Устройство для защиты от замыкания на землю фазы воздушной сети с изолированной нейтралью напряжением свыше 1000в Советский патент 1983 года по МПК H02H3/16 G01R31/08 

вие электробезопасных мер при его реализации . Наиболее близким к предлагаемому является устройство защиты от замыкания фазы сети на землю путем автоматического шунтирования однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, выявляющее наличие замыкания в сети и поврежденную фазу по факту повышения напряжения на фазе опережающей поврежденную в схеме прямой последовательности и последовательности и производящее автоматическое включение соответствующей фазы выключателя с пофазным-управлением на контур заземления подстанции 13 5. При этом процесс отыскания повреждения удлиняется от нескольких часов до суток, так как дальнейшее определение места замыкания в режиме шунтирования осуществляется оперативным персоналом при помощи переносных приборов типа Поиск, Волна или Зонд для обеспечения работы которых в контур искусственного, замыкания на землю включают генератор тональной частоты. Цель изобретения - расширение функ циональных возможностей устройства пу тем измерения расстояния до места замыкания фазы воздушной сети с изолированной нейтралью. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты от замыкания на землю фазы воздушной сети с изолированной нейтралью напряжением свыше 1000 В, содержащее подключенный к измерительному трансформатору напря жения через фильтры нулевой и прямой .последовательстей орган выявления поврежденной фазы, соединенный через Ьлок пофазного включения поврежденной фазы с приводами трех коммутационных элементов, включенных между фазами сети и землей, дополнительно введены токоограничивающий элемент, четвертый коммутационный элемент, орган измерения реактивной составляющей сопротивления, элемент блокировки на время проведения замера, блок пофазного включения неповрежденных фаз, причем последний соединен с каждым из трех приводов упомянутых коммутационных элементов, а также с приводом четвертого коммутационного элемента, шунтирующего токоограничивающий элемент и включенного между общей точкой трех коммутационных элементов и землей, при этом между токоограничивающим элементом и землей включены два входа органа измерения реактивной составляющей сопротивления, третий вход которого присоединен к измерительному трансформатору напряжения, причем выход органа измерения реактивной составляющей сопротивления соединен с первым входом элемента блокировки на время проведения замера, второй вход которого присоединен ко второму выходу органа выявления поврежденной фазы, при этом элемент блокировки на время проведения замера соединен своим выходами с блоком пофазного включения неповрежденной фазы, со вторым входом блока пофазного включения поврежденной фазы и с релейными защитами присоединений. Кроме того, токоограничивающйй элемент может быть выполнен в в.иде резистора, колебательного контура или конденсатора. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит орган выявления поврежденной фазы 1 (ОВПФ), присоединенный входными клеммами через фильтры 2 и 3 к измерительному трансформатору напряжения, а выходными к блоку пофазного включения поврежденной фазы 5 (БПВПФ) и к элементу блокировки на время проведения замера 6 (ЭБ). ЭБ 6, получая сигнал от органа измерения реактивной-составляющей сопротивления 7 (ОИ), воздействует на цепи релейных защит присоединений, на БПВПФ 5 и на блок пофазного включения неповрежденной фазы 8 (БПВНФ), который, в свою очередь, управляет работой коммутационных элементов . Кроме этого, на элементы воздействует еще и БПВПФ 5- Коммутационные элементы пофазно соединяют фазы сети через токоограничивающий элемент 13 с контуром заземления подстанции. При замыкании в сети фазы на землю, данное замыкание автоматически переводится в искусственно создаваемый режим двойного замыкания на время, достаточное для определения расстояния до точки повреждения, после чего искусственное двойное замыкание вновь автоматически переводится в замыкание на землю с последующим шунтированием места повреждения. Устройство работает следующим образом. При отсутствии повреждения коммутационные элементы находятся в отключенном положении. При замыкании. например фазы 14 на землю, на,измерительном трансформаторе происходит изменение фазных напряжений. При этом е фильтре 3 сработает реле 15. скоммутировав свой контакты 16 и 17, а в фильтре 2 срабатывают реле 18. и 19 максимального напряжения, которые коммутируют соответственно свои контакты 20-23 в ОВПФ 1. Этим достигается выбор поврежденной фазы, что проявляется в срабатывании реле , принадлежащем ОВПФ 1. Срабатывание реле 2k вызывает замыкание контактов 25 и 26 в БПВПФ 5 и БПВНФ 8 соответственно. Одновременно с реле 2 срабатывает и реле 27 в ЭБ 6, коммутируя свои контакты 28 и 29 в ЭБ 6 и контакт 38 в БПВНФ 8. В результате этого в БПВНФ 8 получит питание катушка 31 электромагнита, принадлежащая приводу коммутационного элемента (вторая катушка 32, находящаяся в БПВПФ 5 этого же коммутационного элемента, обесточена при этом), вызвав срабатывание послед него.Таким образом, замыкание на землю фазы 1 искусственно переводится в двойное замыкание фаз 1 и 33. Через токоограничивающий элемент 13 нач нет протекать ток. В это время начина ет свою работу ОИ 7, в котором определяется реактанс поврежденного участ ка воздушной линии. Происходит это следующим образом. Поступающие величины тока и напряжения от измерителей 3 и А соответственно преобразовываются и выпрямляются посредством элементов а удобную для работы аналогового делителя 3 форму. С аналогового делителя 43 информация о величине реактанса поступает на указатель Ц. Одновремен но с этим в ОИ 7 посредством контакта kS токового реле 6 включается реле 7 времени, которое коммутирует свои контакты 8-51, находящиеся в различных цепях устройства. Так в ЭБ 6 контакт А9 обесточивает реле 27, при этом с выдержкой времени контакт 51 включит реле 52, которому принадлежат контакты 53-56. Срабатывание реле 52 и отпадание реле 27 приводят к тому, что коммутационный элемент 11 возвращается в исходное положение, при этом коммутационный элемент 9 включающий электромагнит 57 которого получает питание, включается и шунтирует токоограничивающий элемент 13После отключения элемента 11 электромагнитом 58 контакты положения коммутационных элементов 59-б1 также возвращаются в исходное состояние В результате этого в БПВПФ 5 получает питание электромагнит б2, который включит коммутационный элемент 9 (второй электромагнит 63 этого же элемента обесточен). Электромагниты 6 и 65, принадлежащие коммутационному элементу 10, и электромагниты 31 и 32 коммутационного элемента 11 при этом оказываются заблокированными. Таким образом, место замыкания на землю фазы И оказывается зашунтированным. После устранения повре ;:дения устройство автоматически возвращается в исходное положение. Аналогично работает устройство при.,замыкании на землю на любой другой фазе, воздействуя через соответствующие элементы: 66-7. ОВПФ 1 представляет собой группу промежуточных реле напряжений, срабатывающих в последовательности, зависящих от работы фильтров напряжения 2 и 3. Исполнение БПВНФ 8 аналогично БПВПФ 5 и отличается от последнего порядком чередования перекгвочений электромагнитов коммутационных элементов. ЭБ 6 выполнен в виде релейно-контактного блока, алгоритм функционирования которого состоит в запрете действия релейных защит присоединений и БПВПФ 5 при разрешении работы БПВНФ8 во время появления замыкания на землю в сети. После вычисления реактанса поврежденного участка сети ЭБ 6 осуществляет функцию запрета работы БПВНФ и снимает запрет действия релейных защит присоединений и БПВПФ. ОИ 7 может быть выполнен по принципу известных устройств, например омметра реактивного сопротивления. Использование предлагаемого устройства сокращает величину ущерба от недоотпуска электроэнергии за счет измерения расстояния до места замыкания фазы сети на землю и скорейшего устранения данного повреждения. Формула изобретения 1, Устройство для защиты от замыкания на землю фазы воздушной сети с изолированной нейтралью напряжением свыше 1000 В, содержащее подключенный к измерительному трансформатору напряжения через фильтры нулевой

и прямой последовательностей, орган выявления поврежденной фазы, соединенный через блок пофазного включения поврежденной фазы с приводами трех коммутационных элементов, включенных между фазами сети и землей, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем измерения расстояния до места замыкания фазы сети на землю, в него дополнительно введены токоограничивающий элемент, четвертый коммутационный элемент, орган измерения реактивной составляющей сопротивления, элемент блокировки на время проведения замера, блок пофазного включения неповрежденной фазы, причем последний соединен с каждым из трех приводов упомянутых коммутационных элементов , а также с приводом четвертого коммутационного элемента, шунтирующего токоограничивающий элемент и ключенного между общей точкой трех коммутационных элементов и землей, при этом между токоограничивающим элементом и землей включены два входа органа измерения реактивной составляющей сопротивления, третий вход которого присоединен к измерительному трансфор матору напряжения, причем выход opraна измерения реактивной составляющей сопротивления соединен с первым входом элемента блокировки на время прюзедения замера, второй вход которого присоединен ко второму выходу органа выявления поврежденной фазы, при э1гом элемент блокировки на время проведения замера соединен своими выходами с блоком пофазного включения неповрежденной фазы, са вторым вхо/(йм блока пофазного включения поврежденной фазы и с релейными защитами присоединений.

2; Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е : я тем, что в качестве токоограничивающего элемента использован резистор.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в качестве токоограничивающего элемента использован колебательный контур.

k. Устройство ю п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в качестве токоограничивающего элемента использован конденсатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 Н 3/16, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР Н 828127, кл. G 01 R 31/08, 1978.

3.Указания по.разработке и внедрению автоматизации в распределительных сетях энергосистем Белглавэнерго. Минск, Белглааэнергоf 1980, с. 36.