени  на стабилитронах в пр мом направлении, ключи 15 и 16 замкнуты, пусковой орган 19 и испол5

нительные органы 26 и 27 наход тс  в исходном состо нии.

При возникновении однофазного замыкани  на землю, например на присое динении 1, на выходе вторичной обмот ки ТННП 20 по вл етс  напр жение нулевой последовательности, под воздей станем которого срабатывает ПО 19, на его выходе по вл етс  сигнал, поступающий на входы элементов И-НЕ (совпадени ) 1 и 18 и элемента И 33 Через первичные обмотки ТТНП 3 и k начинают протекать токи нулевой последовательности , причем наибольшую величину имеет ток через ТТНП 3 установленный на поврежденном присоединении 1. Если величины этих токов и соответственно пропорциональных им сигналов на выходах ПТН 5 и 6 ока жутс  больше уставок срабатывани  ПЭ 11 и 12, последние срабатывают и на верхних входах элементов 1/, 18 и 30, 31 по вл ютс  сигналы положительной пол рности (логические единицы ) . В результате этого сигналы на выходах элементов И-НЕ 17 и 18 исчезают, ключи 15 и 16 оазмыкаютс , С этого момента времени на конденсаторах интегрирующих элементов 9 и 10 по вл ютс  напр жени , нарастающие по экспоненциальному закону. Посто нна  времени зар да конденсаторов ИЭ 9 и 10 выбираетс  одинаковой. При достижении этими напр жени ми величины уставки (порога) срабатывани  компараторы 7 и 8 переключаютс  в противоположное состо ние, что обуславливает по вление сигналов на верхних входах элементов совпадени  23 и 2k и на выходах элементов совпадени  30 и 31.

Посколоку величина сигнала на выходе ПТН 5 больше, чем величина CHI- нала на выходе ПТН 6, первым переключаетс  (срабатывает) компаратор 7. При его переключении срабатывает КО 26 и одновременно подаетс  CHI- нал на вход БУ 25 (на верхний вход элемента ИЛИ 32), что приводит к исчезновению сигнала на его выходе, а также к сн тию сигналов с нижних входов элементов совпадени  23 и 2k. Таким образом, обеспечиваетс  несрабатывание БшСОК 22, при этом сигнал на выходе БФСОК 21 не исчезает, поскольку схема БФСОК 21 (22) обладает способностью запоминани  входных сигналов, поступающих на нижний вход,

5

20

25

82253

на все врем  действи  входных сигг налов, поступающих на верхний вход. Такой же способностью обладает схема БУ 25.

После отключени  поврежденного присоединени  1 сигналы на выходе компаратора 7 и соответственно на выходе БФСОК 21 исчезают, ИО 26 воз10 вращаетс  в исходное состо ние, ключ 15 вновь замыкаетс , однако схема устройства в исходное возвращаетс  лишь после исчезновени  сигналов на выходе ТННП 20 и входе ПО 19. Так

15 обеспечиваетс  несрабатывание устройства в послеаварийном режиме сети, сопровождающемс  низкочастотными (менее 50 Гц) копебани ми напр жени  и токов нулевой последовательности. При воздействии на входы устройства сигналов, например, обусловленных токами при кратковременных самоустран ющихс  замыкани х на землю или токами небаланса при коммутаци х нагрузок и оборудовани , превышающих по величине пороги (уставки) срабатывани  основных компараторов / и 8, но имеющих относительно малую длительность , устройство работает следующим

30 образом

Если длительность входных сигналов меньше времени срабатывани  основных компараторов 7 и 8 (времени нарастани  входных напр жений компараторов

35 До уровн  (порога) их срабатывани ), устройство в действие не приходит (за исключением вспомогательных компараторов 11 и 12) .

При длительности входных сигналов,

40 большей времени срабатывани  основных компараторов 7 и 8, один из них (на вход которого подаетс  наибольший сигнал ) срабатывает и вызывает срабатывание соответствующего исполнитель45 ного органа. Однако отключение выключател  данного присоединени  происходит лишь в том случае, когда длительность сигнала помехи превышает суммарное врем  срабатывани 

50 устройства и отключени  выключател .

При длительности сигнала помехи, меньшей суммарного воемени работы устройства и отключени  выключател , сг последний не отключитс , так как при исчезновении сигнала на выходе компаратора 11 (12) исчезает также сигнал на входе соответствующего исполнительного органа 26 (27), и устройство автоматически возврацаетс  в сходное состо ние. Оно готово к Повторному действию.

Таким образом , предлагаемое устройство обладает повышенной помехоустойчивостью , непрерывностью работы л повторностью действи , в состо нии реагировать как на металлические, так и на дуговые установившиес  за- иыкани  на землю.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1 Устройство дл  защиты от однофаз- ного замыкани  на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее на каждом присоединении последовательно соединенные трансформатор тока нулевой последовательности, преобразова- тель ток - выпр мленное напр жение, интегрирующий элемент и компаратор, ключ, включенный параллельно выходу интегрирующего элемента, и исполнительный орган, общий на все присоеди нени  пусковой орган, подключенный своим входом к трансформатору напр жени  нулевой последовательности, а выходом - к входу общего блока управлени  , включающего в себ  элемент ИЛИ и соединенные последовательно элементы ИиНЕ, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности функционировани  устройства 8 оно снабжено по числу присоеди , нений вспомогательными компараторами

   входы которых через вновь введенные фильтры низкой частоты подключены к выходам упом нутых преобразователей ток - выпр мленное напр жение, элементам И-НЕ, входы которых подключены к выходу пускового органа и выходам соответствующих вспомогательных компараторов, а выходы - к управл ющим входам упом нутых ключей, выполненных замыкающими элементами совпадени , подключенными своими входами к выходу элемента НЕ общего блока управлени  и выходам соответствующих основных компараторов, блоками фиксации срабатывани  основных компараторов , выполненными на соединенных последовательно элементах ИЛИ и И, к входам элементов ИЛИ блоков фиксации подключены выходы упом нутых элементов совпадени  и выходы элементов И блоков фиксации, соединенные с входами соответствующих исполнительных органов и с соответствующими входами элемента ИЛИ общего блока управлени , один из входов которого соединен с выходом элемента И общего блока управлени , при этом к вторым входам элементов И блоков фиксации подключены выходы соответствующих вспомогательных компараторов, а выхо элемента ИЛИ общего блока управлени  соединен с первым входом элемента И общего блока управлени , к второму входу которого подключен выход общег пускового органа.