Устройство для определения поврежденной фазы при утечке тока на землю в трехфазной сети с изолированной нейтралью Советский патент 1987 года по МПК H02H3/16 

сдвига фаз между фазными напряжениями и напряжением нулевой последовательности, и они поступают на D-триг- геры 9, на тактовые входы которых с элемента задержки б приходят импульсы от формирователя 5, Триггер, соответ- ствую1чий поврежденной фазе, перейдет в устойчивое единичное состояние, а триггеры неповрежденных фаз - в нуле1

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для определения повреждений, связанных с утечкой тока на землю, в трехфазных сетях.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

На фиг. 1 представлена функционал ная схема устройства для обнаружения поврежденной фазы; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства для случая повреждения в фазе А сети с изолированной нейтралью.

Схема устройства рдя определения

поврежденной фазы содержит входной трехфазный трансформатор 1 напряжения, блок 2 измерения напряжения нулевой последовательности, амплитудный селектор 3, первый элемент 4 задержки, формирователь 5 тактовых импульсов, второй элемент 6 задержки блоки 7 формирования информационных импульсов, RS-триггеры 8, D-тригге- ры 9 и логические элементы И 10. Первичные обмотки трансформатора 1 подключены к фазам сети и соединены по схеме звезда. Вход блока 2 подключен между нейтральной точкой первичньк обмоток трансформатора 1 и землей, а выход - через последовательно соединенные амплитудный селектор 3 и первый элемент 4 задержки к первь м входам логических элементов И 10, а также через последовательно соединенные формирователь 5 и второй элемент 6 задержки - к тактовым входам D-триг- геров 9. Каждая вторичная обмотка трансформатора 1 подключена к входу цепочки последовательно соединенных: формирователя 7, RS-триггера 8, D- триггера 9 и второго входа логическовое состояние. Таким образом, изобретение с достаточной точностью с помощью одних лишь фазовых соотношений между фазными напряжениями и напряжением нулевой последовательности формирует сигналы, содержащие информацию о наличии повреждения фаз защищаемой сети, 2 ил.

о

5

0

5

0

5

го элемента И 10. Входы установки в нуль RS-триггеров 8 объединены и подключены к выходу формирователя 5.

На чертежах отображены следующие величины: 1, Ug,, U. - напряжение на вторичных обмотках трансформатора 1; Ед, Zg, Zj, - информационные импульсы на выходах формирователей 7; ф - угол сдвига фаз между напряжением поврежденной фазы и напряжением нулевой последовательности; U - напряжение нулевой последовательности; Z- тактовые импульсы на выходе

%

формирователя 5; Z, Z,, Z - информационные импульсы на выходе RS- триггеров 8; Z(j - тактовые импульсы на выходе второго элемента 6 задержки ; Т , Tg , TC - длительность импульсов Zд, Z, Zp; - время задержки 6 элемента.

Устройство работает следующим образом.

Из фазных напряжений U, Ug, U и напряжения нулевой последовательности Ug (представленного для случая возникновения повреждения в фазе А) формирователи 7 и 5 вьфабаты- вают кратковременные импульсы Z, Zg, Z (, и Zp, соответствующие во времени началу периода каждого из этнх напряжений и поступающие соответственно на установочные входы и входы сброса в нуль -RS-триггеров 8 (фиг. 2). На выходах RS-триггеров

формируются импульсы Z, Zg, Zj.,

длительности Гд , с , о которых зависят только от угла сдвига фаз между соответствующими фазными напряжениями и напряжением нулевой последовательности. Импульсы Z, Zg, Z поступают на информационные входы

31

D-триггеров 9, на тактовые входы которых с выхода элемента 6 задержки

имподаются задержанные на время (.,,

пульсы Zp. При этом D-триггеры переходят в состояние, соответствующее значениям сигналов 2д Zg, Z в момент поступления Z, Для случая возникновения повреждения в фазе А D- триггер, соответствующий фазе А, перейдет в устойчивое единичное состоя ние, а D-триггеры в фазах В и С - в нулевое. Таким образом, потентдиал логической единицы на выходе одного из D-триггеров указывает на соответствующую поврежденную фазу.

Амплитудный селектор 3 и первый элемент 4 задержки служат для отстройки пот помех, обусловленных ес- гественной несимметрией сети и переходными процессами. При превьщ1ении амплитуды напряжения U над заданной величиной элемент 4 с задержкой времени выдает разрешающий сигнал на входы логических элементов 10. При этом единичный потенциал с выхода триггера поврежденной фазы проходит на выход соединенного с ним логического элемента 10. На выходах остальных элементов 10 потенциалы при этом нулевь1е.

Длительности (/д , t-g , с импульсов Ед, Zg, Z (при повреждении в фазе А) можно определить по формулам (фиг. 2)

ы

27 -(cf+ -ir) .21Г-( IT)

Q

Для того, чтобы устройство оставалось работоспособным при наибольших изменениях угла сдвига фаз Cf между напряжением поврежденной фазы и напряжением нулевой последовательности, необходимо выполнение условияi

для времени задержки Т элемента 6

В J

Таким образом, изобретение позволяет с достаточной точностью с помощью одних лишь фазовых соотношений между фазными напряжениями и напряжением нулевой последовательности формировать сигналы, содержащие информацию о наличии повреждения фа защищаемой сети.

Формула изобретения

Устройство дпя определения по- врежде1«ой фазы при утечке тока на землю в трехфазной сети с изолирован- ной нейтралью, содержащее подключаемый к сети входной трехфазный трансформатор напряжения, первичные обмотки которого соединены в звезду, нулевая точка которой подключена к входу блока измерения напряжения ну- лерой последовательности, а вторичные обмотки, - к входам блоков формирования информационных импульсов, число которых соответствует числу

фаз сети, формирователь тактовых им

1пульсов и амплитудный селектор, под- ключенные входами к выходу блока измерения напряжения нулевой после- довательности, первый элемент задержки, вход которого соединен с выходом амплитудного селектора, логические элементы И по числу фаз сети, первые входы которых объедине- ны и подключены к выходу первого элемента задержки, выходы к исполнительному органу, а вторые входы - к соответствующим выходам D-триггеров по числу фаз сети, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введены второй элемент задержки, включенный между выходом формирователя тактовых импульсов и объединенными тактовыми входами D-триггеров, и по

числу фаз сети - RS-триггеры, первые входы которых подключены к выходам соответствующих формирователей информационных импульсов, вторые входы объединены и подключены к

выходу формирователя тактовых импульсов, а выходы RS-триггеров - к соот™ ветствующим информационным входам D-триггеров.

и.

Ur

Изобретение относится к электротехнике , в частности к релейной защите электрических систем от замыкания на землю. Цель изобретения - повьппение надежности работы устройства для определения поврежденной фазы при утечке тока на землю. При воз- никновении повреждения формирователи 7 и 5 вырабатывают кратковременные импульсы, соответствующие во времени началу периода каждого из напряжений. Эти импульсы поступают на установочные входы и входы сброса в нуль RS- триггеров 8. На выходах этих тригге- .ров формируются импульсы, дпительно- сти которых зависят только от угла (О (Л со о О1 со