Устройство для определения режима электрической сети Советский патент 1983 года по МПК H02H3/16 H02H3/24 H02H5/10 

элемента И подключен к прямому выходу логического элемента ИЛИ, второй вход - к инверсному выходу логического элемента,

реализующего функцию равнозначности, а выход - к пятому исполнительному элементу.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖИМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ, содержащее подключаемые соответственно к датчикам напряжений фаз сети относительно земли и к датчику напряжения нейтрали сети четыре преобразователя переменного напряжения в логический сигнал с заданными уставками по напряжению, три логических элемента И, первые входы которых соединены с инверсными выходами преобразователей переменного напряжения в логйческий сигнал одноименных фаз, а вторые и третьи входы - с прямыми вь1ходами преобразователей переменного напряжения со ответственно опережающей и отстающей фаз, три ключа, основной вход каждого из которых подключен к датчику напряжения соответствующей фазы относительно земли, управляющий вход - к выходу логического элемента И одноименной фазы, а выходы всех ключей соединены с измерительным прибором, и- логический элемент ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью расширения функ-, циональных возможностей путем выделения металлического однофазного замыкания на землю, неполнофазного режима и обрыва фазы, в него введены подключенные к прямому выходу логического элемента ИЛИ первый блок выдержки времени, выход которого соединен с четвертыми входами первых трех логических элементов И, последовательно соединенные подключенный к четвертому преобразователю переменногонапряжения в логический сигнал второй блок выдержки времени и логический элемент, реализующий функцию равнозначности, второй вход которого соединен с прямым выходом логического элемента ИЛИ, последовательно соединенные подключенный к выходам ключей фильтр основной частоты и пятый преобразователь переменного напряжения в логический сигнал с заданной уставкой по напряжению, а также щесть дополнительных логических элементов И и пять исполнительных элементов, причем три . входа логического элемента ИЛИ подсоединены соответственно к инверсным выходам, первых трех преобразователей переменного напряжения, первый вход четвертого логического элемента И соединен с прямым вы- ходом логического элемента ИЛИ, второй (Л вход - с инверсным выходом пятого преобразователя переменного напряжения, а инверсный выход - с первым входом пятого логического элемента И, второй вхой которого соединен с прямым выходом логического элемента, реализующего функцию равнозначности, первый вход шестого логического элемента И подключен к выходу пятого логического элемента И, второй вход- к инверсному выходу пятого преобразователя 01 переменного напряжения, а выход - к перо о оо вому исполнительному элементу, второй исполнительный элемент подключен к прямому выходу пятого преобразователя переменного напряжения первый вход седьмого логического элемента И подключен к прямому выходу четвертого логического элемента И, второй вход - к выходу второго блока выдержки времени, а выход - к третьему исполнительному элементу, первый вход восьмого логического элемента И подключен к инверсному выходу логического элемента ИЛИ, второй вход - к выходу четвертого преобразователя переменного напряжения, а выход - к четвертому исполнительному элементу, первый вход девятого логического

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области электрических сетей, и может быть использовано для индикации режимов электрической сети, а также в устройствах автоматической компенсации тока однофазного замыкания на землю, в устройствах автоматического шунтирования поврежденной фазы и в устройствах защиты электрических сетей.

Известно устройство для определения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее фильтр напряжения нулевой последовательности, органы максимального напряжения, логические элементы И 1 .

К недостаткам этого устройства относится то, что оно не различает и реагирует на режим металлического замыкания на землю и несимметричные режимы, возникающие в электрической сети.

Известно устройство для защиты от несимметричного режима электрической сети с изолированной или компенсированной нейтралью, содержащее подключенные к каждой из фаз сети и нейтрали сети преобразователи переменного напряжения в логический сигнал, три логических элемента И, логический элемент ИЛИ и логический элемент, реализующий функцию равнозначности 2. .

Однако данное устройство также не выявляет режим металлического однофазного замыкания на землю и не выделяет начальный период однофазного замыкания на землю с целью отстройки от него и исключения ложной информации, которая может появляться в этот период.

Наиболее близким техническим рещением к изобретению является устройство для определения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю, содержащее подключенные соответственно на напряжение фаз сети по отнощению к земле и напряжение нейтрали четыре блока измерения напряжения, три логических элемента И, входы каждого из них соединены соответственно с выходами всех четырех блоков измерения напряжения, три ключа, основной вход каждого из них подключен на напряжение относительно земли своей фазы, управляющий вход соединен с логическим элементом И

той же фазы, а выход - со своим входом сумматора, а также логический элемент ИЛИ и исполнительный орган 3.

Недостаток известного устройства заключающийся в том, что оно не выявляет режим металлического однофазного замыкания на землю и несимметричные режимы.

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей устройства путем

выделения металлического однофазного замыкания на землю, неполнофазного режима и обрыва фазы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения режима электрической сети, содержащее подключаемые соответственно к датчикам напряжений фаз сети относительно земли и к датчику напряжения нейтрали сети четыре преобразователя переменного напряжения в логический

0 сигнал с заданными уставками по напряжению, три логических элемента И, первые входы которых соединены с инверсными выходами преобразователей переменного напряжения в логический сигнал одноименных фаз, а вторые и третьи входы - с прямыми

5 выходами преобразователей переменного напряжения соответственно опережающей и отстающей фаз, три ключа, основной вход каждого из которых подключен к датчику напряжения соответствующей фазы относительно земли, управляющий вход - к выхо ду логического элемента И одноименной фазы, а выходы всех ключей соединены с измерительным прибором, и логический элемент ИЛИ, введены подключенный к прямому выходу логического элемента ИЛИ первый блок выдержки времени, выход которого соединен с четвертыми входами первых трех логических элементов И, последовательно соединенные подключенный к четвертому преобразователю переменного напряжения в логический сигнал второй блок выдержки

0 времени и логический элемент, реализующий функцию равнозначности, второй вход которого соединен с прямым выходом логического элемента ИЛИ, последовательно соединенные подключенный к выходам ключей фильтр основной частоты и пятый пре5 образователь переменного напряжения в логический сигнал с заданной уставкой по напряжению, а также щесть дополнительных логических элементов И и пять исполнительных элементов, причем три входа логического элемента ИЛИ подсоединены соответственно к инверсным выходам первых трех преобразователей переменного напряжения, первый вход четвертого логического элемента И соединен с прямым выходом логического элемента ИЛИ, второй вход - с инверсным выходом пятого преразователя переменного напряжения, а инверсный выход - с первым входом пятого логического элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом логического элемента, реализующего функцию равнозначности, первый вход шестого логического элемента И подключен к выходу пятого логического элемента И, второй вход - к инверсному выходу пятого преобразователя переменного напряжения, а выход - к первому исполнительному элементу, второй исполнительный элемент подключен к прямому выходу пятого преобразователя переменного напряжения. первый вход седьмого логического элемента И подключен к прямому выходу четвертого логического элемента И, второй вход - к выходу второго блока выдержки времени, а выход - к третьему исполнительному элементу, первый вход восьмого логического элемента И подключен к инверсному выходу логического элемента ИЛИ, второй вхОд - к выходу четвертого преобразователя переменного напряжения, а выход - к четвертому исполнительному элементу, первый вход девятого логического элемента И подключен к прямому выходу логического элемен та ИЛИ, второй вход - к инверсному выходу логического элемента, реализующего функцию равнозначности, а выход - к пятОму исполнительному элементу. В практических схемах выходные сигналы ключей могут подаваться на сумматор с тремя входами, реализуемый, например, на суммирующем усилителе., В качестве исполнительных элементов могут быть приняты индикаторы реле. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. .2 - стилизованная диаграмма напряжений. Схема устройства включает преобразователи 1-3 переменного.напряжения в логический. сигнал с уставкой по напряжению, ключи 4-6 преобразователь 7 переменного напряжения в логический сигнал с уставкой по напряжений, логические элементы И логический элемент ИЛИ 11, блок 12 выдержки времени, измерительный прибор 13, блок 14 выдержки времени, логический элемент 15: реализующий функцию равнозначности, фильтр 16 основной частоты, преобразователь 17 переменного напряжения в логический сигнал с уставкой по напряжению, логические элементы И 18-20, исполнительные элементы 21, 22, логический элемент И 23, исполнительный элемент 24, логический элемент И 25, исполнительный элемент 26, логический элемент 27, исполнительный элемент 20. Напряжения фаз сети относительно земли подаются на преобразователи 1-3 переменного напряжения в логический сигнал, на основные входы ключей 4-6, а напряжение нейтрали подается на преобразователь 7. Преобразователи 1;3 имеют уставку по напряжению 0,05-0,2 , а преобразователь 7 - уставку 0,3 Если входные напряжения преобразователей меньше напряжения уставки, их выходные сигналы равны логическому нулю, при превышении уставки - логической единице. Выбранные уетавки обеспечивают изменение выходного сигнала одного из преобразователей 1, 2 и 3 только при возникновении в электрической сети однофазного замыкания на землю или исчезновения напряжения на одной из фаз, а на выходе преобразователя 7 - при любом соответствующем повышении напряжения на нейтрали. Сигналы F с инверсных выходов преобразователей 1-3, подаются на входы логических элементов И одноименных фаз (соответственно 8-10) и на входы логического элемента ИЛИ 11, а сигналы F с прямых выходов - на логические элементы И отстающей и опережающей фаз. Такая схема соединений в нормальном режиме работы электрической сети обеспечивает запрет логических элементов И от преобразователей одноименных фаз, а при возникновении однофазного замыкания на землю или потере напряжения на фазе (обрыве фазы) - разрешение для логического элемента И поврежденной фазы и подтверждение запрета для логических элементов И здоровых фаз. В нормальном режиме (HP) сигнал Z (фиг. 2) на выходе логического элемента ИЛИ 11 равен логическому нулю, а при возникновении однофазного замыкания на землю (ОЗЗ) или обрыва фазы (ОФ), сразу становится равны.м логической единице; Для отстройки от апериодической составляющей тока замыкания на землю используется блок 12 выдержки времени, который обеспечивает задержку сигнала Z на время tj, равное 0,2-0,5-с. Когда сигнал Zt становится равным логической единице, снимается запрет на четвертом входе логического элемента И поврежденной фазы и на его выходе появляется сигнал D, открывающий соответствующий ключ, благодаря чему на выходе этого ключа появляется напряжение поврежденной фазы Uj в аналоговой форме, которое фиксируется измерительным прибором 13. Выходной сигнал N преобразователя 7 в нормальном режиме (HP) равен логическому нулю, а при однофазнОм замыкании на землю (ОЗЗ) или неполнофазных режимах электрической сети (НПФР) - логической единице. Для отстройки от переходных процессов после ликвидации однофазного замыкания на землю введена выдержка времени tz 0,5-1с, создаваемая блоком 14 выдержки времени. Сигналы Z и N подаются на входЪ логического элемента 15, реализующего функцию равнозначности, т.е. его выходной сигнал L равен логической единице, когда оба его входных сигнала равнозначны (оба равны логической единице или логическому нулю), и равен логическому нулю, когда один из сигналов равен логической единице, а второй - логическому нулю. Таким образом, сигнал L равен логическому нулю сразу после ликвидации однофазного замыкания на землю в течение времени tz, при неполнофазных режимах и обрывах фазы. При возникновении металлического однофазного замыкания на землю (МОЗЗ) остаточное напряжение на поврежденной фазе УЗ становится близким к нулю, что приводит к искажению информации об этом напряжении. Это может обусловить ложную работу автоматических устройств. Для выявления указанного режима напряжение Us поступает на фильтр 16 основной частоты, который задерживает высшие гармоники и пропускает на вход преобразователя 17 переменного напряжения в логический сигнал с уставкой по напряжению только напряжение замыкания Uj основной гармоники. Преобразователь 17 имеет уставку по напряжению 0,1-0,5% Уф. Выходной сигнал М преобразователя 17 равен логической единице, только при однофазном замыкании на землю (ОЗЗ)через переходное сопротивление, когда ,1-0,5% Ucfj, во всех остальных случаях - логическому нулю. Для выделения сигнала К при металлическом замыкании на землю и обрыве фазы используется логический элемент И 18, на первый вход которого подается сигнал Z, а на второй сигнал М с инверсного выхода преобразователя 17. Для получения сигнала Р, несущего информацию о появлении металлического замыкания на землю (МОЗЗ), ликвидации замывкания на землю, неполнофазных режимах (НПФР) и обрывах фазы (ОФ), используется логический элемент И 19, на первый вход которого подается сигнал L, а на второй - сигнал К с инверсного выхода логического элемента И 18. К инверсному выходу преобразователя 17 и логическому элементу И 19 подключены входы логического элемента И 20. На один вход последнего поступает сигнал М, а на другой - сигнал Р. На выходе элемента 20 выявляется сигнал (логическая единица) о нормальном режиме сети и поступает на первый исполнительный элемент 21. Сигнал М об однофазном замыкании на землю через сопротивление появляется на прямом выходе преобразователя 17 и поступает на второй исполнительный элемент 22. К прямому выходу логического элемента И 18 и к выходу блока 14 выдержки времени подключены входы логического элемента И 23. На один вход последнего поступает сигнал К, на другой - сигнал N, а на выходе выявляется сигнал о металлическом однофазном замыкании на землю, который подается на третий исполнительный элемент 24. К инверсному выходу логического элемента ИЛИ 11 и к выходу преобразователя 7 подключены входы логического элемента И 25. На один вход его поступает сигнал Z, на второй - сигнал N, а на выходе выявляется сигнал о неполнофазном режиме, и подается на четвертый ис:полнительный элемент 26. К прямому выходу логического элемента ИЛИ 11 и к инверсному выходу логического элемента 15, реализующего функцию равнозначности, подключены входы логического элемента И 27. На один вход его поступает сигнал Z, на другой - сигнал L, а на выходе выявляется сигнал об обрыве фазы и подается на пятый исполнительный элемент 28. Предложенное устройство позволит повысить достоверность информации о состоянии электрической сети, обусловит правильную работу систем автоматического регулирования, благодаря чему будет обеспечено улучщение переходных процессов в электрической сети и повышение ее надежности.

HP 033 MQJ3 053 HP HP 0 HP

Фиг.2