Устройство для контроля изоляции в трехфазных электрических сетях сельскохозяйственного назначения Советский патент 1983 года по МПК G01R31/08 

ния обрыва, выходы первого, второго и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены с соответствующим входом трехвходового элемента иЛи, выход которого соединен с выходом блока выделения обрыва.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИИ В ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ, содержащее первый, второй и третий емкостные датчики напряжения, первые выводы которых подсоединены к соответствующим клеммам для подключения фаз контролируемой трехфазной электрической сети,вторые выводы емкостных датчиков напряжения соединены с соответствующими входами блока выделения поврежденной фазы, второй вывод первого емкостного датчика напряжения через первый управляемый ключ соединен с вторым выводом второго емкостного датчика напряжения, который, в свою очередь, через второй управляемый ключ соединен с вторым выводом третьего емкостного датчика напряжения, блок контроля напряжения нулевой последовательности, соответствующий выход которого соединен с соответствующими управляющими входами первого и второго управляемых ключей, второй выход - с одним из входов блока выделения поврежденной фазы, отличающееся тем,что, с целью расширения функциональных возможноетей путем выделения зоны обрыва,в .устройство введены третий и четвертый управляемые ключи, блок выделения обрыва, блок выделения зоны обрыва и элемент ПАМЯТЬ, причем блок контроля напряжения нулевой последовательности через третий управляемый ключем соединен с вторым выводом третьего емкостного датчика напряжения, который через четвертый управляемый ключ соединен с входом блока выделения зоны обрыва, вторые выводы емкостных датчиков напряжения соединены с соответствующими входами блока выделения обрыва, выход которого через элемент ПАМЯТЬ i соединен с управляющими входами третьего и четвертого управляемых (Л С ключей. 2. Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что блок выделения обрыва содержит три двухвходовых и один трехвходовой элементы ИЛИ, три пороговых элемента,три элемента ЗАПРЕТ, причем разрешающие входы соответственно первого, второго и третьего элементов ЗАПРЕТ сл соединены с соответствующими входами блока выделения обрыва, за4 прещающие входы первого, второго и ОС третьего элементов ЗАПРЕТ соединены через соответствующие пороговые элементы соответственно с выходами 05 первого, второго и третьего деухвходовых элементов ИЛИ, соответствующие входы первого и третьего двух входовых элементов ИЛИ подсоединены ко второму входу блока выделения обрыва, соответствующие входы первого и второго двухвходовых элементов ИЛИ соединены с третьим входом блока выделения обрыва, соответствующие входы второго и третьего двухвходовых элементов ИЛИ соединены с первым входом блока вьщеле

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств для контроля изоляции и определения места обрыва в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью ,

Известно устройство для определения поврежденной фазы при однофазовых замыканиях на землю, содержащее антенный фильтр напряжения нулевой последовательности, блок пуска, блок индикации, блок коммутации, блок сравнения и исполнительный элемент, причем антенный фильтр напряжения нулевой последовательности разрезан на две части 1

Однако такое устройство Позволяе только контролировать поврежденную фазу при однофазном замыкании на 3 емлю.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство для контроля изоляции и выявления поврежденной фазы в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью, содержащее фильтр напряжения нулевой последовательности в виде трех емкостных датчиков напряжения, соединенных в звезду через первый и второй блоки коммутации, блок сравнения, соответствующие входы которого соединены с вторыми выводами соответствующих емкостных датчиков напряжения, блок индикации, соединенный с блоком сравнения, блок пуска, один из выводов которого соединен с вторым выводом второго емкостного датчика напряжения, а соответствующие выходы - с соответствующимивходами первого и второго блока сравнения, выход блока пуска соединен с входом исполнительного элемента 2,

Недостатком этого устройства является то, что оно позволяет определить поврежденную фазу при замыКЕНИИ на землю, но не выявляет зону обрыва.

В воздушных электрических сетях кроме однофазных замыканий на землю часто встречаются случаи обрыва фазных проводов без замыкания на землю. К таким повреждениям можно отнести, например, случаи выгорания шлейфа разъединителя, недовключения одного из контактов .секционирующего выключателя и т.п.

Известно, что возникновение обрыва одного из фазных проводов ВЛ сопровождается изменением междуфазных напряжений. Отключение частично или полностью одной фазы приводит к увеличению напряжения на фазе, емкость которой уме.ньшилась в результате отключения. Напряжения двух других to фаз относительно земли уменьшаются одинаково.

i Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устрой|ства путем выделения зоны обрыва.

5 Цель достигается тем, что в устройство для контроля изоляции в трех фазных электрических сетях сельскохозяйственного назначения, содержащее первый, второй и третий емкост0 ные датчики напряжения, первые выводьа- которых подсоединены к соответствующим клеммам для подключения фаз контролируемой трехфазной электрической сети, вторые выводы ем5 костных датчиков напряжения соединены с соответствующими входами бл.ока выделения поврежденной фазы, второй вывод первого емкостного датчика напряжения через первый упQ равляемый ключ соединен с вторым выводом второго емкостного датчика напряжения, который, в свою, очередь, через второй управляемый ключ сое 1инен с вторым выводом третьего емкостного датчика напряжения,блок контроля напряжения, нулевой последовательности, соответствующий выход которого соединен с соответствующими управляющими входами первого и второго управляемых ключей,

0 второй выход - с одним из входов блока выделения поврежденной фазы, введены третий и четвертый управляемые ключи, блок выделения обрыва, блок выделения зоны обрыва и эле5 мент ПАМЯТЬ, причем блок контроля напряжения нулевой последовательное ти через третий управляемый ключ соединен с вторым выводом третьего емкостного датчика напряжения, коQ торый через четвертый управляемый ключ соединен с входом блока выделения зоны обрыва, вторые выводы емкостных датчиков напряжения соединены с соответствующими входами

блока вьмделения обрыва, выход которого через элемент ПЛМЯТЬ соединен с управляющими входами третьего и четвертого управляемих ключей.

Блок вьщеления обрыва, кроме того, содержит три двухвходовых и и один трехвходовой элементы ИЛИ, три пороговых элемента, три элемента ЗАПРЕТ, причем разрешающие входы соответственно первого, второго и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены с соответствующими входами блока выделения обрыва, запрещающие входы соответственно первого, второго и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены через соответствующие пороговые элементы соответственно с выходами первого, второго и третьего двухвходовых элементов ИЛИ, соответствующие входы первого и третьего двухвходовых элементов ИЛИ подсоединены к второму входу блока .выделения обрыва, соответствующие входы первого и второго двухвходовых элементов ИЛИ соединены с третьим входом блока выделения обрыва, соответствующие входы второго и третьего двухвходовых, элементов ИЛИ подключены к первому входу блока выделения обрыва,выходы первого, второго и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены с соответствующим входом трехвходового элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу блока выделения обрыва.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 структурная схема блока выделения обрыва.

К трем фазам 1, 2 и 3 контролируемой сети подключены соответственно первые выводы емкостных датчиков 4, 5 и б напряжения, а вторые выводы емкостных датчиков 4, 5 и б напряжения через первый 7 и второй 8 управляемые ключи объединены, блок 9 контроля напряжения нулевой последовательности одним выводом соединен с общим выводом устройства и через третий управляемый ключ 10 соединен с вторым выводом третьего емкостного датчика 6 напряжения. Блок 11 выделения зоны обрыва через четвертый управляемый ключ 12 соединен также с вторым выводом третьего емкостного датчика 6 напряжения К вторым выводам емкостных датчиков 4, 5 и 6 напряжения подключен . вход блока 13 выделения обрыва. Выход блока 13 выделения обрыва соединен через элемент 14 ПАМЯТЬ с управляющими входами третьего 10 и четвертого 12 ключей. Входы блока 15 выделения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю соединены с вторыми выводами емкостных датчиков 4, 5 и 6 напряжения, :управляющий вход блока 15 выделения

поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю соединен с вторым выходом блока 9 контроля напряжения нулевой последовательности.

Блок 13 выделения обрыва (см. фиг.2) содержит три элемента 16, 17 и 18 ЗАПРЕТ, запрещающие входы каждого из которых соединены соот ветственно с пороговыми элементами 19, 20 и 21, входы каждого из ко.торых, в свою очегэедь, соединены соответственно с двухвходовыми элементами 22, 23 и 24 ИЛИ. Кроме того, выходы элементов 16, 17 и 18 ЗАПРЕТ соединены с соответствующими входами трехвходового элемента ИЛИ 25.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме управляемые ключи 7, 8 и 10 находятся в нормально замкнутом состоянии, т.е. вторые выводы емкостных датчиков напряжения 4, 5 и б электрически объединены, вследствие этого емкостные датчики напряжения 4, 5 и б образуют фильтр напряжения нулевой последовательности. Сигнал на выходе этого фильтра равен нулю, поэтому блок 9 контроля напряжения нулевой последовательности, блок 11 выделения зоны обрыва, элемент 14 ПАМЯТЬ,блок 13 выделения обрыва, блок 15 выделения поврежденной фазы при однофазных замыканиях на землю не работают I

При однофазном замыкании на земл например, фазы 1 появляется напряжение нулевой последовательности, которое поступает на блок 9 контроля напряжения нулевой последовательности. Блок 9 контроля напряжения нулевой последовательности срабатывает, размыкает управляемые ключи 7 и 8, вследствие чего емкостные датчики 4, 5 и б напряжения электрически разъединяются. При этом на выходе датчика 4 сигнал относительн общего вцвода равен О, а на выходе датчиков 5 и б - в раза больше чем при нормальном режиме. Блок 13 вьщеления обрыва в этом случае не срабатывает. В упомянутом блоке элементы 16, 17 и 18 ЗАПРЕТ соединены запрещающими выходами с элементами 22, 23 и 24 ИЛИ последовательн через пороговые элементы 19, 20 и 21. На первый элемент 16 ЗАПРЕТ с фазы 1 нет разрешающего сигнала, а на два других элемента 17 и 18 ЗАПРЕТ подаются запрещающие сигналы, так как напряжение фаз 2 и 3 увеличивается в -{J раз.

При однофазном замыкании на землю сигналы с емкостных датчиков 4, 5 и 6 поступают на соответствующие входы блока 15 выделения поврежденной фазы при однофазных замыканиях на землю, в котором сигналы сравниваются по величине и вырабатьшается сигнал о повреждении фазы 1.

Аналогично срабатывает устройство при замыкании на землю фазы 2 или 3.

В воздушных электрических сетях с изолированной нейтралью возникновение обрыва одного из фазных проводов сопровождается изменением междуфазных напряжений. Отключение частич но или полностью одной фазы приводит к увеличению напряжения на фазе,емкость которой уменьшилась в результате отключения. Напряжения двух других фаз относительно земли уменьшаются одинаково.

В случае возникновения неполнофазного режима, вызванного, например, обрывом фазы 1 воздушной линии, вследствие нарушения симметрии и баланса емкостных токов и фазных напряжений появляются составляющие напряжения нулевой последовательности. Напряжение нулевой последовательности поступает на блок 9 контроля напряжения нулевой последовательности, который, срабатывая, размыкает управляемые ключи 7 и 8, и датчики 4, 5 и 6 электрически разъединяются. Сигналы с этих датчиков поступают на блок 13 выделения обрыва, в котором на первый злемент 16 ЗАПРЕТ с фазы 1 подается разрешающий сигнал. При этом запрещающего сигнала с двух других фаз на указанном элементе 16 нет.

Поскольку напряжения этих фаз уменьшились, на двух других элементах 17 и 18 ЗАПРЕТ подаются запрещающие сигналы с фазы 1, так как напряжение этой фазы возросло. С элемента 16 ЗАПРЕТ подается сигнал на . элемент 25. Таким образом, на выходе блока 13 выделения обрыва появляется управляющий сигнал, который через элемент 14 подает сигнал на размыкание управляемого ключа 10 и одновременно замыкает управляемый ключ 12. Управляемые ключи 7 и 8 возвращаются в исходное положение. Управляемый ключ 12, замыкаясь, включает в работу блок 11 выделения зоны обрыва, например, счетчика импульсов. В блоке 11 выделения зоны обрыва производится пересчет сигнала напряжения нулевой последовательности пропорционального расстоянию до места повреждения, снимаемого с общей для трех датчиков 4, 5 и 6 точки, в соответствующий сигнал, обозначающий зону обрыва.

Таким образом, по напряжению нулевой последовательности определяют расстояния до места обрыва.

Предлагаемое устройство позволяет контролировать- изоляцию, выделить поврежденную фазу при замыкании на землю и выделить зону обрыва а тakжe сократить время поиска мест повреждения в электрических сетях.