Устройство для определения поврежденной фазы в трехфазной сети с изолированной нейтралью Советский патент 1988 года по МПК H02H3/16 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для определения поврежденной фазы при однофазных замыканиях на землю в трехфазных сетях с изолированной нейтралью, и может быть использовано в релейной защите, аппаратуре настройки дугогасящих реакторов, а также в

схему порогового разделителя сигналов, различны и задаются с помощью резисторов 13-17. При этом резисторы 13-17 подбирают таким образом, что первый операционный усилитель 9 включается при уровнях входного напряжения, соответствующих углам сдвига фаз между линейным напряжением сети

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в релейной защите, а также в аппаратуре защиты от поражения током при прикосновении человека к фазному проводу сети, Цель изобретения - повышение надежности и упрощение устR С во А В С ройства. При замыкании на землю одной из фаз вектор напряжения нулевой последовательности меняет свое направление. За опорный сигнал принято одно из линейных напряжений сети. Напряжение с датчика I напряжения нулевой последовательности поступает на первый вход датчика 3 разности фаз, на второй вход которого приходит сигнал от датчика 2 линейного напряжения. В зависимости от того, какая фаза повреждена, угол разности фаз находится в разных диапазонах. Этот диапазон определяет величину постоянного напряжения на выходе датчика 3 разности фаз и контролируется усилителями 9-12, входящими в схему 4 порогового разделителя сигналов. Замыканию каждой фазы соответствует определенный диапазон углов, эти диапазоны не пересекаются и разделены Q промежутками по 30 . Это позволяет предотвратить ложное срабатывание устройства. 3 ил. (Л х СХ) сд

аппаратуре защиты от поражения элект- ю и напряжением нулевой последовательрическим током при случайном прикосновении человека к любому из фазных проводов сети.

Цель изобретения - повышение надежности и упрощение устройства.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 и .3 - векторные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для определения повреж- 20 тый 8 принадлежат фазе С, второй 6 фазе А, третий 7 - фазе В.

денной фазы в трехфазной сети с изолированной нейтралью состоит из датчика 1 напряжения нулевой последовательности, датчика 2 линейного напря женин сети, датчика 3 разности фаз между линейным напряжением сети и напряжением нулевой последовательности, порогового разделителя 4 сигналов и четырех исполнительных органов 5-8.

Датчик 1 напряжения нулевой после довательности предназначен для выявления замыкания на землю. Напряжение на его выходе, пропорциональное напряжению нулевой последовательности, появляется только при возникновении в сети однофазного замыкания на земл

Датчик 3 разности фаз между линейным напряжением сети и напряжением нулевой последовательности преобразует угол сдвига фаз между этими напряжениями в пропорциональное постоянное напряжение. Это напряжение определиепся по следующему выражению

и.

Е.

V 360

где Е„ - напряжение питания датчика

разности фаз;

Ч - угол сдвига фаз между линей- ным напряжением сети и напряжением нулевой последовательности .

Пс5роговый разделитель 4 сигналов в зависимости от уровня напряжения на его входе осуществляет включение одного из четырех исполнительных органов 5-В. Пороги открывания операционных усилителей 9-12, входящих в

кости в диапазоне от О до 60 , второй от 90 до 180, третий от 210 до 300 и четвертый от 330 до 360 . Включение одного из операционных усилителей при- водит к открыванию соответствующего ему транзистора 18-21. При открывании транзисторов срабатывают соответствующие исполнительные органы 5-8. Первый исполнительный орган 5 и четвер

0

фазе А, третий 7 - фазе В.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании на землю одной из 5 фаз (точки О, , 0 , 0:, , фиг. 2) вектор напряжения нулевой последовательности меняет свое направление. Изменяется также и ориентация векторов фазных напряжений, что не позволяет принимать их в качестве опорных. Система же линейных напряжений остается неизменной. Поэтому за информативньш признак для определения поврежденной фазы принят угол сдвига фаз между одним из линейных напряжений сети (в данном случае выбрано линейное, напряжение U0C ) и напряжением нулевой последовательности. В зависимости от того, какая фаза повреждена, угол сдвига фаз между линейным напряжением UBC и напряжением нулевой последовательности Do изменяется различным образом. Из векторной диаграммы (фиг. 3) видно, что при замыкании фазы А угол изменяется в диапазоне

5

0

5

Q

5

90 i /д 180 , при замыкании фазы В- ZIO % ЗОО и при замыкании фазы С - ЗЗСГ УС 360° и 0° f 60., т.е. замыканию каждой фазы соответствует строго определенный диапазон углов, эти диапазоны не пересекаются и разделены промежутками по 30 . Это позволяет предотвратить ложное срабатывание устройства.

Таким образом, при замыкании на землю, например, фазы А (точка 0 , фиг. 2) на выходе датчика 1 нулевой последовательности появляется напряжение DO . Это напряжение поступает

на первый вход датчика 3 разности фаз, на второй вход которого приходит сигнал от датчика 2 линейного напряжения Up

Так как угол сдвига фаз

Jg l.Cir, JVdlV у I 1 ЭП1С1 VfCZO

между контролируемыми сигналами находится в диапазоне от 90 до 180 то постоянное напряжение на выходе датчика 3 разности фаз, соответствующее этому углу, будет больше порога ера- батывания операционного усилителя 10 в пороговом разделителе 4 сигналов. Включение этого усилителя приводит к открыванию транзистора 19 и срабатыванию исполнительного органа 6, который, замыкая свой контакт, сигнализирует о повреждении фазы А. При замыкании на землю любой другой фазы устройство работает аналогично.

По сравнению с известным предлагаемое устройство позволит получить

экономический эффект от повышения надежности и упрощения устройства. Формула изобретения Устройство для определения поврежденной фазы в трехфазной сети с изолированной нейтралью, содержащее датчик напряжения нулевой последовательности и датчик линейного напряжения сети, выходы которых соединены с входами фазочувствительного органа, выход которого функционально связан с исполнительными органами, отличающееся тем, что, с целью повьпаения надежности и упрощения, фазочувствительный орг ан выполнен в виде датчика разности фаз контролируемых сигналов, выход которого через вновь введенный пороговый разделитель сигналов с четырьмя выходами соединен с соответствующими исполнительными органами.

I/.

А1

Or

и

фиг.1

210 fg 300

,180°

Фиг.з