SU1601686A1

SU1601686A1 - Устройство дл защиты человека при прикосновении к фазе сети с изолированной нейтралью

Info

Publication number: SU1601686A1
Application number: SU884447209A
Authority: SU
Inventors: Михаил Матвеевич Савостьянов; Леонид Викторович Крашевский; Сергей Николаевич Бакум
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1990-10-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике, в частности к автоматизации электрических сетей, и может быть использовано в любой отрасли народного хоз йства, особенно дл передвижных электроустановок. Цель изобретени - повышение селективности работы путем исключени ложных срабатываний при измен ющихс параметрах сети. При прикосновении человека к фазе сети сигнал с датчика напр жени нулевой последовательности поступает через заградительный фильтр в блок сравнени с цифровым вычислителем 6 номинальных параметров сети в виде р да Фурье. На второй вход блока сравнени через последовательно соединенные измеритель параметров сети 7, преобразователь аналог-код 8 и второй блок 9 вычислени параметров сети в виде р да Фурье поступает сигнал, учитывающий изменение параметров сети. В блоке сравнени производитс анализ коммутационных процессов в сети и устанавливаетс численное соответствие между исследуемым сигналом и выбранным эталоном, записанным в блоке 11, и в случае заданной сходимости р дов Фурье на коммутирующий блок 5 поступает сигнал, указывающий на прикосновение человека к фазе. В этом случае происходит отключение сети. 3 ил.

Description

ю

О5 00 05

;/

15

20

25

31601685

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к автоматизаnvm электрических сетей, и может быть использовано в любой отрасли Народ-

ного хоз йства, особенйо дл передвижных электроустановок.

Цель изобретени - повьшение се- .

лективности работы путем исключени ложных срабатываний при измен ющихс ,g

параметрах сети.

На фиг. 1 изображена структурна схема устройства на фиг. 2 - структурна схема блока сравнени с цифровым вычислителем-, на фиг.3 - структурна схема блока вычислени .

К питающей сети 1 (фиг.1) подключаетс устройство, которое содержит последовательно соединенные датчик 2 напр жени нулевой последовательности , заградительный фильтр 3. блок 4-сравнени с цифровым вычислителем, который вторым входом соединен с питающей сетью 1 и коммутирующим сравнени с цифровым вычислителем (фиг.2) содержит блок 6 вь,- ,числени номинальных параметров сети в виде р да Фурье 6, блок 7 измерени параметров сети, блок 8 преобра зовани аналог-код, второй блок 9 вы числени параметров сети в Фурье. блок 10 сравнени , блок 11 задан эталонных значений номиналь- ньтх параметров сети.35

блок вычислени параметров сети в виде р да Фурье (фиг.З).содер- ST первьй блок 12. умножени , первый сумматор 13, первый квадратор Н, интегратор 15, блок 16 вычислени Гнгенса. бло; 17 числени. арктангенса , третий сумматор 18, блок ТУ вь слени квадратного корн , второй блок 20 умножени , второй сумматор 21 второй квадратор 22. Работа устройства основана на анализе коммутационных процессов, протекающих в сети,, и вьщелении переход

ого-дроцесса, соответствукщего при- косновен человека к фазе сети пр изменении, параметров сети в широк1«

стройство работает следующим об Гнормальном режиме при отсутствии коммутационных , 1 и равенстве проводимостей фаз сети

-на вькоде датчика 2 нулевой после- .довательности, сигнал отсутствует.

30

40

45

5

0

25

685

35

При наличии переходного процесса сигнал с датчика 2 пост: шает в заградительный фильтр 3, обеспечива.0- щий требуемое затухание сигнала промышленной частоты. Далее поступает в блок 4 сравнени с цифровым вычислителем.-В этом блоке производитс анализ коммутационных процессов в трехфазной сети и устанавливаетс численное соответствие между исследуемым сигналом, поданным на первый вход и выбранным эталонным, записанным в блоке 11 задани эталонных значений номинальных параметров сети в том случае, если параметры сети (например, напр жени фаз, частота сети,.проводимость фаз и т. т п ) соответствуют номинальным значени м . Алгоритм работы, посредством которого устанавливаетс численное соответствие между исследуемым сигналом и выбранным эталонным, основан на дискретном преобразовании Фурье.

При однофазном прикосновении человека в сети с изолированной нейтралью выражение дл напр жени нулевой последовательности, может быть представлено в следующем виде:

35

0

и.

и

BJL---rsin(cot.

40

45

50

-ft л. -tl-Dl L) sin(q) +V-

где амплитудное значение фазного напр жени -, Ы - угол смещени напр жени

нейтрали, относительно фазного напр жени ; Lp- начапьна фаза прикоснове- ни человека к фазному проводу j

л . TJ Г

с - ич R - сопротивление изол ции фаз

относительно зе.1пи; С - емкость фаз относительно земли.

Разложение переходного процесса в виде р да Фурье может быть записано в следующем виде:

.

ус sin(ntOrt +

П

-оо

+ Ц) + Ц) - у) ;

l i MiJi. fsin(Qt +Ф +

. Cf - у - sin(V + tf. 15

20

25

30

МОНИКИ,

По приведенным зависимост м дл оминальных параметров сети опреде- . ютс эталонные значени амплитудно-частотной характеристики переходного процесса при прикосновении чеовека к фазному проводу, которые хран тс в блоке 11 задани эталонных значений номинальных параметров сети.

При изменении значений параметров сети, которые измер ютс блоком 7 (фиг.2) и преобразуютс в дискретный вид блоком 8, они поступают на второй вход второго блока 9 вычислени параметров сети в виде р да Фурье. В блоке 9 происходит пересчет значений эталонного переходного процесса , хран п{егос в блоке 11, в зависимости от значений параметров сети .

В соответствии с представленными формулами на первый вход блока интегратора 15 (фиг.З) поступают значени параметров сети от преобразовател аналог-код, в то же врем на второй вход блока 15 поступают значени эталонной функции переходного процесса от блока 11 задани эталонных значений номинальных параметров сети. В блоке 15 вычисл ютс значени интеграла ад/2, которые поступают на 45 третий сумматор 18. Одновременно значени параметров сети и значени эталонной функции поступают на две параллельные цепочки, состо щие из блоков 12 и 20 умножени , в которых происходит умножение на соответствующие тригонометрические функции синуса или косинуса, дл соответствующего значени фазы, мен ющегос через Zlf/m градусов дл рассматриваемой гармоники. В блоках 13 и 21 суммиру-i ютс соответствующие m значений, полученных в блоках 2 и 20. В блоках 14 и 22 происходит возведение в квад35

40

50

55

10

15

20

25

30

. 45 i 01686

рат значзнпй, полученных в блоках; 13 и 21. В блоке 18 происходит суммирование значений, полученных в блоках 15, 14 и 22. В блоке 19 получа- ютс пересчитанные значени Cj, дл п гармоник. В блоке 16 вычисл ютс значени тангенса по.выражению tg , а в блоке 17 вычисл етс arctg ап/Ь„. дл каждой гармоники. , Все полученные значени в блоке 9 поступают на первый вход блока. 10 сравнени . На второй вход последнего также поступают значени амплитудно-частотной характеристики переходного процесса, происход щего в сети в виде р да Фурье. В блоке 10 происходит оценка сходимости двух амплитудно- частотных .характеристик по средней квадратической погрешности. При получении заданной сходимости р дов Фурье на коммутирующий блок 5 поступает сигнал, указывающий на то, что в сети имеетс переходньй процесс, соответствующий прикосновению человека к фазе, и только в этом случае происходит быстродействующее отключение сети .

Технико-экономическа эфс|)ектив- ность предлагаемого устройства дл защиты человека при прикосновении к фазе сети с изолированной нейтралью по сравнению с известным заключаетс в том, что позвол ет значительно увели1 ить селективность устройства, за счет исключени ложных срабатыва- imii при различных коммутационных процессах, происход щих в сети, а также электробезопасность за счет увеличени точности определени коммутационного процесса, соответствующего прикосновению человека к фазному проводу.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл защиты человека при прикосновении к фазе сети с изолированной нейтралью, содержащее датчик напр жени нулевой последовательности , к выходу которого последовательно подключены заградительный фильтр, блок сравнени с цифровым вычислителем и коммутирующий блок, причем блок сравнени с цифровым вычислителем выполнен в виде блока задани эталонных значений номинальных параметров сети, блока вычислени номинальных параметров сети в виде р да Фурье, который со35

40

50

55

держит первый и второй блоки умножени , первый, второй, третий, сумматоры , первый и второй квадраторы, блоки вычислени тангенса, арктангенса и извлечени квадратичного корн , выход которого соединен с первым входом блока сравнени , отличающеес тем, что, с целью повышени селективности работы путем исключени ложных срабатываний при измен ющихс параметрах сети, в блок сравнени с цифровым вычислителем дополнительно введены последовательно соединенные блок измерени пара- метров сети, блок преобразовани

аналог-код и второй блок вычислени параметров сети в виде р да Фурье, второй вход которого соединен с выходом блока задани эталонных значе

НИИ номинальньрс параметров сети, выход второго блока вычислени соединен с вторым входом блока сравнени , а вход блока измерени параметров сети соединен с вторым входом блока сравнени с цифровым вычислителем, причем во второй блок вычислени параметров сети в виде р да Фурье дополнительно введен интегратор, первый и второй входы которого соединены с первьм и вторым входами первого и второго блоков умножени соответственно , второй вход интегратора подключен к второму входу второго блока вычислени параметров сети в виде р да Фурье, а выход интегратора соединен с третьим входом третьего сумматора.