Устройство для защитного отключения в трехфазной сети с изолированной нейтралью Советский патент 1984 года по МПК H02H3/16 

Изобретение относится к устройствам для заащтного отключения в трехфазных сетях с изолированной нейтралью трансформатора. Известно устройство для измерени сопротивления изоляции электрически цепей, содержащее источник питания, транзисторный измерительный блок, вход которого вьтолнен в виде схемц сравнения измеряемого постоянного и импульсного эталонного токов, а выход через конденсатор присоединен к исполнительному органу, зашунтированному диодом. При подаче на вхо измерительного блока измеряемого постоянного и импульсного эталонного токов на его вькоде появляются прямоугольные импульсы, приводящие к срабатыванию исполнительного орга на. Так как снижение сопротивления изоляции и повреждение элементов схемы приводит к исчезновению на вы ходе измерительного блока прямоугол ных импульсов и отключению исполнительного органа, устройство обеспечивает самоконтроль исправности элементов схемы и защитный отказ, т.е. отключает сеть при повреждении элементов lj . Однако это устройство имеет недостаточно высокую устойчивость к ложным срабатываниям, что обусловлено параметрами емкости разделительного конденсатора и балластного резистора, включенного между указан ными конденсатором и входом усилителя; чем больше величина емкости разделительного конденсатора и сопротивление балластного резистора, тем выше устойчивость устройства к ложным срабатываниям при коммутационных операциях в сети. Однако увеличение емкости разделительного конденсатора приводит к снижению быстродействия, а увеличение сопротивления балластного резистора - к снижению чувствительности устройств Известно устройство дця защитно. го отключения в трехфазной сети с изолированной нейтралью, содержащее присоединительный дроссель-трансфор матор, компенсирукиций дроссель, на магнитопроводе которого размещены две рабочие обмотки и управляющая обмотка, разделительная емкость, к которой через активно-емкостной фильтр, выполненный на резисторах конденсаторе, подключен измерител 141 ный орган. разделительным конденсатором и конденсатором фильтра нижних частот подключен оперативный источник, который через резистор при соединен к нулевой точке дроссельтрансформатора, согласукяций элемент и блок контроля емкости сети, tlpH бесконечно большом сопротивлении изоляции оперативньй ток замыкаемся по цепи: земля, резистор, рабочие обмотки компенсирующего дросселя, резисторы и вход измерительного блока. При снижении сопротивления изоляции до допустимого уровня ток через измерительный орган достигает порогового значения. В результате чего происходит отключение сети Ш. Указанная схема взаимосвязи между измерительным органом, оперативным источником и- разделительным конденсатором, - которая.выполнена в виде активно-емкостного фильтра, обеспечивает интегрирование сигнала помехи, обусловленного коммутационными операциями в сети. Демпфирующее действие активно-емкостной фильтр оказывает и на токи нулевой последовательности, обусловленные напряжением смещения нейтрали на компенсирующей цепи и разделительном конденсаторе при несиммет15ичных утечках в сети. Поэтому указанное устройство имеет достаточно высокую устойчивость к ложным срабатываниям. Однако быстродействие такого устройства недостаточно высоко и определяется в основном параметрами активно-емкостного фильтра, его постоянной времени. Уменьшение постоянной времени хотя и повьшгает быстродействие, но приводит к снижению устойчивости к ложным срабатываниям, что недопустимо по условиям эксплуатации. I Цель изобретения - повьшение быстродействия и надежности. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защитного отключения в трехфазной сети с изолированной нейтралью, содержащем присоединенньй дроссель-трансформатор, первые выводы которого подключены к фазным проводам сети, а вторые выводы объединены и подключены к первому выводу первого резистора и первому выводу первой рабочей обмотки компенсирующего дросселя, управлякхцая обмотка которого через согласующий

блок и блок измерения емкости подключения к земле и к искусственной нулевой точке, образованной конденсаторами, соединенными с фазными проводами сети, вторая рабочая обмот ка компенсирующего дросселя, первый вывод которой подключен через первый конденсатор к земле, второй конденсатор, второй резистор, измерительный орган, источник оперативного тока, минусовьй вывод которого подключен к земле, второй вывод первого резистора подключен к плюсовому выводу источника оперативного тока; а второй вывод первой рабочей обмотки подключен.к первому выводу измерительного органа и через второй резистор, за шунтированный вторым конде.нсатором, - к - земпе, при этом второй вьгаод измерительного органа подсоединен к точке соединения первого конденсатора и первого вывода втброй рабочей обмотки, первый вывод которой подключен к точке соединения первого вывода первого резистора и первого вывода первой рабочей обмотки.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит присоединительный дроссель-трансформатор 1, компенсирующий дроссель 2, на магнитопроводе которого размещены две рабочие обмотки 3 и 4 и управляющая обмотка 5, первый 6 и второй 7 конденсаторы одинаковой емкости, измерительный орган 8 с блоком сравнения и исполнительным реле, источник оперативного тока 9, первый 10 и второй. 11 резисторы, согласующий блок 12, выполненный в виде трансформатора, к которому подключен блок 13 измерения емкости, состоящий из транзисторного автогенератора с парал лельным контуром, который присоедине между искусственной нулевой точкой, образованной конденсаторами 14, и землей, сопротивление 15 изоляции сети.

При изменении распределенной емкости сети изменяется собственная частота колебаний контура, включенного в-нагрузку автогенератора (между искусственной нулевой точкой, образованной конденсаторами 14., и землей). В результате этого появляется сигнал, подаваемый на обмотку 5 управления, который изменяет

индуктивность дросселя, настраивая последний в резонанс с емкостью сети.;

Устройство работает следующим образом.

При бесконечно большом сопротивлении изоляции 15 оперативный постоянный ток протекает через землю, резистор 11, разветвляется на два тока через обмотку 3 и через измерительный орган 8, обмотку 4.и замыкается через резистор 10. Величина тока, протекающего через измеритель,ный орган В, внутреннее сопротивле ние которого выбирается очень малым, в основном зависит от напряжения опе;ративного источника 9,.активного сопротивления рабочих обмоток 3 и 4 и сопротивления резисторов 10 и 11. При снижений сопротивления изоляции 15 ток через измерительный орган 8 уменьшается. Если уровень . сопротивления изоляции 15 снижается ниже допустимого предела, ток в измерительном органе В достигает порогового значения и происходит отключение сети.

Указанное построение схемы взаимосвязи измерительного органа 8 с опративным источником 9 и конденсаторами 6 и 7 позволяет в несколько раз повысить быстродействие, которое в основном определяется временем срабатывания самого измерительного Органа. При этом сохраняется высокая устойчивость к Ложным срабатываниям, так как все переходные процессы при коммутационных операциях в сети замыкаются по двум одинаковым цепям: обмотка 3 - koндeнcaтop 6 и обмотка 4 - конденсатор 7. В результате этого потенциалы между точками присоединения измерительного органа 8 к конденсаторам 6 и 7 при переходных процессах одинаковые (разностью потенциалов на конденсаторах 6 и 7 из-за фазового сдвига, обусловленного наличием резистора 11, шунтирующего конденсатор 6, которая близка к нулю, можно пренебречь). Следовательно, ток через измерительный орган В определяется лишь соотноше 1ием сопротивлений резисторов 10, 11 и 15 и величина его не зависит от коммутационных операций в сети.

При это.м указанное построение схемы не сказьгоается на работе компенсир.укщей цепи, так как компенсация осуществляется по двум одинаковым обмоткам 3 и 4, а наличие между ним измерительного органа 8 не Ьказывает влияния на эффективность компенсации eMKOCTHbix токов утечки, обраэом предлагаемое изоб тение пЬзволяет повысить быстродействие устройства, так как оно определяется в основном временем срабатывания измерительного органа, и повысить устойчивость против ложных срабатываний, так как ток через измерительный орган определяется соотношением между сопротивлениями резисторов 10, 11 и 15 и не зависит от переменной и апериодической состав ляющей напряжения смещения нейтрали, которое появляется как при переходных процессах в сети, так и при наличин однофазных утечек.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее присоединительньй дроссель-трансформатор, первые выводы которого подключены к фазным проводам сети, а вторые выводы объединены и подключе- . ны к первому выводу первого резистора и первому выводу первой рабочей обмотки компенсирующего дросселя, управляющая обмотка которого через согласующий блок и блок измерения емкости подключена к земле и к искусственной нулевой точке, образованной, конденсаторами, соединенными с фазными проводами сети, вторая.рабочая обмотка компенсирующего дросселя, первый вывод которой подключен через первый конденсатор к земле, второй конденсатор, второй резистор, измерительный орган, источник оперативного тока, минусовьи вывод которого подключен к земле,, о т л ич ающе е ся тем, что, с целью повышения быстродействия и повышения надежности, второй выв.од первого резис.тора подключен к плюсовому выводу источника оперативного тока, а (Л второй вывод первой рабочей обмотки с подключен к первому выводу измерительного органа и через второй резистор, зашунтированный вторым конденS сатором, -.к земле, при этом второй вывод измерительного органа подсоединен к точке соединения первого конденсатора и первого вывода второй е рабочей обмотки, первый вывод кото«гЬ рой подключен к точке соединения первого вывода первого резистора и пер4 вого вывода первой рабочей обмотки.