SU1697169A1 - Устройство дл защиты от однофазного замыкани на землю в сети с изоированной нейтралью - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  защитного отключени  при по влении однофазного замыкани  на землю. Цель изобретени  - упрощение и повышение надежности работы устройства. При возникновении повреждени , например, на присоединении 1 на выходе преобразовател  5 по вл етс  сигнал , имеющий наибольшее значение. По сигналу от пускового органа 31 через ключи 27 и 28 происходит размыкание ключей 11 и 12, на выходе интегрирующих элементов 9 и 10 по йл ютс  сигналы, измен ющиес  по экспоненциальному закону, которые Поступают на пороговые элементы 13 и 14. Первым срабатывает пороговый элемент 13 и аключаетс  тиристор исполнительного органа (ИО) 17. Одновременно исчезает сигнал нз входе ключа 28 и он размыкаетс . Ключи 11 и 12 при эгом замыкаютс . При прохождении нзпо жени  питани  исполнительных органов через нуль тиристор ИО 17 выключает -,, ключ 28 замыкаетс . После прохождени  выходного напр жени  формировател  25 через нуль ключи 11 и 12 сноаэ размыкаютс , и описанный цикл ра- боты устройства повтор етс  до тех пор, пока не произойдет отключение выключател  присоединени  1 1 ил. 1Л С

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты от однофазного замыкания‘на землю в сети с изолированной нейтралью.

Цепью - изобретения является упрощение и повышение надежности устройства.

На чертеже приведена структурная схема устройства для защиты от однофазного замыкания на землю (схема составлена применительно к двум соединениям, общее число которых может быть любым).

Устройство содержит установленные на присоединениях 1 и 2 последовательно соединенные трансформатор^ 3 и 4 тока нулевой последовательности (ТТНП), преобразователи 5 и 6 тока в выпрямленное напряжение (ПТВН), запоминающие элементы 7 и 8 (ЗЭ), интегрирующие элементы 9 и 10 (ИЭ) с размыкающими ключами 11 и 12, включенными параллельно их выходам, пороговые элементы 13 и 14 (ПЭ), формирователи 15 и 16 импульсов и исполнительные органы 17 и 18 (ЙО), к выходам которых подключены элемент 19 фиксации срабатывания исполнительных органов (ЭФСИО) и элементы 20 и 21 фиксации отключения выключателя присоединений (ЭФОВ) выполненные на элементах совпадения, датчики 22 и 23 контроля отключенного состояния выключателей присоединений (ДКОСВ), источник 24 напряжени:-: переменного тока (ИНПТ) 24, к которому подключены двухполупериодный выпрямитель 25 и синхронный Формирователь 25 сигналов (СФС) с общим замыкающим ключом 27, кдюч 28, установленный в цепи одного из полюсов СФС 26 и подключенный управляющим входом к выходу ЭФСИО 19, элемент ИЛИ 29, подключенный своими входами к выходам ЭФОВ 20 и 21, а выходом - к блокируете му входу блока 30 управления (БУ), выход которого подключен к управляющему входу ключа 27, пусковой орган 31 (ПО), вход которого подключен к выходу трансформатора 32 напряжения нулевой последовательности (ТННГ1), а выход - к основому входу БУ 30 и входу элемента НЕ 33, выход которого сое'динен со вспомогательными входами ЭФОВ 20 и 21.

ПТВН 5 и 6 состоят из согласующего .транформатора й выпрямителя. 33 7 и 8 содержат конденсатор с параллельно включенным резистором. ЭФСИО 19 включает диоды и резисторы.

В качестве ДКОСВ 22 и 23 'могут быть и с п ол ь зо ва н ы вспомогательные кон та кт ы выключателей присоединений 1 и 2 или реле положения Отключено.

СФС 26 гложет быть выполнен в виде двухполупериодного выпрямителя (преоб разователя напряжения переменного тока в напряжение выпрямленного, двухполупериодного тока). Выходное напряжение формирователя сигналов изменяется синхронно и синфазно с напряжением выпрямителя 25.

Ключ 28 выполнен на оптотранзисторе. БУ 30 состоит из элементов ЗАПРЕТ 34 и выдержки времёни 35.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии у сети однофазного замыкания на землю ИО 17 и 18. ЭФСИО 19, ЭФОВ 20 и 21, ПО 31 ЭВВ 35 находятся в исходном состоянии. Ключи 11 и 12 замкнуты, ключ 27 разомкнут, а ключ 28 замкнут.

При возникновении в сети однофазного замыкания на землю, например на присоединении 1, на выходах ПТВН 5 и 6 и ЗЭ7 и 3 появляются сигналы, пропорциональные токам нулевой последовательности, причем на выходе ПТВН 5сигнал имеет наибольшее значение. Одновременно появляется сигнал на входе ПО 31 и происходит его срабатывание и пуск ЭВВ 35. Спустя небольшую выдержку времени (порядка нескольких миллисекунд), необходимую для отстройки защиты от кратковременных помех, срабатывает ЭВВ 35, осуществляющий.замыкание ключа 27 и размыкание ключей 11 и 12.

При размыкании ключей 11 и 12 на выходе интегрирующих элементов 9 и 10 появ ляются напряжения, изменяющиеся по экспоненциальному закону с постоянной времени, одинаковой для всех присоединений. При достижении этими напряжениям!-’· заданных значений (принимаемых также одинаковыми для всех присоединений) срабатывает ПЭ 13 или 14. В нашем случае первым срабатывает ПЭ 13, так как он нахо дится в. канале защиты поврежденного присоединения с наибольшим током. Этому току соответствует и наибольший сигнал на выходах соответственно ПТВН 5, ЗЭ 7 и ИЭ

9.

При срабатывании ПЭ 13 на выходе формирователя импульсов 15 появляется кратковременный сигнал и происходит включение тиристора ИО 17. Одновременно исчезает сигнал на входе ключа 28, последний размыкается, ключи 11 и 12 замыкаются. Этим исключается возможность срабатывания тиристоров исполнительных органов неповрежденных присоединений в аварийной режиме.

При прохождении напряжения, питающего исполнительные органы, через нуль (или близкое к нему значение) тиристор ИО 17 выключается. ЭФСИО 19 возвращается в исходное состояние, ключ 28. размыкается.

После прохождения напряжения питания тиристоров и цепей отключения и соответственно выходного напряжения (сигнала) формирователя 26 через нуль ключи 11 и 12 снова размыкаются, и схема устройства начинает работать как описано выше.

Таким образом, схема устройства работает до тех пор, пока не произойдет отключения выключателя присоединения 1.

При отключении выключателя присоединения 1 от ЭФОВ 20 (через элемент 29) подается сигнал на блокирующий вход БУ 30, ключ 27 при этом размыкается и остается в таком состоянии до конца послеаварийного режима однофазного замыкания на землю (до момента возврата ПО 31 в исходное состояние), чем исключается возможность неселективного (ложного) срабатывания исполнительного органа неповрежденного присоединения 2 в послеаварийном режиме однофазного замыкания на землю.

Время работы устройства зависит в основном от величины собственного времени отключения используемых типов выключателей.

При появлении в сети кратковременных замыканий на землю и различного рода помех устройство приходит в действие, но изза относительно большой величины собственного времени отключения выключателей, а также из-за того, что входные сигналы тиристорами запоминаются лишь на ограниченное время (доля полупериода), а затем автоматически стираются в момент прохождения полуволн питающего напряжения через нуль, ложного (излишнего) отключения выключателей от воздействия кратковременных импульсов (помех) не происходит.

результате такого построения структуры и алгоритма функционирования защиты обеспечиваются одновременно такие противоречивые требования, как селективность, помехоустойчивость чувствительность и быстродействие.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее по числу присоедмненний последовательно соединенные трансформатор тока нулевой последовательности, преобразователь тока в выпрямленное напряжение со сглаживающим элементом на выходе, интегрирующий элемент с размыкающим ключом на выходе, пороговый элемент, формирователь импульсов и исполнительный орган на тиристоре и реле отключения, общий источник напряжения переменного тока, выход которого подключен к входам общего двуухполупериодного выпрямителя, от которого запитаны исполнительные органы, и общего синхронного формирователя сигналов, выход которого функционально связан с управляющими входами размыкающих ключей, общий первый замыкающий ключ, включенный между общими зажимами двухполупериодногс выпрямителя и синхронного формирователя сигналов и землей, элемент фиксации срабатывания исполнительных органов, общий пусковой орган, вход которого подключен к выходу трансформатора напряжения нулевой последовательности, а выход -- к основному входу общего блока управления, выполненному на элементе выдержки времени, выход которого подключен к управляющему входу упомянутого первого общего замыкающего ключа, по числу присоединений элементы совпадения блока фиксации отключения выключателей присоединений, первые входы которых подключены к соответствующим датчикам контроля отключенного состояния выключателей присоединений, вторые входы соединены с выходами соответствующих исполнительных органов, а выходы соединены с входами элемента ИЛИ, общий, второй замыкающий ключ, отлич.ающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности в работе, упомянутый общий второй замыкающий ключ включен между выходом синхронного Формирователя сигналов и управляющими входами размыкающих ключей, управляющий вход которого соединен с выходом элемента фиксации срабатывав ^я исполнительных органов, при этом входы элемента фиксации срабатывания исполнительных органов подключены к анодам тиристоров исполнительных органов, выход элемента ИЛИ подключен к вновь введенному блокирующему входу блока управления, в который введен элемент ЗАПРЕТ, включенный между основным входом блока управления и входом элемента выдержки времени, причем вспомогательный вход элемента ЗАПРЕТ подключен к блокирующему входу блока управления, выход общего пускового органа соединен через вновь введенный общий элемент НЕ с третьими входами упомянутых элементов совпадения блока фиксации отключения выключателей присоединений.