SU1686576A1 - Device for protective switching-off circuit under closing to earth - Google Patents

Device for protective switching-off circuit under closing to earth Download PDF

Info

Publication number
SU1686576A1
SU1686576A1 SU894688498A SU4688498A SU1686576A1 SU 1686576 A1 SU1686576 A1 SU 1686576A1 SU 894688498 A SU894688498 A SU 894688498A SU 4688498 A SU4688498 A SU 4688498A SU 1686576 A1 SU1686576 A1 SU 1686576A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
current
leakage current
newly introduced
output
input
Prior art date
Application number
SU894688498A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Иванович Шуцкий
Анатолий Иванович Федоров
Константин Николаевич Потапов
Виктор Кириллович Бобровский
Original Assignee
Душанбинское Проектно-Конструкторское Технологическое Бюро "Системавтоматика"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Душанбинское Проектно-Конструкторское Технологическое Бюро "Системавтоматика" filed Critical Душанбинское Проектно-Конструкторское Технологическое Бюро "Системавтоматика"
Priority to SU894688498A priority Critical patent/SU1686576A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1686576A1 publication Critical patent/SU1686576A1/en

Links

Landscapes

  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  защиты сетей посто нного тока. Цель изобретени  - обеспечение предварительной диагностики состо ни  изол ции путем аналогового отображени  величины тока утечки. В предлагаемом устройстве частота на выходе генератора 9 зависит от уровн  напр жени  на управл ющем входе, которое в данном случае есть функци  тока через обмотки 6 и 7 от источника переменного напр жени  посто нной величины. Этот ток зависит от величины индуктивностей обмоток 7, которые  вл ютс  параметрической величиной в зависимости величины тока утечки (через величину магнитной проницаемости сердечника). Поскольку ток от ЭДС тока утечки (с переменной составл ющей от генератора 9) в обмотках 6 и 7 не протекает из-за их встречного включени , величина тока по обмоткам 6 и 7 определ етс  только величинами их индуктивностей (параметрическими). Таким образом, создание в предлагаемом устройстве зависимости частоты генератора от величины тоNW еThe invention relates to electrical engineering and is intended to protect DC networks. The purpose of the invention is to provide a preliminary diagnosis of the insulation state by analog display of the leakage current. In the proposed device, the frequency at the output of the generator 9 depends on the voltage level at the control input, which in this case is a function of the current through the windings 6 and 7 from a source of alternating voltage of constant magnitude. This current depends on the magnitude of the inductances of the windings 7, which are a parametric value in dependence of the magnitude of the leakage current (through the magnitude of the magnetic permeability of the core). Since the current from the EMF of the leakage current (variable component from the generator 9) in windings 6 and 7 does not leak due to their counter-switching, the amount of current through the windings 6 and 7 is determined only by their inductances (parametric). Thus, the creation in the proposed device, the dependence of the frequency of the generator on the magnitude of that NW e

Description

720720

121121

ка утечки позвол ет отображать величину тока утечки с выхода обмотки 8 в аналоговой величине (в МА) и отключать поврежденную линию не по факту наличи  замыкани  на землю, а по величине тока утечки, пороговую величину которого можно задавать элементом 14, на вход которого поступает аналоговый сигнал с выхода преобразовател  13. 1 з п. ф-лы, 1 ил.This leakage allows you to display the leakage current from the output of the winding 8 at an analog value (in MA) and disconnect the damaged line not by the fact that there is a ground fault, but by the leakage current, the threshold value of which can be set by element 14, to the input of which analog The signal from the output of the converter 13. 1 C p. f-ly, 1 Il.

Изобретение относитс  к электроэнергетике , в частности к устройствам защитного отключени , и может быть использовано при эксплуатации сетей посто нного тока дл  защиты от замыканий на землю.The invention relates to electric power industry, in particular to protective disconnect devices, and can be used in the operation of direct current networks for protection against earth faults.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение предаоарийной диагностики состо ни  изол ции путем аналогового отображени  величины тока утечки, а также расширение зоны контрол  путем обеспечени  сигнализации и аналогового отображени  величины гока утечки при повреждении вне защищаемой зоны.The aim of the invention is to provide pre-emergency diagnostics of the insulation condition by analog display of the leakage current value, as well as expanding the monitoring zone by providing signaling and analog display of the leakage current value in case of damage outside the protected area.

На чертеже представлена структурна  блок-схема предлагаемого устройства.The drawing shows a structural block diagram of the proposed device.

За вл емое устройство содержит коммутационный аппарат 1, предназначенный дл  отключени  сети посто нного тока, питающей нагрузку 2. Аппарат 1 снабжен механизмом 3 свободного расцеплени , приводимого в действие при помощи ключевого элемента 4. Провода защищаемой сети пропущены сквозь окно сердечника 5 датчика тока утечки, а на сердечнике 5 по всей его окружности намотаны перва  вторична  обмотка б и втора  вторична  обмотка 7 двойным проводом с равным числом витков, а поверх обмоток 6 и 7 намотана треть  вторична  обмотка 8. Обмотки б и 7 включены встречно, дл  этого концы обмоток б и 7 объединены между собой, а их начала представл ют собой выводы обмотки возбуждени  генератора 9 переменного тока, введенные в схему этого генератора. Иначе говор , встречно включенные обмотки 6 и 7 датчика тока утечки  вл ютс  обмоткой возбуждени  генератора 9 переменного тока. Отрицательный полюс источника питани  сети заземлен через разделительный конденсатор 10, вторичную обмотку первого трансформатора 11 и первичную обмотку второго трансформатора 12. Первична  обмотка первого трансформатора соединена с выходом генератора 9 переменного тока. Треть  вторична  обмотка 8 датчика тока утечки подключена к входу преобразовател  13 ток -- напр жение, выход которого через первый пороговый элемент 14 соединен с пусковым входом ключевого элемента 4. Вторична  обмотка второго трансформатора 12 с коэффициентом трансформации - единица - через усилитель 15 подключена к одному из входов блока 16 вычитани , к второму входу которого подключен выходThe device comprises a switching device 1 for disconnecting the direct current network supplying load 2. The device 1 is equipped with a free trip mechanism 3 activated by key element 4. The wires of the protected network are passed through the window of the core 5 of the leakage current sensor, and on the core 5 along its entire circumference, the first secondary winding b and the second secondary winding 7 are wound with a double wire with an equal number of turns, and a third secondary winding 8 is wound over the windings 6 and 7. Windings b and 7 on cheny counter, to the ends of the windings b and 7 combined among themselves, and their start terminals are the generator field winding 9 AC introduced in this oscillator circuit. In other words, the counter-connected windings 6 and 7 of the leakage current sensor are the excitation winding of the alternator 9. The negative pole of the power supply network is grounded through the separation capacitor 10, the secondary winding of the first transformer 11 and the primary winding of the second transformer 12. The primary winding of the first transformer is connected to the output of the alternator 9. The third secondary winding 8 of the leakage current sensor is connected to the input of the converter 13 a current-voltage, the output of which is connected through the first threshold element 14 to the starting input of the key element 4. The secondary winding of the second transformer 12 with the transformation ratio is one — through the amplifier 15 is connected to one from the inputs of the subtraction unit 16, to the second input of which the output is connected

преобразовател  13 ток - напр жение. Выход блока 16 вычитани  через второй пороговый элемент 17 соединен с исполнительным органом сигнализатором 18, которым может  вл тьс  лампа накаливани . К выходу усилител  15 подключен гальванометр 19. служащий дл  непрерывного измерени  суммарного тока утечки, к выходу преобразователи 13 подключен гальванометр 20, служащий дл  измерени  тока утечки в зоне защиты, а к выходу блока 16 вычитани  подключен гальванометр 21, служащий дл  измерени  тока (разностного) на участке от источника питани  до датчика.current-to-current converter 13 is voltage. The output of the subtraction unit 16 is connected via a second threshold element 17 with an actuator 18 by means of a warning device, which may be an incandescent lamp. A galvanometer 19 is connected to the output of amplifier 15. It serves for continuous measurement of the total leakage current, a galvanometer 20 connected to the output of transducers 13 is used to measure the leakage current in the protection zone, and a galvanometer 21 that is used to measure current (differential) is connected to the output of block 16. from the power supply to the sensor.

Генератор переменного тока 9 получает питание от выпр мител  22, вход которого через разделительный трансформатор 23 соединен с выходом инвертора 24. св занного своим входом с проводом защищаемойThe alternator 9 is powered by the rectifier 22, whose input through an isolating transformer 23 is connected to the output of the inverter 24. connected by its input to the protected wire

сети.network.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device works as follows.

При включении коммутационного аппарата 1 и при отсутствии утечки на землюWhen switching on the switching device 1 and in the absence of leakage to the ground

(идеальна  изол ци ) посто нный ток не наводит во вторичных обмотках 6-8 датчика тока утечки ЭДС, а разделительный конденсатор 10 отдел ет провода сети по посто нному току от земли, в то врем  как(ideal insulation) direct current does not induce leakage current in the secondary windings 6-8 of the EMF sensor, and separation capacitor 10 separates the wires of the network at a direct current from the ground, while

и дл  переменного тока отсутствует цепь циркул ции через землю из-за отсутстви  св зи с землей проводов сети. Поэтому включенный генератор 9 переменного тока работает на холостом ходу, ибо вторична and for AC, there is no earth circuit due to the lack of connection to the ground of the network wires. Therefore, the included alternator 9 is idling because the secondary

обмотка трансформатора 11 включена в разрыв цепи.the winding of the transformer 11 is included in the open circuit.

В реальных услови х эксплуатации сети посто нного тока всегда существует утечка через изол цию на землю, и б этом случаеUnder actual operating conditions of the DC network, there is always a leak through the insulation to earth, and in this case

образуетс  цепь дл  прохождени  тока утечки через землю, обмотки трансформаторов 11 и 12 и конденсатор 10 в защищаемую сеть. Прохождение тока утечки через конденсатор 10 обеспечиваетс  тем. что на посто нную составл ющую тока утечки накладываетс  переменна  составл юща a circuit is formed to allow leakage current to flow through the ground, windings of transformers 11 and 12, and capacitor 10 to the protected network. The passage of leakage current through the capacitor 10 is provided to those. that a constant component of the leakage current is superimposed by a variable component

тока генератора 9 Прохождение по проводам сети тока утечки с переменной составл ющей вызывает наведение во вторичных обмотках 6-8 датчиков ЭДС, частота которых равна частоте тока генератора rj В предлагаемой схеме частота тока генератора тока  вл етс  параметрической величиной в зависимости от величины тока утечки на землю или замыкани  на землю Происходит это так. ЭДС, наведенные током утечки (с переменной составл ющей от генератора 9) в обмотках б и 7. включенных между собой встречно и имеющих равное число витков, взаимно компенсируют друг друга и по этим обмоткам ток. наво димый потоком от тока утечки, никогда не протекает. В свою очередь, ток во встречно включенных обмотках 6 и 7,  вл ющихс  одновременно обмоткой возбуждени  генератора 9 переменного тока. зависит от величин индуктивностеи обмоток 6 и 7, которые завис т от величины магнитной проницаемости сердечника 5 датчика тока утечки Если учесть что величина магнитной проницаемости сердечника 5 датчика зависит от напр женности магнитного пол , наводимого в нем потоком утечки (с переменной составл ющей), а эта напр женность, в свою очередь зависит от величины тока утечки, стонет пон тным , что величина индуктивностеи 6 и 7 вторичных обмоток датчика  вл етс  функцией величины тока утечки Поскольку от величины индуктивностеи обмоток б и 7,  вл ющихс  одновременной обмоткой возбуждени  генератора 9. зависит частота тока, вырабатываемого этим генератором. эта частота всегда пропорциональна величине тока утечки. Таким образом, частота переменной составл ющей тока утечки всегда измен етс  пропорционально величине этого тока. Здесь следует еще раз подчеркнуть , что ЭДС в обмотках б и 7 от тока утечки всегда взаимно компенсируютс  и не вли ют на работу генератора 9. а ток в этих обмотках определ етс  только величиной их индуктивностеи. Иначе говор , работа генератора 9 определ етс  его обратной св зью с проводами сети по величине тока утечки.generator 9 current The passage of a leakage current with a variable component through the wires causes the pointing in the secondary windings of 6-8 EMF sensors whose frequency is equal to the generator current frequency rj In the proposed circuit, the current generator frequency is a parametric value depending on the leakage current to earth or ground fault It happens like this. The emf induced by the leakage current (variable component from generator 9) in windings b and 7. interconnected and having an equal number of turns mutually compensate each other and the current through these windings. induced by the flow from the leakage current never flows. In turn, the current in the oppositely connected windings 6 and 7, which are simultaneously the excitation winding of the alternator 9. depends on the values of the inductances of windings 6 and 7, which depend on the magnetic permeability of the core 5 of the leakage current sensor If we consider that the magnetic permeability of the core 5 of the sensor depends on the intensity of the magnetic field induced in it by the leakage current (variable component), and this intensity, in turn, depends on the magnitude of the leakage current, it groans to understand that the magnitude of the inductances 6 and 7 of the secondary windings of the sensor is a function of the magnitude of the leakage current, since from the magnitude of the inductances of windings b and 7, which are the simultaneous excitation winding of the generator 9. The frequency of the current produced by this generator depends on. this frequency is always proportional to the magnitude of the leakage current. Thus, the frequency of the variable component of the leakage current always varies in proportion to the magnitude of this current. It should again be emphasized that the EMF in the windings b and 7 from the leakage current is always mutually compensated and do not affect the operation of the generator 9. And the current in these windings is determined only by the value of their inductance. In other words, the operation of the generator 9 is determined by its feedback with the network wires according to the magnitude of the leakage current.

Обеспечение упом нутой зависимости частоты тока генератора 9 от величины тока утечки позвол ет обеспечить следующие преимущества дл  защитного откпючени  сети посто нного тока. ЭДС. наводима  во вторичной обмотке 8, всегда будет иметь частоту, равную частоте тока генератора 9, котора , в свою очередь, зависит от величины тока утечки. Поскольку величина сопротивлени  обмотки 8 зависит от частоты окEnsuring the above dependence of the frequency of the current generator 9 on the magnitude of the leakage current provides the following advantages for the protective disconnection of the direct current network. Emf. induced in the secondary winding 8 will always have a frequency equal to the frequency of the current generator 9, which, in turn, depends on the magnitude of the leakage current. Since the resistance value of the winding 8 depends on the frequency ca

наводимый в ней под действием ЭДС, будет пропорционален этой частоте, а следовательно , и величине тока утечки. Независимость величины этого тока от магнитныхinduced in it under the action of EMF, will be proportional to this frequency, and hence to the magnitude of the leakage current. The independence of the magnitude of this current from magnetic

параметров сердечника 5 обеспечиваетс  использованием магнитоэлектронного преобразовател  13 ток - напр жение.The parameters of the core 5 are provided by using a current-voltage magneto-electronic converter 13.

В естественных услови х эксплуатации сети посто нного тока утечка существует поUnder natural conditions of operation of a direct current network, leakage exists at

обе стороны от сердечника 5 датчика. Ток утечки в зоне защиты выдел етс  в обмотке 8 датчика, а суммарный ток утечки протекает по цепи, соедин ющей отрицательный полюс источника питани  и землю, вboth sides of the core 5 sensor. The leakage current in the protection zone is released in the winding 8 of the sensor, and the total leakage current flows through the circuit connecting the negative pole of the power supply and ground in

том числе и во вторичной обмотке трансформатора 12 с единичным коэффициентом трансформации. С вторичной обмотки трансформатора 12 через усилитель 15 уровень напр жени , пропорциональный суммарному току утечки, подаетс  на первый вход блока 16 вычитани , на второй вход которого подаетс  уровень напр жени  с выхода преобразовател  13, пропорциональный току утечки в зоне защиты. На выходе блока 16 вычитани  формируетс  сигнал, пропорциональный разности входных величин и величине тока утечки вне зоны защиты от источника питани  до сердечника 5 датчика тока утечки. В случаеincluding in the secondary winding of the transformer 12 with a unit transformation ratio. From the secondary winding of the transformer 12, through the amplifier 15, a voltage level proportional to the total leakage current is fed to the first input of the subtraction unit 16, to the second input of which a voltage level from the output of the converter 13 is applied, proportional to the leakage current in the protection zone. At the output of the subtraction unit 16, a signal is generated that is proportional to the difference in the input values and the magnitude of the leakage current outside the protection zone from the power source to the core 5 of the leakage current sensor. When

превышени  этого сигнала заданной величины , определ емой пороговым элементом 17, исполнительный орган 18, например лампа накаливани , оповещает о наличии повреждени  в сети вне зоны защиты датчика тока утечкиwhen this signal exceeds a predetermined value defined by the threshold element 17, the executive body 18, for example, a glow lamp, signals the presence of damage in the network outside the protection zone of the leakage current sensor

Дл  непрерывного контрол  величины тока утечки служат гальванометры. Гальванометр 19, подключенный к выходу усилител  15, служит дл  контрольного суммарногоFor continuous monitoring of the magnitude of the leakage current, galvanometers are used. Galvanometer 19, connected to the output of amplifier 15, serves to control the total

тока утечки, гальванометр 20. подключенный к выходу преобразовател  13 служит дл  контрол  тока утечки в зоне защиты, а гальванометр 21, подключенный к выходу блока 16 вычитани , служит дл  контрол a leakage current, a galvanometer 20. connected to the output of the converter 13 serves to control the leakage current in the protection zone, and a galvanometer 21 connected to the output of the subtracter 16 serves to control

тока утечки вне зоны защиты.leakage current outside the protection zone.

Использование предлагаемого устройства позволит повысить информативность состо ни  изол ции в сет х посто нного тока, что выгодно отличает его от изеестногоThe use of the proposed device will make it possible to increase the information content of the state of isolation in DC grids, which distinguishes it from the knowledgeable

Claims (2)

Формула изобретени  1. Устройство дл  защитного отключени  сети посто нного тока при замыкании на землю, содержащее коммутационный аппарат , к входу которого через цепь отключени  подключен выход первого порогового органа, трансформатор гока утечки с трем  вторичными обмотками генератор переменного тока о г л и ч -ч ю щ е е с   тем, что, с целью обеспечени  предаварийной диагностики состо ни  изол ции путем аналогового отображени  величины тока утечки, концы первой и второй вторичных обмоток трансформатора тока утечки объединены между собой, а их начала подключены к управл ющему входу генератора переменного тока, в качестве которого использован генератор частоты, управл емый напр жением, выход которо- го подключен к первичной обмотке вновь введенного первого трансформатора, вторична  обмотка которого включена последовательно с вновь введенным конденсатором в цепь дл  подключени  между полюсом контролируемой сети и землей, а треть  вторична  обмотка подключена через вновь введенный преобразователь ток - напр жение к входу первого порогового органа, при этом вы- ход указанного преобразовател  соединен с вновь введенным измерительным прибором величины тока утечки.Claim 1. Device for the protective disconnection of a direct current network at earth fault, containing a switching device, to the input of which through the disconnection circuit the output of the first threshold organ is connected, a leakage transformer with three secondary windings an alternating current generator hl and h You need it so that, in order to provide a pre-emergency diagnosis of the insulation condition by analog display of the leakage current, the ends of the first and second secondary windings of the leakage current transformer are combined between themselves, and their beginnings are connected to the control input of the alternator, which used a frequency generator controlled by the voltage, the output of which is connected to the primary winding of the newly introduced first transformer, the secondary winding of which is connected in series with the newly introduced capacitor in the circuit for connection between the pole of the monitored network and the ground, and the third winding is connected via a newly introduced current converter - voltage to the input of the first threshold organ, while d of said transducer is connected with the newly introduced value measuring device leakage current. 2. Устройство по п. 1, отличающее- с   тем, что, с целью расширени  зоны контрол  путем обеспечени  сигнализации и аналогового отображени  величины тока утечки при повреждении вне защищаемой зоны, последовательно с вторичной обмоткой первого трансформатора включена первична  обмотка вновь введенного второго трансформатора, вторична  обмотка которого соединена через вновь введенный усилитель с одним из входов вновь введенного блока вычитани , второй вход которого подключен к выходу преобразовател  ток - напр жение , а выход блока вычитани  соединен с входом вновь введенного измерительного прибора и с входом вновь введенного второго порогового органа, к выходу которого подключен вновь введенный сигнализатор.2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to expand the monitoring zone by providing an alarm and analog display of the leakage current in the event of damage outside the protected zone, the primary winding of the newly introduced second transformer is connected in series with the secondary winding of the first transformer, the winding of which is connected through a newly introduced amplifier to one of the inputs of the newly introduced subtraction unit, the second input of which is connected to the output of the current converter - voltage, and the output of the subtraction unit connected to the input audio inputted again measuring device and to the input of the newly introduced second threshold body, which is connected to the output of the newly inputted alarm.
SU894688498A 1989-03-30 1989-03-30 Device for protective switching-off circuit under closing to earth SU1686576A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894688498A SU1686576A1 (en) 1989-03-30 1989-03-30 Device for protective switching-off circuit under closing to earth

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894688498A SU1686576A1 (en) 1989-03-30 1989-03-30 Device for protective switching-off circuit under closing to earth

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1686576A1 true SU1686576A1 (en) 1991-10-23

Family

ID=21446259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894688498A SU1686576A1 (en) 1989-03-30 1989-03-30 Device for protective switching-off circuit under closing to earth

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1686576A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 4320433, кл. 361-45, 1982. Авторское свидетельство СССР № 1379858, кл. Н 02 Н 3/16, 1986. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102624325B (en) Motor drive system, detection method of ground faults, and common mode choker system
USRE30678E (en) Dormant oscillator ground to neutral protection for ground fault interrupters
US4371832A (en) DC Ground fault detector wherein fault is sensed by noting imbalance of magnetic flux in a magnetic core
CN107394744B (en) Device for detecting fault current
CN110865311B (en) Device for detecting direct or alternating current, module and protection unit comprising same
US7224559B2 (en) Differential current detection
JPS60500397A (en) Failure prevention system for power supply using ferro-resonant transformer
US3832600A (en) Transformer internal fault detector
US3878435A (en) Dormant oscillator ground to neutral protection for ground fault interrupters
CA2024351C (en) Differential protective relay apparatus
JP3783173B2 (en) AC / DC leakage detector
SU1686576A1 (en) Device for protective switching-off circuit under closing to earth
JP2003315374A (en) Direct current leak detection device
US3671809A (en) Ground fault detector including magnetic amplifier bridge means
JPH07312823A (en) Dc leak detection and protective device
US11677230B2 (en) Motor protection relay interface using magnetometer-based sensors
JP2910277B2 (en) Converter transformer inspection equipment
SU1010690A1 (en) Device for protecting generator-transformer assembly from earthing
CA3090631C (en) Motor protection relay interface using magnetometer-based sensors
SU1467651A1 (en) Method of leak current protection in a.c.electric network with rectifier converter
SU1035716A1 (en) Device for protecting synchronous generator against earthing in one point of excitation circuit
JPH06174754A (en) Wide range current sensor
SU1721524A1 (en) Zero sequence current-to-voltage converter
SU612332A1 (en) Arrangement for protection against shorting to the housing of electric apparatus in ac network
SU1522127A1 (en) Method of checking insulation to chassis of exciting winding of synchronous generator in operating mode