Устройство для определения режима работы электрической сети с изолированной или компенсированной нейтралью Советский патент 1983 года по МПК H02H3/16 

дикации поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю содержит три пары последовательно соединенных логических элементов И и индикаторов состояний, причем первые входы логических элементов И подключены соответственно к первым трем входам блока индикации, а их вторые входы - к четвертому входу блока.

3. Устройство по П.1, о т л и чающееся тем, что блок индикации отключившейся фазы содержит три пары последовательно соединенных логических элементов И и индикаторов состояний, причем первые входы логических элементов И подключены соответственно к первым трем входам блока индикации ,а их вторы входы - к четвертому входу блока.

Изобретение относится к электро технике и.может быть использовано для определения состояний электрической сети с изолированной или компенсированной нейтралью. В настоящее время для индикации однофазного замыкания на землю используется трансформатор напр жения типа НТМИ. Ко вторичной обмотке, имеющей схему соединения открытый треугольник, подключается вольтметр и реле, работающее на сигнал. При этом реле срабатыва при однофазнрм замыкании на землю или при возникновении значительной иесимметрии, не различая эти два различных состояния электрической сети. Известно устройство для определения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью, содержаще фильтр напряжения нулевой последовательности, органы максимального напряженная, логические элементы И Однако это устройство не различает несимметричные режимы электрической сети. Наиболее близким к предлагаемом является устройство для определения режима электрической сети, содержащее подключаемые к каждой из фаз и к нейтрали сети преобразователи напряжения в логический сигна логические элементы И в цепи преобразователей фазных напряжений в логический сигнал, дающие разрешающий сигнал на ключи в каждой фа зе. Логический элемент ИЛИ, блок Выдержки времени, логические элементы И, последовательно соединенные с индикаторами состозянии, элемент равнозначностиt2. Недостатком этого устройства является отсутствие возможности определять конкретно поврежденную фазу в режимах однофазного замыкания на землю, и при обрывах фазы, а также возможность ложной информации о состоянии сети при обрывах фазы и наложении на этот режим другого повреждения сети. Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей путем индикации поврежденной и отключившейся фазы. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения режима электрической сети с изолированной иликомпенсированной нейтралью, содержащее подключаемые соответственно к датчикам напряжения фаз сети относительно земли и к датчику напряжения нейтрали сети четыре преобразователя пер1еменного напряжения в логический сигнал с заданными уставками по напряжению, три логических элемента И, первые входы которых соединены с инверсными выходами преобразователей напряжения одноименных фаз, а вторые и третьи входы с нейнверсными выходами преобразователей напряжения опережающей и отстающей фаз соответственно, логический элемент ИЛИ, три входа которого подключены к инферсным выходам первых трех преобразователей напряжения, четвертый, пятый и шестой логические элементы И, выход каждого из которых подключен к своему индикатору состояния, последовательно соединенные седьмой логический элемент И и блок выдержки времени-, а также четвертый индикатор состояния, причем неинверсный выход логического.элемента ИЛИ соединен с первыми входами пятого и .седьмого логических элементов И, а его инверсный выход - с первыми вхо дами четвертого и шестого логически -элементов И,неинверсный выход четве того преобразователя переменного напряжения в логический сигнал сое динен со вторыми входами пятого и шестого логических элементов И, а его Инверсный выход - со вторыми входами Четвертого и седьмого ло ических элементов И, введены последовательно соединенные блок уста новки и элемент типа защелка, блок индикации поврежденной фазы и блок индикации отключившейся фазы, причем второй вход элемента типа защелка соединен с выходом блока выдержки времени, неинверсный выход этого элемента - с ч1етвертым индикатором состояния, а его инверсный выход - с третьими входами четвертого, пятого и шестого логических элементов И, четыре входа блока индикации поврежденной фазы подключены соответственно к..выходам первых трех и пятого логических Элементов И, а четыре входа блока индикации отключившейся фазы подключены соответственно к выходам первых трех логических элементов И и к неинверсному выходу элемента т па защелка. Блок индикации поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю содержит три пары последовательно соединенных логических элементов И и индикаторов состояний, причем первые входы логических эле ментов И подключены соответственно первым трем входам блока индикации а их вторые входц - к четвертому входу блока. Блок индикацк1и отключившейся фа зы содержит три пары последователь соединенных логических элементов И и индикаторов состояний, причем пе вые входы логических элементов И п ключены соответственно к первым тр входам блока индикации, а их вторы входы - к четвертому входу блока. На фиг.1 и 2 приведена функциональная схема устройства; на фиг.3 стилизованная диаграмма напряжений. Устройство содержит Преобразователи 1-4 переменного напряжения в логический сигнал уставкой по напряжению, соответственно первый, второй и третий логические элементы И 5-7, логический элемент ИЛИ 8, соответственно четвертый, пятый, шестой и -седьмой логические элементы И блок 13 выдержки времени, элемент 1 типа защелка, блок 15 установки начального состояния, индикаторы состояний 16-19 блок 20 индикации поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю, блок 21 индикации отключившейся фазы, логические элементы И 222k блока индикации поврежденной фазы индикаторы 25-27 состояния блока индикации отключившейся фазы, индикаторы состояния блока индикации отключившейся фазы. Напряжения фаз сети относительно земли ид, DC подаются на входы преобразователей 1,2 и 3 переменного напряжения в логический сигнал, а Напряжение нейтрали Uo - на вход преобразователя . Преобразователи 1, 2 и 3 имеют уставку по напряжению 0,,2 Уф, а преобразователь k - уставку 0,3 Vф. Если входные напряжения Преобразователей меньше напряжения уставки, то их вы- . ходные сигналы на неинверсных выходах равны логическому нулю при превышении уставки логический единице. Выбранные уставки обеспечивают изменение выходного сигнала рдного из прв образователей 1,2 и 3 только при возникновении в электрической сети однофазного замыкания на землю или исчезновении напряжения на одной из фаз, на Выходе преобразователя k - при однофазном замыкании на землю или повышении напряжения на нейтрали, например при возникновении несимметрии проводимости фаз сети относительно ,: земли. Сигналы F с инверсных выходов преобразователей 1,2 и 3 подаются соответственно на входы логических элементов И 5, 6 и 7 одноименных фаз и на входы логического элемента ИЛИ 8 а сигналы F с неинверсных выходов на логические элементы И отстающей и опережающей фаз. Такая схема соединений в нормальном режиме работы (HP) электрической сети обеспечивает запрет логических элементов И от преобразователей одноименных фаз, а при возникновении однофазного замыкания на землю (033) или потере напряжения на фазе (отключение фазы 0 разрешение для логического элемента И поврежденной фазы и подтверждение запрета для логических элементов И здороЕых фаз, В нормальном режиме сигнал 2 (фиг.З) на выходе логичес кого элемента ИЛИ 8, равен логическ му нулю, а при возникновении однофа ного замыкания на землю или отключе нии фазы становится равным логической единице. Сигнал N(фиг.З) на инверсном вых де преобразователя в нормальном р жиме равен логическому нулю, а при однофазном замыкании на землю или возникновении несимметрии (повышение напряжения нейтрали ПНИ ) - логической единице.. Для формирования сигналов, характеризующих определенные состояния электрической сети используются логические элементы И 9, на входы которых подаются определен ные сочетания логических сигналов Z, Z, N,N. Для выявления нормального режима HP используется логический элемент И 9, на первые два Е.хода коТорого подаются сигналы Ей N. В нормальном режиме эти сигналы равны логическим единицам, следовательно, и выходной сигнал Е логического элемента И 9 равен логической единице (фиг.З. . Аналогично для выявления (фиг.З однофазного замыкания на землю 033 используется логический элемент И 10, на первые два входа которого подаются сигналы Z и N; для повышения напряжений нейтрали ПНИ используется логический элемент И 11, на первые два входа которого подаются сигналы Z и N; для отключения фазы ОФ используется логический элемент И 12, на два входа J OTOрого подаются сигналы Z и N. Под отключением фазы можно различать два состояния сети. Первое состояние может соответст вовать перегоранию предохранителя в одной из фаз силовой цепи - это н нормальное состояние сети и устройство его выделит правильно, второе может возникнуть при перегорании предохранителя или обрыве провода во вторичных цепях измерительного трансформатора нешряжегия - при этом возможно появление ложной информации состояния сети в случае наложения на этот режим другого повреждения сети и, следовательно, необходима блокировка логических элементов И 9i Ю и 11. Для этого , в схему устройства введены блоки 13, 1 и 15. Блок 13 выдержки времени предназначен для отстройки от случайных, кратковременных исчезновений напряжения на одной из фаз. Элемент k типа защелка обеспечивает блокировку логическим нулем логических элементов И 9 10 и 11 до выявления и устранения неисправности электротехническим персоналом. После устранения неисправности с помощью блока 15 установки начального состояния элемент типа защелка устанавливается в начальное состояние соответствующее нормальному режиму работы сети. Элемент типз защелка может быть выполнен, например, в виде RS-триггера. Для индикации состояния электрической сети служат четыре индикатора состояний 16,17, 18 и 19. Первые три подключены соответственно к выходам логических элементов И 9 10,и 11, а четвертый - к неинверсному выходу элемента И типа защелка. Постоянно показывает состояние электрической сети только один из индикаторов. Для индикации поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю в устройство введен блок 20 индикации поврежденной фазы, который состоит из трех пар последовательно соединенных логических элементов И 22, 23 и 2i и индикаторов 25, 2б и 27 состояний. Первые входы логических элементов И 22,23 и 2 соединены с выходами логических элементов И 5, 6 и 7, а вторые входы - с выходом логического элемента И 10. При возникновении однофазного замыкания на землю появляются одновременно логические единицы на выходе логического элемента И 10 (сигнал К) и на одном из выходов логических элементов И 5, 6 и 7. Это обусловит появление логической единицы на выходе логического элемента И поврежденной фазы(одном из элементов 22, 23 и 2k) и, следовательно, срабатывание соответствующего индикатора состояния (одного из индикаторов 25, 26 и 27). Для индикации отключившейся фазы в устройство введен блок 21 индикации отключившейся фазы, который состоит из трёх пар последовательно соединенных логических элементов И 29 и 30 и индикаторов 31, 32 и 33 с стояний. Первые входы логических эл ментов И 28, 29 и 30 соединены с вы ходами логических элементов И 5, 6 и 7, а вторые. - с неинверсным выходом элемента 14 типа защелка. При отключении фазы появляются одновременно-логические единицы на выходе элемента 14 типа защелка (сигналам и на одном из выходов логических эл ментов И (.5,6 и 7) . Это обусловит появление логической единицы на выходе логического элемента И отключившейся фазы (одном ,из элементов 28, 29 и 30) и, следовательно, ерабатывание соответствующего индикато

Ф{4г.1 ра состояния (одного из индикаторов 31, 32 и 33). предлагаемое устройство по сравнению с базовым, состоящим из трансформатора напряжений НТМИ и реле, позволяет повысить достоверность информации о состоянии электрической сети, так как оно выделяет нормальный режим, однофазно замыкание на землю, появление несимметрии и обрыв или отключение одной из фаз. Это значительно облегчает работу лект|зотехническому персоналу по выяснению и устранению возникающих неисправностей в электрических сетях, что обуславливает снижение врхемени отключения электрических сетей и,следовательно , повышение надежности их работы. Т1редлагаемре устройство имеет высокое быстродействие, четко выделяет различные режимы.

/f

/i

г5

a

г;

П

ts

w

35

.-±J

Фиг,. I

Фм.З