Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью Советский патент 1988 года по МПК H02H3/16 

(Л

со со

4

00

139

ТИП1ГОСТИ работы устройства путем (тбеспечения непрерывности его функционирования до момента отключения выключателя поврежденного присоедршения. В случае B03f HKHOBeHHH замыкания на землю, например, на присоединении 3 происходит включение тиристора 11 и срабатывание исполнительного органа 13 и элемента ПАМЯТЬ 32. Одновременно .срабатывает элемент фиксации срабатывания 15, который подает сигнал на управляющий вход блока управления 21. Ключ 20 при этом замыкается. Опорное напряжение на управляющих входах пороговых элементов 9, 10 устанавливается на прежнем уровне. Этим исключается возможность срабатывания тиристоров и исполнительных органов неповрежденных присоединений в аварийном

Д

режт1ме. При прохождении напряжения, питающего тиристоры и исполнительные органы, через нуль тиристор 11 выключается, элемент фиксации срабатывания 15 возвращается в исходное состояние, ключ 20 размьтается, напряжения на опорных входах пороговых элементов 9, 10 начинают вновь уменьшаться. Вновь срабатывает пороглвый элемент 9, включается тиристор 11. На исполнительный орган 13, Который до этого момента находился в рабочем состоянии за счет энергии, запасенной его конденсатором при первом включении тиристора 11, подается полное напряжение питания. Таким образом, схема устройства работает до тех пор, пока не произойдет отключения выключателя 5. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для релейной защиты от замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью. Цель изобретения - повьппение селек

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью.

Цель изобретения - повышение селективности работы устройства путем обеспечения непрерывности его функционирования до момента отключения выключателя поврежденного присоединения

На -чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит трансформаторы 1 и 2 тока- нулевой последовательности установленные на защищаемых присоединениях 3 и 4 с выключателями 5 и 6 соответственно, согласующие элементы 7 и 8 (СЭ), пороговые элементы 9 и 10 с изменяемой уставкой срабатывания ПЭИУС), тиристоры 11 и 12, исполни- тельные органы 13 и 14 (ИО) с параллельно -подключенными конденсаторами и диодами, элемент 15 фиксации срабатывания исполнительных органов СЭФСИО), зaмыкaюD ий ключ 16, источ- ник 17 питания тиристоров -и исполнительных органов, трансформатор 18 напряжения, пусковой орган 19 (ПО), размыкающий к.тдач 20, блок 21 уцравле- ния (БУ), преобразователь 22 напряже- ния переменного тока в наттряжение

постоянного (выпрямленного) тока (пни), элемент 23 фиксации отключения выключателей поврежденных присоединений (ЭФОВ), да1тчики 24 и 25 контроля отключенного состояния выключателей (ДКОСВ), элемент ИЛИ 26, элемент НЕ 27.

СЭ 7 и 8 состоят из согласующего трансформатора и выпрямителя с параллельно включенным на выходе конденсатором.

ПЭИУС 9 и 10 выполнены в виде опорных элементов и линейных усилителей сигналов, соединенных последовательно с пороговыми элементами с фиксированной и одинаковой на все присоединения уставкой срабатывания и формирователями сигналов.

ЭФСИО 15 состоит из диодов (по числу присоединений), резисторов, транзистора и стабилитрона.

Источник 17 питания тиристоров и исполнительных органов состоит из источника 28 напряжения переменного тока и двухполупериодного выпрямителя 29 .

БУ 21 включает в себя элементы задержки появления сигнала 30 (ЭЗПС) и запрета 31, управляющий вход которого соединен с выходами ЭФСИО 15 и

ЭФОВ 23. Последний выполнен в виде элементов 32 и 33 и совпадения ЗА и 35.

В качестве ДКОСВ 24 и 25 могут быть использованы вспомогательные контакты этих выключателей или реле положения Отключено.

Элементы ПАМЯТЬ 32 и 33 могут быть выполнены на базе указательных реле, триггеров, тиристоров, тиратронов и др..

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии в сети однофазного замыкания на землю тиристоры 11 и 12 выключены, ИО 13 и 14, ЭФСИО 15, ПО

19,ЭЗПС 30, элементы ПАМЯТЬ 32 и 33 находятся в исходном состоянии. Ключ

16 разомкнут, ключ 20 замкнут. Напряжение на опорных (нижних) входах ПЭИУС 9 и to выбирается больше возможного сигнала на выходе СЭ 7 и 8. Напряжение на выходе ПЭИУС 9 и 10 отсутствует. Отсутствует также напряжение (сигнал) на управляющем входе БУ 21 .

При возникновении в сети однофазного замыкания на землю, например на присоединении 3, на выходах СЭ 7 и 8 и соответственно на управляющих (верхних) входах ПЭИУС 9 и 10 появляются сигналы, пропорциональные токам нулевой последовательности, причем на выходе ПЭИУС 9 сигнал имеет наибольшую величину. Одновременно появляется сигнал на входе ПО 19 и происходит его срабатывание, а также замыкание ключа 16 и запуск элемента 30. В это же время снимается сигнал с управляю- щих входов элементов ПАМЯТЬ 32 и 33.

Спустя небольшую выдержку времени достаточную для заряда конденсаторов СЭ 7 и 8 до амплитудных значений вторичных напряжений согласующих транс- форматоров, на выходе блока 21 появляется сигнал, который поступает на управляющий вход размыкающего ключа

20,при размыкании которого напряжение на выходе ПНИ 22 начинает умень

шаться по экспоненциальному закону. При достижении выходным напряжением значения, равного или меньщего значения величины сигналов на выходе СЭ 7 и 8, на выходе ПЭИУС 9 появляется сигнал, происходит включение тиристора 11 и срабатывание ИО 13 и элемента ПАМЯТЬ 32. Одновременно срабатывает и ЭФСИО 15, который подает сигнал

д

5

0 5

Q Q

д

5

0

5

на управляющий вход ЕУ 21. Ключ 20 при этом замыкается. Напряжение на управляющих входах ПЭШС 9 и 10 устанавливается на прежнем уровне. Этим исключается возможность срабатывания тиристоров и исполнительных органов неповрежденных присоединений в аварийном режиме,

При прохождении напряжения, питающего тиристоры и исполнительные органы, через нуль (или близкое к нему значение) тиристор 11 выключается, ЭФСИО-15 возвращается в исходное состояние, ключ 20 размыкается, напряжения на опорных входах ПЭИУС 9 и 10 начинают вновь уменьшаться по экспоненциальному закону. При достижении этими напряжениями значения, равного или меньшего значения величины сигналов на выходе СЭ 7 и 8,на управляющем электроде тиристора 11 снова по- - является сигнал, последний включается, при этом подается полное напряжение питания на ИО 13, который до этого момента находился в рабочем состоянии за счет энергии (заряда), запасенной его конденсатором при первом включении тиристора 11. Емкость конденсаторов, включенных параллельно ИО 13 и 14, выбирается такой, чтобы исполнительные органы работали устойчиво (без вибрации их контактов).

Таким образом схема устройства работает до тех пор, пока не произойдет отключения выключателя 5.

При отключении выключателя 5 от ЭФОВ 23 (через элемент 26) подается сигнал на управляющий бход БУ 21., ключ 20 при этом остается в замкнутом состоянии до конца послеаварийно- го режима однофазного замыкания на землю (практически до момента возврата ПО 19 в исходное напряжение), чем исключается возможность неселективного (ложного) срабатывания тиристоров и исполнительных органов неповрежденных присоединений в послеава- рийном режиме однофазного замыкания на землю, характеризующиеся наличием затухающих токов и напряжений нулевой последовательности.

Время ее работы определяется в основном величиной собственного времени отключения используемых типов выключателей 5 и 6. Например, у масляных выключателей это время составляет порядка 120-150 мс, т.е. 12-14 полупе- риодоБ промьщ1ленной частоты, у вакуумных выключателей оно существенно (в несколько раз) меньше.

При появлении в сети кратковременных замыканий (одиночных пробоев) на землю и различного рода помех устройство приходит в действие, но из-за относительно большой величины собственного времени отключения выключателей и вследствие того, что входные сигналы тиристорами запоминаются только на ограниченное время (доля полупериода), а затем автоматически стираются (когда полуволна питающего

10

фиксации срабатывания исполнительньсх органов, входы которого подключены к анодам тиристоров, преобразователь напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, к одному из полюсов которого подключены опорные входы пороговых элементов с изменяемой уставкой срабатывания, общий на все присоединения блок управления, основной вход которого соединен с выходом пускового органа, блокирующий вход функционально связан с выг ходом элемента фиксации срабатывания

напряжения проходит через нуль), исполнительных органов, а выход соеного (излишнего) отключения выключателей от воздействия кратковременных импульсов (помех) не происходит.

В результате такого псгстроения и алгоритма функционирования защиты достигаются одновременно селективность, помехоустойчивость и быстродействие.

Введение в устройство для защиты от однофазного замыкания на землю элемента отключения выключателей Поврежденных присоединений и выполнение источника питания тиристоров и исполнительных органов в виде преобразователя напряжения переменного тока в напряжение выпрямленного двухполупе- риодного тока позволяет повысить надежность функционирования защиты и за счет этого сократить неоправданные отключения и простои потребителей электроэнергии.

30

35

динен с управляющим входом размыкаю- Diero ключа, установленного в цепи заземления .одного из полюсов упомяну того преобразователя напряжения пере

20 менного тока в напряжение постоянног тока, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности работы устройства путем обеспечения непрерывности его функционирования

25 ДО. момента отключения выключателя поврежденного присоединения, оно дополнено элементом фиксации отключения выключателей поврежденных присоединений, входы которого подключены к выходам исполнительных органов и вновь введенных датчиков контроля отключенного состояния выключателей присоединений, и- элементом РШИ, входы которого подключены к выходам элементов фиксации срабатывания исполнительных органов и фиксации отключения выключателей поврежденных присоединений, а выход - к блокирующему входу блока управления, при этом элемент фиксации отключения выключателей поврежденных присоединений выполнен в виде последовательно включенных элементов совпадения и элементов ПАМЯТЬ по числу присоединений, управляющие входы элементов ПАМЯТЬ соединены вместе и через вновь введенный элемент НЕ под- ключены к ВЫХОДУ пускового органа, вторые входы .элементов совпадения соединены с выходами соответствующих датчиков контроля отключенного состояния выключателей присоединения, а источник питания тиристоров и исполнительных органов выполнен в виде преобразователя напряжения переменного тока в напряжение выпрямленного двухполупериодного тока.

Ф

ормула изобретения Устройство для защиты от однофазного замыкания на, землю в сети с изо лированной нейтралью, содержащее на каждом присоединении трансформатор тока нулевой последовательности с подключенным к нему согласующим элементом, выход которого через пороговый элемент с изменяемой уставкой срабатывания подключен к управляющему электроду тиристора, включенного последовательно с исполнительным орга- ном, запитанным от общего на все npti- соединения источника питания через общий замыкающий ключ, управляющий вход которого соединен с выходом пускового органа, подключенного своим входом к выходу источника напряжения нулевой последовательности, элемент

ВНИИПИ Заказ 2229/50 Тираж 650

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиксации срабатывания исполнительньсх органов, входы которого подключены к анодам тиристоров, преобразователь напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, к одному из полюсов которого подключены опорные входы пороговых элементов с изменяемой уставкой срабатывания, общий на все присоединения блок управления, основной вход которого соединен с выходом пускового органа, блокирующий вход функционально связан с выг ходом элемента фиксации срабатывания

0

5

0

5

0

динен с управляющим входом размыкаю- Diero ключа, установленного в цепи заземления .одного из полюсов упомянутого преобразователя напряжения пере0 менного тока в напряжение постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности работы устройства путем обеспечения непрерывности его функционирования

5 ДО. момента отключения выключателя поврежденного присоединения, оно дополнено элементом фиксации отключения выключателей поврежденных присоединений, входы которого подключены к выходам исполнительных органов и вновь введенных датчиков контроля отключенного состояния выключателей присоединений, и- элементом РШИ, входы которого подключены к выходам элементов фиксации срабатывания исполнительных органов и фиксации отключения выключателей поврежденных присоединений, а выход - к блокирующему входу блока управления, при этом элемент фиксации отключения выключателей поврежденных присоединений выполнен в виде последовательно включенных элементов совпадения и элементов ПАМЯТЬ по числу присоединений, управляющие входы элементов ПАМЯТЬ соединены вместе и через вновь введенный элемент НЕ под- ключены к ВЫХОДУ пускового органа, вторые входы .элементов совпадения соединены с выходами соответствующих датчиков контроля отключенного состояния выключателей присоединения, а источник питания тиристоров и исполнительных органов выполнен в виде преобразователя напряжения переменного тока в напряжение выпрямленного двухполупериодного тока.

Подписное