Устройство для передачи электрической энергии трехфазным потребителям в сетях с изолированной нейтралью Советский патент 1983 года по МПК H02J3/00 

режима, кроме того, выходы всех элементов и логического элемента И соеди йены с входом блока управления.

3. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что блок управления содержит логические элементы И, входы которых соединены с выходами блока выбора поврежденной линии и логического элемента И блока выбо1эа вида повреждения, а выходы которых подключены к приводам линейных выключателей, три логических элемента НЕ, входы первого и второго соединены с выходом логического И блока выбора вида повреждения, а вход третьего соединен с выходом элемента определения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю блока выбора вида повреждения, два логических элемента И, вход первого соединен с выходом первого логического элемента НЕ и с выходом элемента определения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю блока выбора вида повреждения, а вход второго соединен с выходами второго и третьего логических элементов НЕ и с выходом элемента определения степени расстройки компенсации дугогасящей

катушки в нормальном режиме.блока выбора вида повреждения, элемент регулирования дугогасящей катушки в нормальном режиме, вход которого соединен с выходом второго логического элемента И, а выход соединен с приводом регулятора дугогасящей катушки, элемент регулирования дугогасящей катушки в режиме однофазного

.замыкания на землю, вход которого соедине с выходом первого логиче,ского элемента И и с выходом элемента определения степени расстройки компенсации дугогасящей катушки з режиме однофазного замыкания на землю блока выбора вида повреждения, а выход соединен с приводом регулято.ра дугогасящей катушки, элемент блокировки регулятора дугогасящей катуш вход которого подключен к выходу элемента определения неполнофазного режима блока выбора вида повреждения а выходы соединены с входами элементов регулирования дугогасящей катушки в нормальном режиме и в режиме однофазного замыкания на землю, причем вход Элемента блокировки регулятора дугогасящей катушки подключен к приводу шунтирующего однофаз-ного выключателя.

1

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к сетям трехфазного переменного тока с изолированной нейтралью, и может быть использовано.для повышения надежности электроснабжения потребителей электрической энергии при отключении фазы линии, .при замыкании одной из фаз линии на землю, а также для обеспечения безопасности при обрыве проводов с падением на землю.

Неполнофазные режимы в сетях с глухозаземленной нейтралью известны и широко используются для повышения надежности электроснабжения потребителей . В сетях с изолированной нейтралью передача электрической энергии при неполнофазных режимах может осуществляться по системе два провода - земля. При этом изоляция линии находится под линейным

напряжением, что при длительной эксплуатации может приводить к аварийным отключениям линии.

Наиболее близким к изобретению является устройство для компенсации емкостных токов, позволяющее повысить надежность электроснабжения потребителей в сетях с изолированной нейтралью, содержащее

заземляющий трансформатор (трехфазный реактор), выводы фаз которого подключены к шинам питающей подстанции, регулируемую дугогасящую катушку, включенную в нейтраль заземляющего

трансформатора и к йемле, отходящие линии с линейными выключателями Cl Однако известное устройство позволяет осуществлять передачу электрической энергии при однофазном замыкании на землю, а при неполнофазном режиме линии, в сети с изолиро3 . . Y ванной нейтралью; трехфазные потреби гели Электрической энергии должны быть отключены, так как при отключении фазы линии создается однофазный режим, который недопустим для трехфазных потребителей, что приводит к значительному народнохозяйственному ущербу. Известное устройство не обеспечивает безопасности при обрыве проводов линии с падением на землю в сетях с изолированной нейтралью. . Целью изобретения является повышение надежности электроснабжения трехфазных потребителей при неполнофазном режиме и обеспечение безопасности в сетях с изолированной нейтралью. Указанная цель достигается тем, что устройство для передачи электрической энергии трехфазным потребителям в сетях с изолированной нейтралью, содержащее заземляющий трансформатор (трехфазный реактор), выводы фаз которого подключены к шинам питающей подстанции, регулируемую дугогасящую катушку, включенную в нейтраль заземлякяцего трансформатора и к земле, отходящие линии с линейрными выключателями, дополнительно снабжено трансформаторами тока нулевой последовательности, блоком выбора поврежденной линии, входы которого подключены к выводам трансформаторов тока нулевой последовательности, трансформатором напряжени подключеннымк шинам питающей подстанции, блоком выбора вида поврежде ния, входы которого соединены с выходами трансформатора напряжения, од нофазным выключателем, шунтирующим дугогасящую катушку, однофазным выключателем,включенным в нейтраль трансформатора приемной подстанции, блоком определения неполнофазного режима и управления однофазным выклю чателем заземления нейтрали, который подключен к выводам вторичной обмотк трансформатора приемной подстанции и к приводу выключателя заземления -ней рали, и блоком управления, выходы ко рого подключены к приводам линейных выключателей, к приводу регулятора дугогасящей катушки и к приводу одно фазного выключатели, шунтирующего ка тушку, а входы блока, управления подключены к выходам блока выбора вида повреищения и к выходам блока выбора Ц поврежденной линии, причем количество выходов блока выбора поврежденной линии соответствует числу отходящих линий от шин питающей подстанции. Блок выбора вида повреждения содержит индикатор вида повреждения, логический элемент И и элементы определения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю, определения неполнофазного режима, определения степени расстройки компенсации дугогасящей катушки в нормальном режиме, определения степени расстройки компенсации дугогасящей катушки .в режиме однофазного замыкания на землю, причем входы элементов соединены с выходами трансформатора напряжения, входы индикатора вида повреждения и логического элемента И соединены с выходами элементов определения поврежденной фазы и определения неполнофазного режима, кроме того, выходы всех элементов и логического элемента И соединены с входом блока управления. Блок управления содержит логические элементы И, входы которых соединены с выходами блока выбора поврежденной линии и логического элемента И блока выбора вида повреиадения, а выходы которых подключены к лриводам линейных выключателей, три логических элемента НЕ, входы первого и второго соединены с выходом логического элемента И блока выбора вида повреждения, а вход третьего соединен с выходом элемента определения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю блока выбора вида повреждения, два логических элемента И, вход первого соединен с выходом первого логического элемента НЕ и с выходом элемента определения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю блока выбора вида повреждения, а вход второго соединен с выходами второго и третьего логических элементов НЕ и с выходом элемента определения степени расстройки компенсации дугогасящей катушки в нормальном режиме блока выбора вида повреждения, элемент регулирования дугогасящей катушки в нормальном режиме, вход которого соединен с выходом второго логического элемента И, а выход соединен с . приводом регулятора дугогасящей катушки, элемент регулирования дуго5

гасящей катушки в режиме однофазного замыкания на землю, вход которого соединен с выходом первого логического элемента И и с выходом олемента определения степени расстройки компенсации дугогасящей катушки в режиме однофазного замыкания на землю блока выбора вида повреждения, а выход соединен с приводом регулятора дугогасящей катуш:ки, элемент блокировки регулятора дугогасящей катушки, вход которого подключен к выходу элемента определения неполнофазного режима блока . выбора вида повреждения,-а выходы соединены с входами элементов регулирования дугогасящей катушки в нормальном режиме и режиме однофазн(То заныкания на землю, причем вход элемента блокировки регулятора дугог ,сящей катушки подключен к приводу шу тирующего однофазного выключателя .

На фиг. 1 изображена схема передачи электрической энергии трехфазным потребителям в сетях с изолированной нейтралью; на фиг. 2- блок выбора вида повреждения; на фиг. 3блок управления..

Устройство содержит трансформатор 1 питающей подстанции, к которому посредством выключателя 2 подключены отходящие линии 3, снабженные трансформаторами тока нулевой последовательности, выводы которых подключены к блоку э выбора поврежденной линии, трансформаторы 6 приемных подстанций, подключенные в конце линии (с целью упрощения на схеме изображен только один трансформатор трансформатор 7 напряжения, выводы фаз подсоединены к блоку выбора вида повреждения, которыйсовместно с выводами блока выбора поврежденной линии подключен к блоку 9 управления, причем выводов у блока выбора поврежденной линии столько, сколько имеется отходящих линий от шин питающей подстанции, трехфазный реактор 10, выводы фаз его подключены к шинам питающей подстанции, регулируемую дугогасящую катушку 11, включенную в нейтраль трехфазного реактора и к земле, однофазный выклю чатель 12, шунтирующий дугогасящую катушку, причем выводы блока 9 управления подключены к приводам линейных выключателей 2, к приводу регулятора дугогасящей катушки 11, а также к приводу шунтирующего однозоэп . 6

.фазного выключателя 12, однофазный выключатель 13, включенный в нейтраль трансформатора 6 приемной подстанции и к земле, блок 1Й определения неполнофазного режима и управле. ния однофазным выключателем заземления нейтрали , который подключен к выводам вторичной обмотки трансформатора 6 приемной подстанции

10 и к приводу однофазного выключателя 13, элемент определения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю, элемент 16 определения неполнофазного режима, элемент 1 определения расстройки компенсации дугогасящей катушки в нормальном режиме, элемент 18 определения степени расстройки компенсации дугогасящей катушки в режиме однофазного замыкания на землю, входы которых соединены с выходом трансформатора 7 напряжения, индикатор 19 вида повреждения, на вход которого подаются выходные сигналы с элемента 15 определения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю и элемента 1б определения неполнофазного режима, логический элемент И 20, на вход которого подаются выходные

3Q сигналы с элемента 15 определения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю и элемента 16 определения неполнофазного режима, выход которого, совместно с выходами элемента 15 определения пов-: режденной фазы при однофазном замыкании на землю, элементом 16 определения неполнофазного режима, элементами 17 и 18, определения сте... пени расстройки компенсации дугогасящей катушки в Нормальном режиме и режиме однофазного замыкания на землю, подключен к блоку 9 управления , логические элементы И 21 и 22, на входы которых подаются сигналы с элемента блока 5 выбора поврежденной линии и от логического элемента И 20 блока выбора вида повреждения, а выходы их соединены с . , приводами линейных выключателей 2

три логических элемента НЕ 23-25, на входы первого 23 и второго 2k элементов НЕ подается этот же сигнал из выхода логического элемента И 20 блока 8 выбора вида повреждения, а

5- вход третьего элемента НЕ 25 соединен с выходом элемента 15 определения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю упомянутого блока, два логических элемента И 26 и 27, на вход первого элемента 2б подается сигнал с выхода первого логического элемента НЕ 23 и от элемента 15 определения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю блока 8 выбора вида повреждения, а на вход второго элемента 27 подаются сигналы с выходов второго 2k и третьего 25 логических элементов НЕ и с выхода элемента: 17 определения степен расстройки компенсации дугогасящей катушки в нормальном режиме блока 8 выбора вида повреждения, элемент 28 регулирования дугогасящей катушки в нормальном режиме,на вход которог подается сигнал с второго логического элемента И 27, а выход его соединен с приводом регулятора дуго гасящей катушки 11, элемент 29 регу лирования дугогасящей катушки в режиме однофазного замыкания на зем лю, вход его соединен с выходом пер вого логического элемента И 26 и вы ходом элемента 18 определения степе )засстройки дугогасящей катушки в ре жиме однофазного замыкания на землю блока 8 выбора вида повреждения, а выход соединен с приводом регулятора дугогасящей катушки 11, элемен 30 блокировки регулятора дугогасяще катушки ,вход его подключен к выходу элемента 16 определения непол нофазного режима блока 8 выбора вида повреждения, причем этот же подается на привод шунтирующего однофазного выключателя 12,а выходы элемента 30 связаны с входами элементов 28 и 29 регулирования дугогасящей катушки в нормальном режиме и режиме однофазного заьшкания на землю. Устройство работает следующим об разом. В нормальном режиме работы элект рической сети, когда отсутствует однофазное замыкание на землю, неполнофазный режим, обрыв провода с падением на землю, с помощью элемента 17 определения степени расстройки компенсации дугогасящей катушки в нормальном режиме произво дится коррекция настройки дугогасящей катушки 11, посредством указанного элемента блока 8 выбора.вид повреждения подается выходной сигнал на вход второго логического элемента И 27. Ввиду отсутствия сигналов с других выходов блока 8 выбора вида повреждения, на выходе логического элемента И 27 появляется сигнал, который идет на вход элемента 28 регулирования дугогасящей катушки в нормальном режиме. С помощью указанного элемента производится коррекция настройки дугогасящей катушки 11 в нормальном режиме, так как выходной сигнал этого элемента связан с приводом регулятора дугогасящей катушки.. При возникновении однофазного замыкания на землю на одной из отходящих линий 3, с помощью трансформаторов k тока нулевой последовательности, трансформатора 7 напряжения, блока 5 определения поврежденной линии,элемента 15 определения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю блока 8 определения вида повреждения определяется поврежденная линия и фаза, на которой произошло однофазное замыкание на землю, а элемент 18 определяет степень расстройки компенсации дугогасящей катушки в этом режиме. Выходной сигнал с элемента 15 определения поврежденной фазы при од-. нофазном замыкании на землю подается на входы первого логичес- , .Кого элемента И 26 и третьего логического элемента НЕ 25.В этом случае второй логический элемент И 27 не выдает сигнал на вход элемента 28 регулирования дугогасящей .катушки в нормальном режиме, так как нет выходного сигнала из третьего логического элемента НЕ 25 ввиду наличия сигнала с выхода эле.мента 15 определения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю. Со стороны логического элемента 41 20 нет сигнала, так как отсутствует сигнал с выхода элемента Определения неполнофазного .режима, поэтому на выходе первого логического элемента НЕ 23 есть выходной сигнал, который поступает ма вход первого логического элемента И 26. Выходной сигнал логического элемента 26 и соответствующий сигнал с элемента 18 определения степени расстройки компенсации дугогасящей катушки в режиме однофазного замыкания на землю подаются на вход элемента 29 регулирования дугогасящей катушки в режиме однофазного замыкания на землю, которы своим выходом связан с приводом регулятора дугогасящей катушки 11, На входе логических элементов И 21 22 есть входной сигнал с блока 5 выбора поврежденной линии, но так как нет сигнала с выхода элемента И 20 устройства определения вида повреждения , сигналы на привод линейных выключателей не подаются. Индикатор 19 вида повреждения сигнализирует о наличии однофазного замыкания на землю Дугогасящая катушка осуществляет компенсацию емкостных токов. В этом режиме на шинах вторичной обмотки трансформатора 6 приемной подстанции отсутствуют составляющие обратной последовательности, поэтому блок 1 4 определения неполнофазного режима и управления однофазным..выключателем заземления нейтрали не реагирует на однофазное замыкание на землю и не выдает выходного сигнала на привод однофазного выключат ля 1 3 . При возникновении неполнофазного ;режима на одной из отходящих линий например, вследствие неполнофазного включения линейного выключателя 2, перегорании предохранителя на шинах приемной подстанции, когда провод н лежит на земле, элемент 16 определе ния неполнофазного режима блока 8 о ределения вида повреждения выдает в ходной сигнал .на привод однофазного шунтирующего выключателя 12, который включается и шунтирует дугогасящую катушку. Этот же сигнал подается на элемент 30 блокировки, регулятора дугогасящей катушки, который блокирует элементы 28 и 29 регулирования дугогасящей катушки в нормальном режиме и режиме однофазного замыкания . Блок 1 определения неполнофазного режима и управ ления однофазным выключателем зазем ления нейтрали фиксирует указанный режим и выдает сигнал на привод вык лючателя 13, который включается. С помощью предложенного устройс гва осуществляется электроснабжение тре фазных потребителей по линии в неполнофазном режиме. Индикатор 19 вида повреждений сигнализирует о н личии неполнофазного режима. При обрыве одного из проводов на одной из отходящих линиях 3 с по 11 мощью блоков 5 определения поврежден-, ной линии, элементов 15. и 16 определения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю и определения неполнофазного режима фиксируется этот режим, о чем сигнализирует индикатор 19 вида повреждения. В этом случае на входе логического элемента И 20 есть оба сигнала с выходов элементов 15 и 16 определения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю и определения неполнофазного режима, и поэтому он выдает выходной сигнал на вход логических элементов И 21 и 22. Сюда же поступают сигналы из блока 5 определения поврежденной линии; Логические элементы И 21 и 22 выдают сигналы на отключение соответствующего линейного выключателя 2, на котором имеется повреждение. После отключения поврежденного фидера осуществляется коррекция компенсации дугогасящей катушки в нормальном режиме, ввиду того, что изменяется емкость сети из -за отключения поврежденного- фидера. Схема приходит в исходное состояние. V С помощью предложенного устройства создается возможность обеспечения работы трехфазных потребителей по линии в неполнофазном режиме и исключения однофазного режима, который недопустим для указанных потребителей, а следовательно. предвтвращается их выход из строя. Кроме того, использование неполнофазного режима в сетях с изолированной нейтралью как эксплуатационного позволит повысить надежность электроснабжениятрехфазных потребителей, причем изоляция линии находится над фазным напряжением . Предложенное устройство позволяет обеспечить безопасность при обрыве.провода с падением на землю, так как эта линия быстро определяется и отключается с помощью линейных выключателей. Блок управпения обеспечивает работу устройством передачи электрической энергии трехфазным потребителям в сетях с изолированной нейтралью при неполнофазном режиме, режиме однофазного замыкания на землю, обрыве провода с падением на землю, к орекцию компенсаций дугогасящей катушки в нормальном режиме и режиме однофазного

замыкания на землю автоматически, что, в конечном счете, позволяет повысить производительность труда эксплуатационного персонала и проводить дальнейшую комплексную автоматизацию электрических сетей с изолированной нейтралью.

Использование предлагаемого устройства в электрических сетях- с изоли|)ованной нейтралью позволит повысить надежность электроснабжения трехфазных потребителей электрической энергии, тем еамым nonyi iTb знамительный экономический эффект.

Фиг 2

t

if

i

f)