SU943959A1 - Устройство дл обнаружени поврежденной фазы при утечке тока на землю в трехфазной сети переменного тока - Google Patents

Description

(З) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНЛРУНЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ ПРИ УТЕЧКЕ ТОКА НА ЗЕМЛЮ В ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  распознавани  повреждений. Известно устройство дл  определени  поврежденной фазы при однофаз ных замыкани х на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее органы максимального напр жени  фаз сети относительно земли, выходы которых -соединены с первыми входами элементов И отстающей фазы и со вторыми входами элементов И одноименной фазы через элементы НЕ, а также фильтр напр жени  нулевой последовательности, выход которого подключен к третьим входам элементов И СО. Однако в данном устройстве чувст вительность к малым токам утечки ограничиваетс  разрешающей способностью органов максимального напр жени . Особенно это сказываетс  при работе устройства в сет х, нейт раль которых заземлена через активное сопротивление. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл определени  поврежденной фазы при замыкании на землю в трехфазных сет х с изолированной нейтралью, содержащее элементы формировани  опорных фазных напр жений, один вывод каждого из которых соединен с соответствующей фазой контролируемой сети, другие выводы которых соединены с входом блока измерени  напр жени  нулевой последовательности, блок фазочувствительных элементов, выходы которого соединены с фазами сети, формирователи (информационных) импульсов, входы каждого из которых подключены параллельно соответствующим выводам элементов формировани  опорных фазных напр жений, а выводы - к соответствующим входам исполнительных органов (содержащих в себе последовательное соединение логического элемента И и релейного усилител ), выходы которых механически св заны с входами фазочувствительных элементов , причем другие входы исполнительных органов (элементов И) соединены с выходом блока измерени  напр жени  нулевой последовательности через четвертый формирователь тактовых импульсов и элемент задержки С 21

Однако повышенна  чувствительность устройства к напр жению нуле-; вой последовательности и отсутствие возможности установлени  порога срабатывани  может  витьс  причиной ложного выбора повреждённой фазы, возникающего под воздействием естественной несимметрии сети, и грающей роль помехи. Кроме того, при определении поврежденной фазы могут возникать дополнительные запаздывани , соизмеримые с выдержкой времени, специально организованной на элементе задержки. Запаздывани  нос т нерегул рный характер и обусловлены временем отставани  переднего фронта тактового импульса от переднего фронта импульса на выходе Элемента задержки. В предельном случае они достигают длительностей, равных паузе между тактирующими импульсами Наличие же механических св зей в блоке фазочувствительных элементов, а также подключение входов формирователей информационных импульсов непосредственно к фазам сети, предъ вл ют высокие требовани  к их технической реализации и снижают надежность устройства в целом.

Целью изобретени   вл етс  повышение помехозащищенности.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  обнаружени  поврежденной фазы при утечке тока на землю в трехфазной сети переменного тока, содержащее входной трехфазный трансформатор напр жени , первичные обмотки которого соединены в звезду и подключены к блоку измерени  напр жени  нулевой последовательности , а вторичные - к блокам формировани  информационных импульсов, чИсло которых соответствует числу фаз сети, формирователь тактовых импульсов, подключенный входом к выходу блока измерени  напр жени  нулевой последовательности, логические элементы И по числу фаз сети, первые входы которыхобъединены

и подключены к выходу элемента задержки , а выходы - к исполнительному органу, введены амплитудный селектор и дл  каждой фазы сети D-триггер , причем амплитудный селектор включен между выходом блока-измерени  напр жени  нулевой последовательности и входом элемента задержки, тактовые входы D-триггеров подключены к выходу формировател  тактовых импульсов, информационный вход каждого D-триггера подключен к выходу соответствующего блока формировани  информационных импульсов, а выход ко второму входу соответствующего логического элемента И.

При этом блок формировани  информационных импульсов выполнен в виде последовательно соединенных фазовращател  и амплитудного компаратора.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства дл  обнаружени  поврежденной фазы, на фиг,2 временные диаграммы, по сн ющие

работу устройства дл  случа  утечки в фазе А сети с изолированной нейтралью ..

Схема устройства дл  обнаружени  поврежденной фазы содержит входной трехфазный трансформатор напр жени  1, блок измерени  напр жени  нулевой последовательности 2, амплитудный селектор 3, элемент задержки , формирователь тактовых импульсов 5, блоки формировани  информационных импульсов 6, состо щие из фазовращател  7 и амплитудаого компаратора 8j D-триггеры 9 и логические элементы И 10. Первичные обмотки трансформатора 1 подключены к фазам сети и соединены по схеме звезда. Вход блока 2 подключен между нейтральной точкой первичных обмоток трансформатора 1 и землей а выход через последовательно соединенные амплитудный селектор Зи элемент задержки к первым входам логических элементов И 10 и через с15ормирователь 5 к тактовым входам В-три|-

Claims (2)

1. геров 9. Кажда  вторична  обмотка трансформатора 1 подключена к входу последовательно соединенных фазовращател  7, компаратора 8, D-триггера 9 и логического элемента И 10, причем выходы компараторов 8 подключены к информационным входам D-триггеров 9 выходы которых соединены со вторыми входами элементов 10. На временных диаграммах отражены следующие величины. А г чзпр жени  на вторичных обмотках трансформатора 1, и и U ид , Ug, и напр жение на выходах фазовращателей 7 угол сдвига, вносимый фазовращател ми 7; порог срабатывани  компараторов 8; информационные импульсы на выходах блока формировани  6 (компараторов 8) , длительность импуль А Б с длительность пауз между импульсами 2д, Zg, Zf.; и - напр жение нулевой последовательности , Z - тактовые импульсы на выходе формирова тел  5; ffl - длительность импуль сов Zp, Т - период сети. Работа устройства заключаетс  в следующем. Фазовращатели 7 осуществл ют сдвиг напр жений Ш, UQ, 0 (пропорциональных фазным напр жени м источника питани  сети) на заданный угол Ц , равный примерно kS° в сет х с изолированной нейтралью и 90 в сет х с компенсацией. Амплитудные компараторы 8 вырабатывают информационные импульсы ZA, Zg, Z. в моменты . времени, когда полученные с выходов фазовращателей 7 напр жени  БД, Ug, и достигают порога срабатывани  X (фиг.2). Причем величиной порога устанавливаетс  необходима  длительность Ту информационных импульсов. Из напр жени  UQ нулевой последовательности , представленного дл  случа  возникновени  утечки в фазе А, формирователь 5 вырабатывает кратковременные импульсы Zp, поступающие на тактовые (синхронизирующие) входы D-триггеров 9. При этом последние приход т в состо ние, соответствующее значени м входных импульсов А В с информационных входах Так, б-триггер с выходным импульсом ZK переходит в длительное устойчивое единичное состо ние, т.е. на его выходе QА устанавливаетс  потенциал, соответствующий логической 1. Состо ние же двух оставшихс  D-триггеров нулевое, так как т, QC В промежутках между тактовыми импульсами записанна  информаци  сохран етс . Таким образом единичное состо ние одного из Ьтриггеров указывает на соответствующую поврежденную фазу; дл  достижени  высокой надежности устройства необходимо, чтобы он оставалс  работоспособным при наибольших изменени х текущей фазы напр жени  Up (на фиг.2 показано пунктиром). В этой св зи следует стремитьс , с одной стороны, к возможно большей длительности ty, информационных импульсов Zд, Zg и Zc,c другой стороны , необходимо следить за выполнением услови  исключающего неоднозначность выбора поврежденной фазы, котора , в свою очередь, св зана с одновременным переходом в единичное состо ние двух D-триггёров. Одновременно с выбором поврежденной фазы селектор 3 регистрирует превышение амплитуды напр жени  Up над заданной величиной (уставкой) и производ т запуск элемента задержки Ц. Через выдержку времени, необходимую дл  отстройки от ложных срабатываний в переходных режимах сети, на выходе элемента k по вл етс  сигнал, разрешающий прохождение подготовленного единичного потенциала на выход соответствующего логического элемента 10. На же элементах 10 выходные потенциалы нулевые. Введение заданного порога срабатывани  в амплитудном селекторе 3 позвол ет отстраиватьс  от помех, обусловленных естественной несимметрией и переходными процессами в сети и в то же врем  позвол ет сохранить достаточную чувствительность к токам утечки. В результате того, что выбор поврежденной фазы происходит независимо от выдержки времени элемента k, устран етс  разновидность задержек в выдаче результата , характерна  дл  известного устройства,, и повышаетс  таким образом общее быстродействие устройства . Все цепи устройства (кроме первичных обмоток трансформатора 1 и входа блока измерени  напр жени  нулевой последовательности 2)  вл ютс  слаботочными (т.е. потенциальными ) и низковольтными и могут быть полностью реализованы на бесконтактных элементах, отличающихс , как известно, высокой надежностью функционировани . Наличие фазовращателей позвол ет легко приспосабливать устройство дл  работы в сет х с различными режимами нейтрали Формула изобретени  1. Устройство дл  обнаружени  поврежденной фазы при утечке тока на землю в трехфазной сети переменного тока, содержащее входной трехфазный трансформатор напр жени , пе вичные обмотки которого соединены в звезду и подключены к блоку измерени  напр жени  нулевой последовательности , а вторичные - к блокам формировани  информационных импульсов , число которых соответствует  ислу фаз сети, формирователь такто вых импульсов, подключенный входом к выходу блока измерени  напр жени  нулевой последовательности, логические з лементы И по числу фаз сети, первые входы которых объедине ны и подключены к выходу элемента задержки, а выходы - к исполнительному органу, отличающеес   тем, что, с целью повышени  помехозащищенности , в него введены амплитудный селектор и дл  каждой фазы сети D-триггер, причем амплитудный селектор включен между выхо|ДОм блока измерени  напр жени  нулевой последовательности и входом элемента задержки, тактовые входы D-триггеров подключены к выходу формировател  тактовых импульсов, информационный вход каждого D-триггера подключен к выходу соответствующего блока формировани  информационных импульсов, а выход - к второму входу соответствующего логического элемента И. 2. Устройство по п. t, о т, л и ч аю щ е е:с  тем, что блок формировани  информационных импульсов выполнен в виде последовательно соединенных фазовращател  и амплитудного компаратора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №589659, кл. Н Q2 Н 3/16, 1979.
2. 2.Авторское свидетельство СССР , кл. С СИ R 31/02, 1980.