SU993374A1

SU993374A1 - Device for single-phase protection in mains with insulated neutral wire

Info

Publication number: SU993374A1
Application number: SU802997532A
Authority: SU
Inventors: Василий Федорович Бухтояров; Игорь Васильевич Бухтояров
Original assignee: За витель 5 .В.Бухто
Priority date: 1980-10-27
Filing date: 1980-10-27
Publication date: 1983-01-30

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ(54) DEVICE FOR PROTECTION AGAINST SINGLE-PHASE ON-LINE TERMINAL IN THE NETWORK WITH ISOLATED NEUTRAL

Изобретение относитс к эле стротехнике , в частности к устройствам дл защиты от однофазного замыкани на землю в сет х с изолированной и компенсированной нейтралью.The invention relates to electrical engineering, in particular, to devices for protection against single-phase earth faults in networks with insulated and compensated neutral.

Известны устройства дл защиты от замыкани на землю в указанных сет х tl J.Devices are known for protection against earth faults in these networks xl J.

Однако данные устройства могут работать несел ективно.However, these devices may not work objectively.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство дл защита от замыкани на землю, содержащее источник опорного напр жени , пусковой орган по напр жению нулевой последовательности , по числу присоединений датчи ки тока нулевой последовательности (ДТНП) с включенными на выходе преобразовател ми ток - выпр мленное напр жение (ПТВН), элементы срав- . нени , элементы совпалени , исполнительные органы и общий на все присоединени элемент ИЛИ, размыкакицие клюни с блоком.управлени , входы которого подсоединены к выходу общего элемента и к выходу пускового элемента непосредственно С2.The closest in technical essence to the present invention is a device for protection against earth fault, containing a source of reference voltage, a starting device for zero-sequence voltage, according to the number of connections of a zero-sequence current sensor (DTNP) with current transducers connected to the output rectified voltage (PTVN), elements compared. elements, matching elements, actuators, and a common OR element for all connections, opening a switch with a control unit, the inputs of which are connected to the output of the common element and to the output of the starting element directly C2.

Однако известное устройство характеризуетс ограниченной избирательностью и недостаточной чувствительностью .However, the known device is characterized by limited selectivity and insufficient sensitivity.

Цель изобретени - повышение селективности и чувствительности.The purpose of the invention is to increase the selectivity and sensitivity.

Поставленна цель достигаетс тем , что в известное устройство дл защиты от однофазного замыкани на землю в сети с изолированной нейтралью , содержащее по числу присоеди10 нений датчики тока нулевой последовательности ,, элементы сравнени , один из входов которых св зан, с источником опорного напр жени / размыкающие ключи, управл ющие входы This goal is achieved by the fact that, in a known device for protection against single-phase earth faults in a network with an insulated neutral, containing, by the number of connections, zero-sequence current sensors, comparison elements, one of whose inputs is connected to a voltage source / disconnecting control keys

15 которых соединены с выходом блока управлени , в состав которого.вход т элементы НЕ и ПАМЯТЬ, первые входы блока управлени св заны с выходом пускового органа по напр жению нуле20 вой последовательности, исполнительные органы и общий логический элемент элемент НЕ, соедийенный своим входом с выходом упом нутого пускового органа , введены генератор линейно нарас25 тающего напр жени и сумматор,по числу присоединений блоки управлени и элементы И, а общий логический элемент выполнен на элементе ИЛИ, входы которого подключены к выходам 15 of which are connected to the output of the control unit, which includes the elements NOT and MEMORY, the first inputs of the control unit are connected to the output of the starting device for a zero voltage sequence, the executive bodies and the common logic element are NOT connected by their input to the output the starting body, a linearly increasing voltage generator and an adder are introduced, control units and elements AND are common to the number of connections, and the common logic element is made on the OR element, whose inputs are connected to the outputs

30 элементов И, соединенных с входами исполнительных органов,первые входы элементов И подключены к выходу упо м нутого пускового органа, вторые входы через соответствующие размыкаю щие ключи - к .выходам соответствующих элементов сравнени , первые входы .которых соединены с датчиками тока нулевой последовательности, вторй входы - с выходом сумматора, входы которого подключены к источнику опорного напр жени и к генератору линейно нарастающего напр жени , запускающий вход которого соединен с выходом общего элемента ИЛИ, подключенного также к вторым входам бло ков управлени , выполненных на после довательно соединенных элементов HE,H и ПАМЯТЬ, при,чем первые входы элементов и блоков управлени вл ютс вторыми входами блоков управлени , к вторым входам элементов И блоков управлени подключены выходы элемен тов НЕ, входы которых соединены с выходами соответствующих элементов сравнени , выходы элементов И блоков управлени подключены к входам элементов ПАМЯТЬ, выходы которых вл ютс выходами блоков управлени , л ющие входы элементов ПАМЯТЬ соединены с выходом элемента НЕ и вл ютс первыми входами блоков управлени На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит установленные на каждом присоединении преобразователи 1 и 2 ток - выпр мленное напр жение , включенные на выход датчиков тока нулевой последовательности не показаны), элементы 3 и 4 сравнени одни из входов которых подключены к выходам преобразователей 1 и 2, элементы И 5 и б, подключенные одними входами к выходам элементов 3 и 4 сравнени через размыкающие ключи 7 и 8, а другими - к выходу пускового органа 9, исполнительные органы 10 и 11 (катушйи отключени выключа .телей присоединений) и элемент ИЛИ 1 входы которых подключены к выходам элементов И 5 и б, сумматор 13,один вход которого подключен к источнику 14 опорного напр жени , а другой к генератору 15 линейно нарастающего напр жени , подключенному к выходу элемента ИЛИ 12, блоки 16 и 17 управ лени , выполненные в виде элементов НЕ 18 и 19, совпадени 20 и 21 и ПАМЯТИ 22 и 23, подключенные своими входами к выходам элементов 3 и 4 сравнени и выходу элемента ИЛИ 12, а также пусковому органу 9 через элемент НЕ 24. Устройство дл защиты от замыкани на Землю работает следующим образом . В нормальном режиме сети сигналы на выходах преобразователей 1 и 2. отсутствуют. Элементы 3 и 4 сравнени , исполнительные органы 10 и 11, элементы ПАМЯТЬ 22 и 23 наход тс в исходном состо нии. Ключи 7 и 8 замкнуты, генератор 15 не работает. На дополнительные входы элементов 3 и 4 сравнени от источника 14 опорного напр жени поступает напр жение, по величине равное заданной уставке . При возникновении в сети однофазного замыкани на землю, например на . присоединении, датчик тока которого подключен к входу преобразовател 1.,. навходе элемента 3 сравнени до в- л етс сигнал, пропорциональный току замыкани на землю, а на входе элемента 4 - пропорциональный собственному емкостному току. Если эти сигналы по своей величине окажутс больше опорного напр жени источника 14 опорного напр жени , то на выходах элементов 3 и 4 сравнени по вл ютс сигналы, которые поступают на катушки отключени выключателей исполнительных органов 10 и 11. При условии срабатывани пускового органа 9 катушки отключени начинают обтекатьс током, измен ющимс во времени по экспоненциальному закону. Одновременно с этим на выходе элемента .ИЛИ 12 по вл етс сигнал, при помощи которого осуществл етс пуск генератора 15 линейно нарастающего напр жени , вследствие чего напр жение на дополнительных входах элементов 3 и 4 сравнени начинает- возрастать по линейному закону. При достижении этим напр жением величины входного сигнала преобразовател 2 элемент 4 сравнени возвращаетс в исходное состо ние и происходит исчезновение сигнала на входе исполнительного органа 11. В это же врем срабатывает элемент ПАМЯТЬ 23, осуществл ющий размыкание ключа 8, который в этом состо нии находитс до момента исчезновени в сети однофазного замыкани -на землю. Таким образом обеспечиваетс исправление неселективной работы защиты на неповрежденном присоединении. На выходе элемента 3 сравнени поврежденного присоединени , где величина тока замыкани наибольша , как правило, сигнал исчезает в последнюю очередь с одновременным исчезновением- сигнала на выходе элемента ИЛИ 12 и остановом генератора 15. Размыкающий ключ 7 остаетс в замкнутом состо нии, поэтому после исчезновени сигнала на выходе элемента 3 сравнени он вновь по вл етс и действует до тех пор, пока не произойдет отключени поврежденного присоединени и возврат пускового органа 9 в исходное состо ние. Скорость нарастани выходного напр жени генератора 15 выбираетс такой, чтобы врем нарастани выходногр напр жени сумматора 13 до бе-, личина наибольшего сигнала, обусловленного максимально возможным током замыкани на землю, было меньше времени отключени выключател (трогани механизма отключени ). После отключени поврежденного присоединени пусковой орган 9 возвращаетс , в исходное состо ние, ключ 8 замыкаетс , и схема устройства готова к повторному действию. 30 elements And connected to the inputs of the executive bodies, the first inputs of the elements And are connected to the output of the starting unit, the second inputs through the corresponding opening keys - to the outputs of the corresponding comparison elements, the first inputs of which are connected to the zero-sequence current sensors, the second inputs - with the output of an adder, whose inputs are connected to a source of reference voltage and to a generator of linearly increasing voltage, the triggering input of which is connected to the output of a common OR element connected Also, to the second inputs of the control units, made on successively connected elements HE, H and MEMORY, with which the first inputs of the elements and control units are the second inputs of the control units, to the second inputs of the elements AND control units are connected the outputs of the HE elements, inputs which are connected to the outputs of the respective comparison elements, the outputs of the elements AND control blocks are connected to the inputs of the MEMORY elements, the outputs of which are the outputs of the control blocks, the liaison inputs of the MEMORY elements are connected to the output of the elements and NOT and are first inputs of the control unit The drawing shows a block diagram of the proposed device. The device contains current converters 1 and 2 installed at each connection - rectified voltage, connected to the output of zero-sequence current sensors), elements 3 and 4 of the comparison one of whose inputs are connected to the outputs of converters 1 and 2, elements 5 and 6 , connected by some inputs to the outputs of elements 3 and 4 of the comparison via disconnecting keys 7 and 8, and by others to the output of the starting organ 9, executive bodies 10 and 11 (switching off and off the connections) and the OR element 1 whose inputs are connected the outputs of the elements And 5 and b, the adder 13, one input of which is connected to the source 14 of the reference voltage, and the other to the generator 15 of the linearly rising voltage connected to the output of the element OR 12, the control blocks 16 and 17, made in the form of elements NOT 18 and 19, coincidences 20 and 21 and MEMORY 22 and 23, connected by their inputs to the outputs of the comparison elements 3 and 4 and the output of the element OR 12, as well as to the triggering body 9 through the element 24. The device for protection against earth fault works as follows . In the normal network mode, the signals at the outputs of converters 1 and 2. are absent. Elements 3 and 4 of the comparison, the executive bodies 10 and 11, the elements of MEMORY 22 and 23 are in the initial state. Keys 7 and 8 are closed, generator 15 is not working. The additional inputs of elements 3 and 4 of the comparison from the source 14 of the reference voltage receives a voltage equal in magnitude to the setpoint. When a single-phase ground fault occurs in the network, for example, on. connection, the current sensor of which is connected to the input of the converter 1.,. At the input of the comparison element 3, a signal proportional to the earth fault current is connected, and at the input of the element 4 it is proportional to its own capacitive current. If these signals are larger in magnitude than the reference voltage of the source 14 of the reference voltage, then the outputs of elements 3 and 4 of the comparison will receive signals that go to the tripping coils of the actuators 10 and 11. If the starting element 9 is tripped begin to flow around the current, varying in time exponentially. Simultaneously, at the output of the element .IL 12, a signal appears by which the generator of the linearly increasing voltage is started up, as a result of which the voltage at the additional inputs of the comparison elements 3 and 4 begins to increase linearly. When this voltage reaches the input signal of converter 2, the comparison element 4 returns to its initial state and the signal at the input of the actuator 11 disappears. At the same time, the element MEMORY 23 is triggered, which opens the switch 8, which is in this state the moment of disappearance in the single-phase circuit is ground. This ensures that the non-selective protection operation on the intact attachment is corrected. At the output of the element 3, the comparison of the damaged connection, where the value of the closing current is greatest, usually the signal disappears last with the simultaneous disappearance of the signal at the output of the element OR 12 and the generator 15 stops. The opening key 7 remains closed, therefore after the signal disappears at the output of the comparison element 3, it reappears and acts until the damaged connection is disconnected and the starting organ 9 returns to its initial state. The rise rate of the output voltage of the generator 15 is chosen so that the rise time of the output voltage of the adder 13 to, the largest signal due to the maximum possible ground fault current, is less than the switch off time (moving off the shutdown mechanism). After disconnection of the damaged attachment, the triggering organ 9 returns to its initial state, the key 8 is closed, and the device circuit is ready for re-action.

Предлагаемое изобретение может быть также использовано дл улучшени параметров срабатывани наход щихс в эксплуатации устройств дл защиты от однофазного за1 кани на эеытз, повыша селективность и чувствительность , например простых токовых,, а это может быть ощутимый экономический эффект в масштабах народного хоз йства .The present invention can also be used to improve the response parameters of in-use devices for protection against single-phase charging, increasing the selectivity and sensitivity, such as simple current, and this can be a tangible economic effect on the scale of the national economy.

Claims

1. Industrial energy, 0 No. 11, 1976, p. 38-40.

2. Authors. USSR certificate: according to application 2893998 / 24-07,.

cl. And 02 H 3/16, 11.02.80.