Устройство для определения расстояния до места повреждения в электрических сетях с изолированной нейтралью Советский патент 1986 года по МПК G01R31/08 

1242861

лю по индуктивному сопротивлению уменьшить количество замыканий на участка линии на одной частоте, со- землю,, переходящих в двоичные замы- кратить время поиска повреждений, кания,, 1 з.п. ф-лы. ил,Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для определения расстояния до места повреждения в электрических сетях с изолированной нейтралью.

Целью изобретения является повышение точности путем определения рас- стояния до места замыкания на землю по индуктивному сопротивлению участк линии на одной частоте.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 генераторы синусоидального тока (звуковой частоты), имеющие равные и постоянные напряжения и начальные фазы, блок 4 присоединения, Первьй 5, второй 6 и тре- тий 7 датчики тока, состоящие из кольцевого магнитопровода с расположенной на нем вторичной обмоткой, первый 8, второй 9 и тре-рий 10 блоки измерения З, блок I вычислений 2j и блок 12 индикации 4J,

Первый, второй и третий входы блока 4 присоединения соединены с клеммами для подключения к объекту контроля, выход блока 1 вычислений сое- динен со входом блока 12 индикации, первые выходы трех генераторов 1-3 синусоидального тока объединены и соединены с общей шиной.с третьими входами первого 8, второго 9 и третьего 10 блоков измерения и с объединенными первыми выводами первого 5, второго 6 и третьего 7 датчиков тока ззторой выход первого 1 генератора синусоидального тока, индуктивно связанный с первым 5 и вторым 6 датчиками тока, а также со вторым входом первого 8 блока измерения, второй выход второго генератора 2 синусоидального тока, индуктивно связанный со вторым 6 и третьим 7 датчиками тока, соединен со вторым выходом блока 4 присоединения, а также со

вторым входом второго блока 9 измерения, третий выход третьего 3 генератора синусоидального тока, индуктивно Связанный с первым 5и третьим 7 датчиками тока, соединен с третьим входом блока 4 присоединения, а также со вторым входом третьего блока 10 измерения, второй вывод первого 5 датчика тока соединен с первым входом первого блока 8 измерения, второй вывод второго 6 датчика тока соединен с первым входом второго блока 9 измерения, второй вывод третьего 7 датчика тока соеди-

нен с первым входом третьего блока 10 измерения, выходы первого 8, второго 9; третьего 10 блоков измерения соединены с соответствующими входами блока 11 вычислений,

. Датчики тока выполнены в виде кольцевого магнитопровода с расположенной на нем вторичной обмоткой с двумя вьшодами. Магнитопроводы датчиков 5-7 тока охватывают выводы.

двух генераторов, являющихся первичной обмоткой датчиков. При этом выводы генераторов проходят через отверстия магнитопроводов в противопо- ложны: направлениях друг к другу,

Это позволяет исключить влияние токов утечки через собственные емкости фаз линии относительно земли на результаты измерения и выделить ток замыкания, протекающий от генераторов через место повреждения. Блоки измерения 8, 9 и 10 производят замеры реактивной составляющей напряжения соответствующих генераторов 1, 2, 3- и Sin и ЭДС, наводимых во вторичных обмотках соответствующих датчиков тока 5-7 при повреждении, В блоке 1 вычислений по измеренным величинам производится расчет расстояния до места повреждения. Результаты расчета

в цифровом виде представляются блоком 2 И1 дикации , кроме того , блок 12 индикации служит для

31

указания номера поврежденной фазы.

Устройство работает следующим образом.

Токи генераторов создают в магни- топроводах датчиков тока соответствующие магнитные потоки. Результирующие магнитные потоки в магнитопрово- дах каждого датчика тока равны разности магнитных потоков, создаваемых токами двух соответствующих генерато :ров, В нормальном режиме токи всех трех генераторов 1-3, обусловленные равными собственными емкостями фаз линии относительно земли, равны по величине и по фазе вследствие равенства по величине и по фазе напряжений генераторов (изображена только одна линия длиной L, представленная П-образной схемой замещения). Межфаз ные емкости и нагрузки не учитываются, так как токи генераторов через них протекать не будут ввиду равенства напряжений генераторов по величин и по фазе и, следовательно, влияния на результаты измерения расстояния они оказывать не будут. Так как токи генераторов равны, то результирующие магнитные потоки, создаваемые в маг- нитопроводе каждого датчика тока, равны нулю и, следовательно, ЭДС во вторичных обмотках датчиков тока в нормальном режиме отсутствуют.

При замыкании на землю через пе- реход ное сопротивление 13 третьей фазы линии изменяется ток третьего генератора 3. При этом к существующему току, обусловленному собственной ёмкостью третьей фазы линии относительно земли, добавляется ток замы- кания, протекающий по контуру: третий генератор 3 - блок присоединения 4 - активное и индуктивное сопротивление 14 участка третьей фазы линии до места повреждения - переходное сопротивление 13 - земля - третий генератор 3. Магнитный поток, создаваемый этим током в магнитопроводах первого 5 и третьего 7 датчиков тока

оказьшается нескомпенсированным, и это приводит к появлению во вторичных обмотках этих датчиков ЭДС Е, пропорциональных току замыкания,.

Е kT

(1)

где к

- коэффициент пропорциональности, определяемый конструктивными параметрами и материалом магнитопроводов датчиков тока; - ток замыкания. ЭДС равны по величине друг другу, однако сдвинуты на разные.угл по отношению к напряжению генераторов. При этом ЭДС третьего датчика тока сдвинута на угол

I

Эти

У

J

90 +4,

(2)

а ЭДС первого датчика тока сдвинута на угол

-до + f +

180°

(3)

В этих выражениях угол Ч равен

arctg

2 - ГЬ„1Х

с,.

R,

(4)

где

f - частота генераторов; Lf, - удельная индуктивность провода;

1 - расстояние до места замыкания на землю; R - переходное сопротивление

в месте замыкания на землю; Гр - удельное активное сопротивление провода.

При появлении ЭДС во вторичных обмотках первого 5 и третьего 7 датчиков тока срабатьтают первый 8 и третий 10 блоки измерения, которые производят замеры этих ЭДС и реактивной составляющей напряжений соответствующих генераторов (Up SinM ), а результаты измерений поступают в блок вычислений 11, который производит расчет расстояния до места замыкания на землю с учетом выражений (1), (2) и (4) по формуле

Ч

Ur k

21Г

f

Sin ( ), (5)

где U|- - напряжение генератора.

Результат расчета передается в блок 12 индикации, который представ- ляе т его в цифровом виде на табло.

Кроме того, в блоке индикации загорается лампочка, указывающая на

то, что повреждена третья фаза сети. При замыканий на землю друго фазы линии устройство работает аналогачно.

Таким образом, предлагаемое уст ройство позволит повысить точноЬть при определении расстояния при боль- ши х переходных сопротивлениях в месте повреждения, что-сократит время поиска повреждений, уменьшит- коли- чество замыканий на землю, переходя пцпс в двойные замыкания.

Формула изобретения

1. Устройство для определения расстояния до места повреждения в электрических сетях с изолированной нейтралью, содержащее блок, присоединения первый генератор синусоидального то- ка, первый блок измерения, блок вычисления, блок индикации, первый, вто третий входы блока присоединения соединены с соответствукщими клеммами для подключения к объекту - контроля, выход блока вычисления соединен с входом блока, индикации, о тл и чающееся тем, что, с це лью повышения точности, в него введены второй и третий генераторы сину- соидального тока, первый, второй и третий датчики тока, второй и третий блоки измерения, причем первые ды трех генераторов синусоидального тока объединены и соединены с общей ;шиной, с третьими входами первого, второго и третьего блоков измерения

Составитель Е. Кущ Редактор Н. Егорова Техред О.Сопко Корректор И.Муска

Заказ 3699/43 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по. делам изобретений и открытий.. 113.035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Произяодственно-полиграфическое предириятиег г. Ужгород,-ул. Проектная, 4

и с объединенными первыми выводами первого, второго и третьего датчиков тока,, второй выход первого генератора синусоидального тока индуктивно связанный сдервым и вторым датчиками тока,, соединен с первым выходом блока присоединения, а также с вторым входом первого блока измерения, второй выход второго генератора синусоидального тока, индуктивно связанный с вторым и третьим датчиками тока, соединен с вторым выходом блока npir соединения, а также со вторым входом второго блока измерения, третий выход третьего генератора синусои-- дального тока, индуктивно связанный с первым и.третьим датчиками тока, соед г1нен С третьим входом блока присоединения, а также с вторым входом третьего блока измерения, второй вы вод первого датчика тока соединен с первым входом первого блока измepeния второй вьшод второго датчика тока- с первым входом второго блока измерения, второй вывод третьего датчика тока соединен с первым входом третьего блока измерения, выходы первого, второго и третьего блоков измерения соединены с соответствующие ми входами блока вычисления. .

2. Устройство по п. I,- отличающееся тем, что.датчики ТО ка выполнены в виде кольцевого магни-

топровода с расположенной на нем вторичной обмоткой с двумя выводами

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности, Устройст- :во содержит; генераторы 1, 2 и 3 синусоидального тока (звуковой частоты) имеющие равные и постоянные напряжения и начальные фазы, блок 4 присоединения, датчики 5, 6 и 7 тока, состоящие из кольцевого магнитопровода с расположенной на нем вторичной обмоткой, блоки 8, 9 и 10 измерения, блок 11 вычисления и блок 12 индикации. Введение генераторов 2 и 3 синусоидального тока, трех датчиков тока, блоков 9 и 10 измерения и образование новых связей позволило определить расстояние до места замыкания на зем- (Л С N3 4 Ю X) Юд