Устройство для селективного контроля сопротивления изоляции трехфазных электрических сетей Советский патент 1984 года по МПК G01R31/02 H02H3/16 

1 Изобретение относится к электроизмерительной технике, а также релей ной защите и автоматике электрических систем и может быть использовано при создании устройств для контроля сопротивления изоляции участковых сетей подземных угольных шахт. Известно устройство для контроля сопротивления изоляции, содержащее источник напряжения непромьшленной частоты, включающий источник импульсного трапецеидального напряжения, блок формирования переднего фронта импульса, блок отсечки емкостного то ка, блок формирования заданного фрон та импульса, а также синхронизатор, датчики тока утечки, усилитель-селектор и регистратор l. Недостатком устройства является его значительная сложность. Известно устройство для защиты от замыканий на землю, способное решать задачу контроля сопротивления изоляции электрических сетей и содержащее генератор наложенного тока непромышленной частоты, подк1роченной к контролируемой сети, фазочувствительный блок сравнения, к которому подключен через полосовой фильтр наложенного тока датчик тока нулевой последовательности, установленный на контролируемом присоединении, и датчик на пряжения нулевой последовательности удвоитель частоты, включенньш между полосовым фильтром и фазочувствител ным блоком сравнения, причем генера тор наложенного тока выполнен на ча тоту второй субгармоники промьйпленной частоты 2. Недостатком данного устройства является низкая чувствительность за счет значительных фазовых погрешностей. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст ройство для защиты от замыканий на землю, обеспечивающее селективный контроль сопротивления изоляции трех фазных электрических сетей, основан мое на принципе наложения на ток поврежденной линии оперативного тока частотой 25 Гц. Устройство содержит источник оперативного тока, включенный последовательно с дугогасящей катушкой и местные частотно-избирательные исполнительные органы с Фильтрами токов нулевой последова862тельности и реагирующими элементами, в качестве местного частотно-избирательного органа применяется электромагнитный параметрический усилитель, настроенный на частоту 25 Гц и подключенный к фильтру токов нулевой последовательности. Кроне того, обмотка возбуждения параметрического усилителя питается через выпрямитель от фильтра напряжения нулевой после ; довательности, первичные обмотки пи- . тателя от фильтра токов нулевой последовательности, а параллельно колебательному контуру параметрического усилителя включено поляризованное реле 3. Недостатками устройства являются его сложность из-за использования в качестве фильтра напряжения нулевой последовательности трансформатора напряжения, а также низкая достоверность из-за низкой чувствительности. Целью изобретения является упрощение и повьш1ение достоверности контроля. Цель достигается тем, что в устройство для селективного контроля сопротивления изоляции трехфазных электрических сетей, содержащее источник контрольного тока частотой, отличной от промьш1ленной, первый вывод которого соединен с общим выводом устройства, а второй вывод через фильтр присоединения - с контролируемой сетью, фазочувствительные блоки сравнения по числу контролируемых присоединений, первые входы каждого из которых через соответствующие фильтры контрольного тока соединены с выходами соответствующих датчиков тока нулевой последовательности, каждьй из которых включен в соответствующее контролируемое присоединение, введен сумматор и регистрирующие приборы по числу контролируемых присоединений, причем вторые входы фазочувствительных блоков сравнения соединены с выходом сумматора, первый вход которого соединен с соответствующим ВЫХОДОМисточника контрольного тока, а второй вход через соответствующий фильтр контрольного тока - с соответствующим выводом фильтра присоединения, выход каждого из фазочувствительных блоков сравнения соединен с входом соответствующего .регистрирующего прибора. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для двух контролируемых присоединений; на фиг.2 схема замещения контролируемой сети где 3ц - ток, наложенный на контролируемую сеть; 2с - ток с частотой источника контрольного тока, обусловленный емкостью сети относительно земли и активной проводимостью сети без учета тока утечки соответствующего контролируемого присоединения с подключенным соответствующим контролируемым элементом (не показан), например электроустановкой; ток утечки с частотой источника контрольного тока, обусловленный емкость соответствующего контролируемого элемента относительно земли и его активной проводимостью; Зр - реактивная составляющая тока утечки 3i.j , обусловленная емкостью контролируемого элемента относительно земли;

.О а активная составляющая тока утечки, обусловленная активной проводимостью контролируемого элемента; С - суммарная емкость сети относительно земли без учёта емкости контролируемого элемента; R - активное сопротивление изоляции сети относительно земли; C-j- емкость контролируемого элемента сети относительно земли; R активное сопротивление изоляции контролируемого элемента сети относительно земли.

Устройство содержит источник 1 контрольного тока, первый вывод которого соединен с общим выводом уст- 35

ройства, а второй вывод через фильтр 2 присоединения - с контролируемой сетью, фильтры 3 контрольного тока, сумматор 4, датчики 5 тока нулевой последовательности по числу контролируемых присоединений, каждый из которых включен в соответствующее контролируемое присоединение, фазочувствительные блоки 6 сравнения по числу контролируемых присоединений ,45

выход каж;: ого из которых соединен с входом соответствующего регистрирующего прибора 7. Первые входы каждого из фазочувствительных блоков 6 сравнения через соответствующие фильтры 3 контрольного тока соединен с выходами соответствующих датчиков 5 тока нулевой последовательности. . Вторые входы фазочувствительных блоков 6 сравнения соединены с выходом сумматора, первый выход которого соединен с соответствующим выходом источника 1 контрольного тока, а второй вход через соответствующий фильтр 3 контрольного тока - с соответствующим выводом фильтра 2 присоединения.

При использовании фазочувствительного сравнения для контроля сопротивления изоляции необходимо иметь опорное напряжение, относительно которого производится отсчет угла поворота вектора. В устройствах защиты для получения опорного напряжения используется трансформатор напряжения . Так как такой способ для электрических сетей подземных предприятии не пригоден, то для этих ( iтей получение опорного напряжения поясняется с помощью схемы замещения контролируемой сети (фиг. 2). На основании закона Кирхгофа напряжение

на контролируемом элементе V (опорное напряжение) равно

Vc--V-Vu ,.

где V - напряжение источника контрольного тока;

VL - напряжение с частотой контролируемого тока на фильтре присоединения.

Таким образом, опорное напряжение в участковых электрических сетях получается путем реализации уравнения. Сумматор 4 представляет собой дифференциальный усилитель, на входы которого подаются напряжения V и Vt для осуществления геометрического

уравнению. С целью улучшения сумматора 4 вместо обычной схемы дифференциального усилителя, имеющего такие недостатки как низкое входное сопротивление и сложность изменения коэффициента усиления, используется схема буферного дифференциального усилителя, построенного на двух операционных усилителях с дифференцилях напряжения с возможностью регулировки усиления. Фильтры 3 контрольного тока представляют собой активные фильтры с частотой среза, незначительно превьщгающей частоту контрольного тока и коэффициентом подавления промыщленной частоты более 40 дБ и более 60 дБ для частот кратных трем, что позволяет осуществить

не только подавление нежелательных частот, но и вьщеление, усиление сигнала с частотой контрольного тока. Таким образом, после фильтров 3 контсуммирования напряжений согласно альным входом и выходом на повторитерольного тока для дальнейшей обработ ки имеется два сигнала с частотой контрольного тока. Устройство работает сл,едующим образом. Непрерьгоно изменяющееся напряжение с вторичной обмотки фильтра 2 присоединения через соответствующий фильтр 3 контрольного тока поступает на один из входов сз мматора 4. На другой вход сумматора 4 поступает напряжение измерительной обмотки источника 1 контрольного тока. Суммато 4 путем геометрического суммирования напряженийVt V производит их формирование на контролируемом элементе Опорное напряжение V с выхода сумматора 4 поступает на один из входов соответствующего блока 6, на второй вход которого через соответствующий фильтр 3 контрольного тока поступает напряжение с соответствующего датчика 5 тока. Непрерывно поступающие сигналы от сумматора 4 и соответствующего датчика 5 тока обрабатываютФиг.г

линии и его ремонт. Кроме того, предлагаемое устройство при подключении не снижает общую величину сопротивления изоляции всей сети и по сравнению с известным является более простым, так как в устройстве отсутствует трансфоратор напряжения в качестве фильтра напряжения нулевой последовательности для получения соответствующего опорного напряжения.

) ся (сравниваются) в соответствующем блоке бив виде напряжения подаются на соответствующий регистрирующий прибор, позволяющий осуществлять визуальное наблюдение за величиной сопротивления изоляции. Предлагаемое устройство позволяет с высокой достоверйостью осуществлять непрерывный селективный контроль сопротивления изоляции, вьщает сигнал на отключение только поврежденного участка линии (присоединения), а не всей сети, в результате чего снижается время, необходимое для определения поврежденного участка

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОГО КОНТРОЛЯ СОПРОТИВЛЕНРМ ИЗОЛЯЦИИ ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ, содержащее источник контрольного тока частотой, отличной от промышленной, первый вывод которого соединен с общим выводом устройства, а второй вывод через фильтр присоединения - сконтролируемой сетью,, фазочувствительные блоки сравнения по числу контролируемых присоединений, .первые- входы каждого из которых через соответствующие фильтры контрольного тока соединены с выходами соответствующих датчиков тока нулевой последовательности, каждый из которых включен в соответствзтощее контролируемое присоединение, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения достоверности контроля, в устройство введен сумматор и регистрирующие приборы по числу контролируемых присоединений, причем вторые входы фазочувствительныхблоков сравнения § соединены с выходом сумматора, первый вход которого соединен с соответствуСП ющим выходом источника контрольного тока, а второй вход через соответствзпощий фильтр контрольного тока с соответствуюпщм выводом фильтра присоединения, выход каждого из фазочувствительных блоков сравнения соединен с входом соответствующего регистрирующего прибора. ;о 00 Од