Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью Советский патент 1984 года по МПК H02H3/16 

11 Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты от однофазного замьпсания на землю в сети с изолированной нейтралью. Известно устройство для защиты от замыкания на землю и сети с изолированной нейтралью, содержащее трансформатор напряжения нулевой последовательности (ТННП) к вторичной обмотке которого подключен пусковой орган (ПО) с органом вьщержки времени (ОВВ), выход которого под-.. ключен к ключу, трансформаторы тока нулевой последовательности (ТТНП), . установленные на присоединениях и связанные через преобразователи ток.вьшрямленное напряжение (ПТВН) с бло ком выявления поврежденного присоеди нения (БВПП), выходы которого через элементы ИЛИ связаны с исполнительными органами (ИО) l . Основным недостатком данного устройства является то, что при появлении на выходе трансформатора напряжения ложного сигнала нулевой последовательности, например, по причине перегорания предохранителей устройст во отключает все защищаемые присоеди нения . Кроме того, устройство не в состо янии фиксировать кратковременные (преходящие) замыкания на землю. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для защиты от однофазного замыкания, содержащее установленные на каждом присоединении ТТНП, ПТВН, запоминающие ячейки с размыкающими ключами, генератор уменьшающегося напряжения, последовательно соединенные реагирующие элементы и тиристоры, ТННП, к выходу которого подключен пусковой орган, соединенный своим выходом с входом элемента ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА t2 1 Это устройство достаточно надежно определяет поврежденное присоединение. Однако оно при кратковременных случайных замыканиях на землюj а также при действии кратковременньк помех может сработать, что вызывает неоправданные отключения потребителей, ухудшая их электрэснабжение Целью изобретения является повышение надежности электроснабжения путем исключения ложных отключений. Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты, содержащее установленные на каждом присоединении последовательно соединенные трансформатор тока последовательности, преобразователь ток - вьтрямленное напряжение и запоминающую ячейку с размыкающим ключом, блок выявления поврежденного присоединения, выполненный в виде генератора з еньшающегося напряжения с замыкающим и размыкающим ключами, последовательно соединенных реагирующих элементов и тиристоров и подключенный своими входами к выходам запоминающих ячеек и к выходу основного элемента ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА, вход которого подключен к выходу пускового органа, подсоединенного своим входом к трансформатору напряжения нулевой последовательное-:.ти, исполнительный орган, связанный с соответствующим выходом блока выявления псврежденного присоед нения, снабжено .по числу защищаемых присоединений пороговыми элементами, входы которых через вновь введенные замыкающие ключи- подсоединены к выходам прроб{)азователей ток - вьшрямленное напряжение, а выходы - к первым входам вновь введенных элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами вновь введенных элементов ЗАПРЕТ, к управляющим входам которых подключены выходы вновь введенных вспомогательных элементов ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА, соединенных также и с управляющими входами замыкающих ключей, при этом входы вспомогательных элементов ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА и элементов ЗАПРЕТ подключены к соответствующим выходам блока выявления поврежденного присоединения. На, фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройстваi На фиг.2 - модификация блока выявления поврежденного присоединения. Устройство для защиты от замыкания на землю содержит ТННП 1, к вторичной обмотке которого подключен ПО 2 с ОБВ 3, ТТНП 4,5, установлен- ные на присоединениях 6,7 и Подключенные своими вькодами к ПТВН 8,9; БВПП 10, подключенный своими основными входами к запоминающим ячейкам (ЗЯ) 11, 12, а вспомогательными к выходу ОАА 3, пороговые элементы (ПЭ) 13, 14, входы которых подсоединены к элементам сглаживания выпрямленного напряжения (ЭСВН 15, 16, замыкающие 17, 18 и размыкающие 19, 3 20 ключи; ИО 21, 22, соединенные через элементы ИЛИ 23, 24 с ПЭ 13, 14 и элементами ЗАПРЕТ 25, 26, элементы ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА 27, 28. БВПП 10 состоит из реагирующих элементов (РЭ) 29, 30 - реле тока, тиристоров 31, 32, общего на все присоединения генератора уменьшающ гося напряжения (на ЕС-элементах) замыкающим 33 и размыкающим 34 клю чами. ЗЯ 11, 12 и ЭСВН 15, 16 выполнены на конденсаторах с параллел но подключенными к ним резисторами Постоянная времени.разряда КС-цепи ЗЯ 11, 12 выбирается много больше длительности импульсов переходных токов. . ЗЯ 11, 12 служат для фиксации (запоминания) бросков переходных т ков, а ЭСВН 15, Т6 - для сглаживания (но не для запоминания) значения выпрямленного напряжения. БВШ to (фиг.2) включает в себя РЭ 29, 30 с контактами 35, 36, тра зисторы 37, 38, индивидуальные,ген раторы ут еньшающегося напряжения (на PC-элементах) - замыкающими 39, 40 и размыкающим 41 ключами, элементы ПАМЯТЬ па реле 42, 43 с з мыкающими контактами 44, 45 и замыкаюп91ми ключами 46, 47, элементы ИЛИ 48 и ЗАПРЕТ 49. Устройство работает следзтощим об разом. При отсутствии в сети однофазног замыкания на землю ПО 2, ОВВ 3, ПЭ 13, 14, ИО 21, 22, элементы ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА 27, 28 и РЭ 29, 30 находятся в исходном состоянии. Ключи 17, 18 и 33 разомкнуты, а ключи 19, 20 и 34 замкнуты. Конденсатор генератора уменьшающегося напряжения заряжен до напря ,жения источника питания Up. Напряжение анодов тиристоров 29 и 30 OTH сительно катодов равно приблизитель нонулю. При возникновении в сети однофаз ного замыкания на землю, например, на присоединении 6, срабатывает ПО 2 и приходит в, действие ОВВ 3. Конденсаторы ЗЯ 11, 12 начинают заря жаться от напряжений, пропорциональ ных токам нулевой последовательност Спустя заданную выдержку времени, достаточную для заряда конденсаторо ЗЯ 11, 12 до амплитудных значений, на выходе ОВВ 3 появляется сигнал. под влиянием которого ключ 37 замыкается, а ключ 38 размыкается. В результате этого напряжение на выходе генератора уменьшающегося напряжения начинает уменьшаться, на анод-катодах тиристоров, напротив, увеличиваться. При достижении этим напряжением уровня напряжения на одном из запоминающих элементов 11, 12 через управляющий электрод соответствующего тиристора 31 (32) начинает течь ток, и один из тиристоров включается. При замыкании на присоединении 6 первым включается тиристор 31 и срабатывает РЭ 29, так как через поврежденное присоединение, как правило, проходит полный, наибольший ток однофазного замыкания на землю. После включения тиристора 31 напряжение на выходе генератора становится близким к Un, поскольку РЭ 29, 30 приняты TOKOBbWH, т.е. с малым входнь1м сопротивлением. Это приводит к прекращению протекания тока через управляющие электроды тиристоров, установленных в каналах защиты неповрежденных присоединений. При срабатывании РЭ 29 приходит в действие ИО 21, контакты которого установлены в цепи отключения выключателя присоединения 6. Одновременно с этим запускается элемент 27 и размыкается ключ 19, при помощи которого ЗЯ 11 отключается от ПТВН 8. Спустя заданную вьщержку времени, большую времени действия помех, но меньшую времени срабатывания привода выключателя, элемент ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА 27 срабатывает и подает сигнал на управляющий вход элемента ЗАПРЕТ 25, что приводит к замыканию ключа 17 и к исчезновению сигнала на верхнем входе элемента ИЛИ 23. При наличии устойчивого замыкания на присоединении 6 срабатывает ПЭ 13, имеющий чувствительность по току, не меньшую, чем БВПП 10. В результате на нижнем входе элемента ИЛИ 23 появляется сигнал, который присутствует до момента ликвидации однофазного замыкания на землю и исчезнове- , ния напряжения нулевой последовательности, т.е. до возврата ПО 2 в исходное состояние. При возврате ПО 2 схема устройства автоматически возвращается в исходное состояние. Аналогично устройство работает.при заваыкании на присоединении 7,. По сравнению с известным предложе ное устройство имеет следующие преимущества. Исключается возможность одновременного отключения всех присоединений подстанции в случае неисправности трансформатора напряжения нулевой последовательности, блока выявления поврежденногоприсоединения и т.д. Это достигается введением пороговых элементов .13, 14, устанавливаемых на каждом присоединении и включаемых в работу с заданной вьщержко времени после срабатывания элементо 29, 30, реагир1тащих на броски пере ходных токов. Устройство способно реагировать как на переходные токи однофазного замыкания на землю, так и на установившиеся. Реагирование на переходные токи позволяет осуществлять сигнализацию и контроль за состоянием изоляции электроустановок относительно земли, что имеет важно значение в деле предупрежден ния аварий, применять устройство в сетях с компенсированной нейтралью. Реагирование на установившиеся токи дает возможность исключить излишние -отключения присоединений при кратковременных, преходящих и случайных замыканиях на землю, а также при действии кратковременных помех. При этом сигналы помех по своей величине могут быть сколь.. угодно большими, но их длительность не должна превьшать заданное время задержки сигнала элементов 27,..28. Введение, в устройство пороговых элементов, подключенных к преобразователям ток - вьшрямленное напряжение через ключи, управляющие входы которых подсоединены к выходам реагир5пош 1Х элементов, а также элементов ЗАПРЕТ, ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА (по числу запшщаемых присоединений) позволяет Hf базе простых элементов создать надежную и селекшивную защиту от замыкания на землю, использование которой способствует надежности электроснабжения и j6e3onacHocTH обслухшвания электроустановки,

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее установленные на каждом присоединении последовательно соединенные трансформатор тока нулевой последовательности, преобразователь ток - выпрямленное напряжение и запоминающую ячейку с размыкающим ключом, блок выявления поврежденного присоединения, выполненный в виде генератора уменьшающегося напряжения с замы.кающим и размыкающим ключами, последовательно соединенных реагирующих элементов и тиристоров, и подключенный своими входами к выходам запоминающих ячеек и к выходу основного элемента ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА, вход которого подключен к выхрДУ пускового ; органа, подсоединенного своим входом к трансформатору напряжения нулевой .последовательности, исполнительный орган, связанный с соответствующим выходом блока выявления поврежденного присоединения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения путем исключения ложНых отключений, снабжено по ислу защищаемых присоединений пороговыми элементами, входы которых через вновь введенные замыкающие ключи присоединены к выходам преобразователей ток - выпрямленное напряжение, а выходы - к персл вым входам вновь введенных элементов I-irm, вторые входы которых соес динены с выходами вновь введенных элементов ЗАПРЕТ, к управляющим входам которых подключены выходы вновь введенных вспомогательных элементов ЗАДЕРЖ1СА СИГНАЛА, соединен- ных также с управляющими входами замыкающих ключей, при этом входы ьд вспомогательньк элементов ЗАДЕРЖКА QD 00 СИГНАЛА и элементов ЗАПРЕТ подключены к соответствующим выходам блока выявления поврежденного присоедине- 1 ния.