Устройство для защиты от замыкания на землю в трехфазной четырехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью и повторными заземлениями нулевого провода Советский патент 1985 года по МПК H02H3/16 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты электрических сетей с глухозаземпенной нейтралью и пойторными заземлениями нулевого провода от замыкания 5 на землю.

Цель изобретения - повьшение надежности путем отказов работы устройства при повышенных значениях токов замыкания.О

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство для защиты от замыкания на земпю в трехфазной четырехпроводной сети с глухозаземленной 15 нейтралью и повторными заземлениями нулевого провода состоит из первого 1 и второго 2 датчиков тока, выходы которых подключены к входам соответственно первого 3 и второго 4 выпрямиТО телей, первого 5 и второго 6 фильтров, первой 7 и второй 8 дифференцирующих RG-цепей, первого 9 и второго 10 ключей. Вькоды дифференцирующих цепей подключены к входам соответственно 25 первого ft, второго 12, третьего 13 и четвертого 14 пороговьйс элементов (компараторов). Элемент 15 вьщержки времени первым выходом подключен к первым входам первого 16 и второго 30 17 элементов И причем выход первого выпрямителя 3 подключен к первому входу первого фильтра 5, выход первого компаратора tt подключен к первому запускающему входу элемента 15 jj вьщержки времени и второму входу первого элемента И 16, вьпсод второго компаратора 12 подключён к третьему входу первого элемента И 16, второй выход элемента 15 вьвдержки времени подключен к управляющим входам первого 9 н второго 10 ключей выходного элемента ИЖ 18, третий и четвертый компараторы, входы которых подключены к выходам соответственно первой 7 45 и второй 8 дифферен«ируюй1их КС-цепей, а выходы к второму и третьему входам второго элемента И 17 соответственно, выход третьего коютаратора 13 подключен также к второму запускающему вхо-50 ду элемента 15 выдержки времени, причем выходы первого 3 и второго 4 выпря штелей подключены соответственно к входу второго фильтра 6 и второму

входу первого фильтра 5, к вькодам 55 которых подключены входы соответственно второй 8 и первой 7 дифференцирунщих RC-цепей, к резисторам которых параллельно подключены второй 10 и первый 9 ключи, а выходы первого 16 и второго 17 элементов И подключены к первому и второму входам элемента ИЛИ 18.

Устройство работает следующим образом.

На выходах выпрямителей 3 и 4 имеются вьтрямительные сигналы со средними значениями напряжения U, и Uj, пропорциональными значениям входных токов датчиков 1 и 2 тока соответственно. Включение выпряьртелей 3 и 4 выполняется таким образом, чтобы полярность сигналов на их выходах была противоположной, тогда на выходах фильтров 5 и 6, вьщеляющих постоянные составляющие, имеются напряжения соответственно U -U и U . Конденсаторы дифференцирукяцих цепей 7 и 8 заряжены до напряжений U -U и U соответственно. Постоянные времени дифференцирукяцих цепей 7 и 8 (Т) имеют значения, в несколько раз превьшающие значения времени установления переходных процессов фильтров 5 и 6 (tc)..

На выходах дифференцирукнцих цепей

7и 8 в стационарном режиме, т.е. при отсутствии изменения нагрузки или замыкании фазы на землю, напряжения имеют значения, равные нулю.

При этом выходы компараторов 11-1 элемента 15 выдержки времени, элемен тов И 16 и 17 и элемента ИЛИ 18 находятся в состоянии о а ключи 9 и 1в разомкнутом состоянии. При изменении нагрузки линии или возникновения замыкания одной из фаз на землю на выходах фильтров 5 и 6 через время, равное to, установятся напряжения равные и/ -U и Ц соответственно; и, и Uj - напряжения пропорциональные значениям токов I, и ,. Поскольк 7Г / to, то через время to после изменения нагрузки или возникновении замыкания любой из фаз на землю, на выходах дифференцирукшщх цепей 7 и

8появляются напряжения (U -U.) - (U -Uj) и Д -U соответственно.

Поскольку (Ц, -и У - (и -Uj.) ( ) - (Uj-U), то напряжение на вькоде дифференцирующей цепи 7 будет пропорционально разности значений приращения токов I, и 1 (но не их абсолютным значениям).

Пороги компараторов 11-14 имеют положительный и отрицательный знаки соответственно. При положительном или отрицательном напряжении на выходе дифференцирующей цепи 7, превышаклцем по абсолютному значению пороги компараторов 11 или 13, на первый или второй запускающие входы элемента 15 вьщержки времени подаются 1. Через время t,, на первом вькрде элемента 15 вьщержки времени появляется импульс, а через вpeмяйt на втором выходе этого элемента появляется такой же импульс. Этот импульс осущест вляет замыкание ключей 9 и 10, благодаря чему обеспечиваются быстрые заряды конденсаторов дифференцирующих цепей 7 и 8 и готовность устройctBa к следующим изменениям нагрузки линии., При првьшении абсолютным значением приращения тока 1 абсолютного значения приращения тока 1, т.е. при замыкании любой из фаз на земпю, возможны два случая: , , 1 Il. 1 TI Т.е. увеличение Или уменьшение тока линии, при котором справедливы такие соотношения: (,) - (I,-Ii) О и (1,-1, )0 (,-,) - (Ij-I,) Ои (1,-1,)0. При превышений напряжения на выхо де дифференцирующей RC-цепи 7 порого компараторов 11 или 13 для первого или второго случаев запускается элемент 15 вьщержки времени. При замыкании одной из фаз через время t на выходе дифференцирующих КС-цепей 7 и 8 выполняются следунадие соотношения ,п 1 / ) , f,-(-, лл , (u;-UJ 0 для первого случая или ((и;-и,ьо i4u;-u,uo для второго случая. . При превьнпении f , f, и f, 4 соответствующих порогов компараторов 11, 12 или 13,14 на трех входах элементов И 16 или 17 соответственно для первого и второго случаев через время to появится 1. Вследствие этого выходы элементов И 16 или 17, ИЛИ 18 перейдут в состояние 1, т.е. произойдет срабатывание устройства, через время t второй выход.элемента вьщержки времени переходит в состояние 1, и на управляюшр;е входы ключей 9 и 10 на время Л t подаются сигналы, замыкающие эти ключи. При изменении нагрузки и отсутствии замыкания любой из фаз на землю выполнение соотношений (и;-и, ) - (Uj-Us.) О и (и -и ) О или (Ц -и, ) - (и -Uj ) О и (Ц -Uj ) О невозможно, так как при таком условии абсолютное значение приращения тока 1 меньше абсолютного значения приращения тока 1. Вследствие этого исключается ситуация, при которой выходы компараторов 11 и 12 или 13 и 14 через время to после изменения нагрузки линии находились бы в состоянии 1. Поэтому при изменении нагрузки линии .выходы элементов 16 и 17 и элемента ИЛИ 18 при t to находятся в состоянии О, и срабатывание устройства не происходит.

Y

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ТРЕХФАЗНОЙ ЧЕТЫРЕХПРОВОДНОЙ СЕТИ С ГЛУХОЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ И ПОВТОРНЫМИ ЗАЗЕМЛЕНИЯМИ НУЛЕВОГО ПРОВОДА, содержащее первый и второй датчики тока, выходы которых подключены к входам соответственно первого и второго вьтрямителей, выходы которых связаны с первым и вторым фильтрами, выходы которых соответственно соединены с первой и второй дифференцирующими цепянн, первым и вторым ключами, выходы которых связаны с первым и вторым элементами И первым и вторым пороговыми элементами, элементом выдержки ; времени и выходным элементом, отличающееся тем, что, с целью повьппения надежности путем исключения отказов работы устройства при повьщ1енных значениях токов замыкания, в него.введены третий и четвертый пороговые элементы, при этом выход первого вьтрямителя подключен к первому входу первого фильтра и входу второго фильтра, йьрсод второго вьтрямителя подключен к второму входу первого фильтра, а выход второго фильтра через вторую дифференцирующую цепь и второй ключ подключен к входам второго и четвертого пороговых элементов, выход второго порогового элемента подключен к третьему входу первого элемента И, а выход четвертого порогового элемента - к третьему входу второго т элемента И, выход которого подключен к второму входу выходного элемента, к первому входу которого подсоединен выход первого элемента И, причем выход первого фильтра через первьй ключ подключен к входам первого и третьего пороговых элементов, а выход первого порогового элемента к второму входу первого элемента Иел и первому входу элемента выдержки времени, первый выход которого пода ключен к первым входам первого и о второго элементов И, а выход третье00 го порогового элемента подсоединен к второму входу второго элемента И. и к второму входу элемента вьщержки времени, второй выход которого подключен к управляющим входам каждого ключа.