Устройство для защиты линии в сети с компенсированной нейтралью от однофазного замыкания на землю Советский патент 1984 года по МПК H02H3/17 

2.Устройство ПОП.1, от л и чающееся тем, что блок задания асимметрии управляющих импульсов вьшолнен на усилителе с передаточньм

. коэффициентом меньше единицы, к выходу которого подключен первьй элемент совпадения, и на инверторе, к выходу которого подключен второй элемент совпадения, вторые входы указанных элементов совпадения подключены к выходу общего пускового орга- на, входы указанных ус1-шителя и инвертора подключены к выходу регулятора настройки компенсации, а выходы элементов совпадения соединены с входами блока управления тиристорами.

3.Устройство по П.1, отличающееся тем, что общий пусковой программный орган выполнен в виде последовательно соединенных синхронного двигателя, редуктора и кулачкового контакта, выход последнего служит выходом общего пускового программного органа.

4. Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок управ.ления тиристорами выполнен в виде двух формирователей управляющих импульсов и генератора опорного напряжения, при этом первые входы указанных формирователей подключены к выходу генератора опорного напряжения, вторые входы подключены к разнополярным выходам блока задания асимметрии, а третьи входы - к выходу регулятора настройки компенсации.

1. УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ В СЕТИ С КОМПЕНСИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМШО, содержащее для каждой линии чувствительный элемент тока, связанный с исполнительным органом, а также коммутирующ1п г блок, соединенный последовательно с компенсирующим дросселем, вход которого соединен с выходом блока управления тиристорами, управляемого от источника напряжения нулевой последовательности, о т л ичагощееся тем, что, с целью повышения селективности действия защиты, оно дополнительно содерясит для каддой линии элемент совпадения, включенный между чувствительным элементом тока, выполненным с зависимой токовременной характеристикой срабатывания, и исполнительным органом, и общий пусковой программный орган, управляемый от источника напряжения нулевой последовательности, выход которого подключен к вторым § входам элементов совпадения всех линий, а также блок задания acим ;eтрии управляющих импульсов, один вход которого соединен с выходом регулятора настройки компенсации, второй с выходом упомянутого общего пускового программного органа, а два его разполярпых выхода подключены к соответствующим разнополярным входам tvd блока управления тиристорами, управСО ляющий вход которого соединен с а со выходом регулятора настройки компенсации.

Изобретение относится к электротехнике а именно к устройствам защиты от однофазных замыканий на землю в электрических сетях с компенсировакной нейтралью. Известны для компенсированных сетей устройства защиты, содержащие чувствительный .элемент и исполнительный орган, работа которых основана на контроле различных параметров как переходного, так и установившегося режимов замыкания tOК основным недостаткам этих устройств относятся возможность неселектинного отключения поврежденного участка, сложность, а также зависимость работы от степени расстойки компенсации.

Известны устройства защиты компенсированных сетей, содержащие генера- тор наложенного тока непромьшшенной частоты, чуБСТБИтельный элемент и исполнительный орган L2J и L3j, а также устройства, содержащие дополнительнуга обмотку другогасящего рвак- тора, чувствительньш элемент и исполнительный орган 4.

Недостатком этих устройств является необходимость дополнительного специального источника ri всломогательной обмотки реактора. Кроме того, устройства обладают низкой надежностью работы вследствие зависимос: . оперативного тока от емкости сети,

Наиболее близким по технической сзпцности к предлагаемому является устройство защиты от однофазных замыканий на землю и компенсированнойсети, содержащее для каяодой контроли- руемой линии чувствительный элемент тока, связанный с исполнительным органом. Коммутирующий блок и блок управления тиристором и основанный на наложении на контролируемую сеть оперативного тока, содержащего гармоническую составляющую непромышленной частоты СзЗ

Недостатками известного устройства являются неселективность действия, возможность ложны-х отключений при переходных процессах в сети, а также необходимость применения дополнительной- обмотки реактора для получения рперативногс- тока.

Целью изобретения является повышение селективности действия защиты.

Поставленная цепь достигается тем, что устройство для защиты линии в сети с компенсированной нейтралью от однофазнаго замыкания на землю, содержак(ее дг/я каждой линии чувствительный элемент тока, связанный с исполнительным органом, а также коммутирующий блок, соединенный последо вательно с Компенсирующим дросселем вход которого соединен с выходом блока управления тиристорами, управляемого от источника напряжения нулевой последовательности, дополнительно содержит для каждой линии элемент совпадения, включенный между чувствительным элементом тока, выполненным с зависимой токовременной характеристикой срабатывания, и исполнительным органом, и общий пусковой программный орган, управляемый от источника напряжения нулевой последовательности, выход которого подключен к вторым входам элементов совпадения всех линий, а также блок задания асимметрии yпpaвляющIix импульсов, один вход которого соединен с выходом регулятора настройки компенсации, второй - е выходом упомянутого общего пускового программного органа, а два его разнополярнык выхода подключены к соответствующим раэнополярным входам блока управления тиристорами, управляющий вход которого соединен с выходом peiiynHTopa настройки компенсации. При этомблок задания асимметрии управляюсцих импульсов выполнен на усилителе с передаточным коэффициен том меньше единицы, к вькоду которо го подключен первьй элемект совпадения, и на инверторе, к выходу которого подключен второй элемент совпадения, вторые входы указанных элементов .совпадения подключены к выходу общего пускового органа, вхо ды указанньтх усилителя и инвертора подключены к выходу регулятора настройки компенсации, а выходы элементов совпадения соединены с входа ми блока, управления тиристорами. Общий пусковой программный орган выполнен в виде последовательно соединенных синхронного двигателя, ре ду5ктора и кулачкового контакта, -выход последнего служит выходом общего пускового програмт-шого органа Кроме того, блок управления тири

торами выполнен в виде двух формирователей управляюп51х импульсов и генератора опорного напряжения, при этом первые входы указанных формиро- вателей пср,кпючены к выходу генерато-55 ра опорного напряжения, вторые входы подключены к разнополярным выходам блока задания асимметрии, а

опорного напряжения. Последний вьфабатывает пилообразное напряжение , , синхрониз1фованное с UQ, и подает,его на схемы 15, 16 фортретьи входы - к выходу регулятора настройки компенсации. На фиг. 1 приведена схема защиты компенсированной сети с применением предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - кривые, поясняющие работу устройства. Схема содержит (фиг.1) контролируемую линию 1, чувстиительньй -элемент 2 тока, схему совпадения 3, исполнительпый орган 4, общий пусковой программный орган 5, содержащий синхронньй двигатель 6, редуктор 7 и кззтачковый контакт 8, компенсирующий дроссель 9, коммутирующий блок 10, имеюпрй встречно-параллельно соединедпые тиристоры, регулятор 11 настройки компенсации. Регулятор 11 состоит из генератора 12 тока повышейной частоты, усилителя постоянно- ; го тока 13, а также формирователя 14 управляюиц х импульсов, содержащего фop я poяaтeли управляющих импульсов 15, 16 по полупериодам, и генератора 17 опорного напряжения. На входы формирователей 15, 16 подаются сигнал управления, пропорциональный емкости сети U. f(C), опорное напряжение с генератора 17, а также дополнительные сигналыуправления , с вьксда блока 18 задания асимметрии управляющих импульсов. Блок 18 содержит усилитель 19с передаточным коэффициентом меньше единицы, инвертор 20 и элементы совпадения 21, 22. На каждой контролируемой линии один вход элемента совпадения 3 подключен на выходе чувствительного элемента тока 2, а второй ее вход связан с выходом пускового органа 5. Пусковой орган вьтрабатывает сигнал Uf, постоянной величины и заданной длительности. Устройство работает следующим образом. При вoзшiкнoвeнiiи однофазного замыкания на землю появляется напряжение нулевой последовательности UQ, которое подается на генератор 17 мирования управляющих импульсов. Одновременно с этим генератор 12 и усилитель 13, включенные между сетью, и землей, контролируя величину емкости с с-ети, формируют управляюпрй сигнал Uy f(C), поступающий на вход формирователей 15 и 16, В результате сравнения сигнала Uy и U, вырабатываются управляюище импульсьи Импульсы поступают на управляющие электроды тиристоров блока 10, регулируя эквивалентную индуктивную проводимость дросселя 9 в резонанс с емкостью сети. При этом тиристоры в блоке 10 открываются симметрично с yrnaNM управления d и 180° d, Ток дросселя в течение полупериода одинаков, т.е. i „, постоянная составляющая тока, дросселя отсутствует, т.е. 1(.,р О (фиг. 2). Через чувствительные элементы всех контролируемых линий при этом протекает переменный ток. На неповрежденных присоединениях ток равен собственно му емкостному току, а на поврежденном - разности между суммарным током неповрежденных линий и током дросселя. При изменении- емкости сети относительно земпи изменяется и сигнал что приводит к увеличению или уменьшению угла oi . Таким образом, осуществляется работа сети в режиме компенсатдаи, Одновреме 1но с поступлением напряжения UQ на блок 17 оно подается на вход пускового органа 5. В пуско вом органе 5 под воздействием вступают в работу синхронный двигатель 6, который через редуктор 7 пр водит в действие кулачковый контакт 8, с помо1цью которого и формируется сигнал Uf, (фиг,3)„ Программой пускового органа 5 является формирование сигнала U длительностью несколько периодов промышленной частоты, задаваемой положением контакта 8. Сиг нал Uq с пускового органа 5 поступа на элементы 3 совпадения и на блок 18 задания асимметрии управляющих импульсов Елок 18 выполнен на базе усилителя 19 с передаточным коэффициентом меньше единицы, вырабатываю щего сигнал + ли f (L),, и инвертора 20, Лор1 шрующего приращение -AUy {и). -Сигналом на запуск бло 18 является напряжение Ъп так как на первые входы элементов 21, 22 совпадения подаются сигналы со схем 19; 20, и лишь при ПОЯВЛЕНИИ на их вторьЕС входах U на вхол блока 14 форм1 рования управляювд1х импульсов поступают приращения сигналов + Ди,, и - а Uy . Приращения сигналов ± u(J задаются в зависимости от величины сигнала у , чтобы обеспечить необходимую асимметрию управляюнщх импульсов и углов управления тиристорами соответственно на величину + ло . При этом ток дросселя по полупериодам неоди(фиг.2), поэтому наков, ч 2 нем Содержится постоянная составляющая у у Q определенного направления в течение заданного времени, равного длительности пускового импульса (фиг.З). В устройстве защиты -3j,p используется в качестве оперативного тока для определения поврежденной линии. Это возможно потому, что в сети ток дросселя протекает через место замыкания на землю, следова- тельно, на постоянную составляющую этого тока реагирует чувствите111ьный элемент только поврежденной линии. I Выходной сигнал чувствительного элемента 2 .поврежденной линии пропорционален-току ср Он имеет определенное направление и заданную длительность, равную длительности пускового сигнала Up, . 3 схеме совпадения 3 производится сравнение этих сигналов. Если сигнал с выхода элемента тока 2 имеет заданное направление и совпадает во времени с сигналом (Jf, , то схема 3 срабатывает и передает сигнал на исполнительный орган 4, который фиксирует наличие поврелсдения. Контроль совпадения сигналов во времени в предложенном устройстве обеспечивает повьшение селективности действия защиты, так как позволяет отстроиться от возможных в сети бросков тока пулевой последовательности. В предложенном устройстве совпадение сигналов во времени может быть Только на поврежденной линии. Применение в устройстве заищты пускового программного органа позволяет ограничить время наложения на сеть оперативного тока, что предотвращает ложные срабатывания зашиты в сетях с несимметрично ослабленной изоляцией. Это также дает возможность кратковременно увеличить оперативный ток, но уменьшить эффективный ток в месте замыкания, что способствует повьпиению чупствитель711296908

ности и точности определения повреж- , лективности действия защиты исключаденной линии.ет ложные .срабатывания загиты, нерпПрактическое использование пред- разданные перерывы в электроснабжеш:н ложенного устройства в компенсирован- и ущерб от шгх, повышает надежность ных сетях благодаря повышенной се- s и электробезопасность этих сетей.

Uo

cs