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

1П

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

Цель изобретения - повышение селективности за1циты,

На чертеже представлена функциональная схема устройства для защиты от однофазного замыкания на землю.

Устройство содержит трансформаторы 1 и 2 тока нулевой последовательности, установленные соответственно на присоединениях 3 и 4, преобразо- ватели 5 и 6 тока в выпрямленное напряжение, размыкающие ключи 7 и 8, запоминающие элементы 9 и 10, выполненные на конденсаторах и диодах по схеме с закрытым входом, замыкающие ключи 11 и 12, интегрирующие элементы 13 и 14, диоды 15 и 16, пороговые элементы (компараторы) 17 и 18, дополнительный элемент ИЛИ 19, сумматоры (счетчики) 20 и 21 импульсов, эле менты 22 и 23 совпадения, элементы ПАМЯТЬ 24 и 25, исполнительные органы 26 и 27, общий элемент ИЛИ 28, элементы НЕ 29 и 30, трансформатор 31 напряжения нулевой последователь- ности, пусковой орган 32, блок 33 управления, состоящий из элемента 34 вьщержки времени (ЭВВ)- и генератора 35 прямоугольных импульсов (ГГШ).

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии в сети однофазного замыкания на землю пороговые элементы 17 и 18, элементы ПАМЯТЬ 24 и 25, исполнительные органы 26 и 27, пусковой орган 32 и ЭВВ 34 находят™ ся в исходном состоянии. Ключи 7 и 8 замкнуты, ключи 11 и 12 разомкнуты. ГПИ 35 не работает.

При возникновении в сети однофазного замыкания на землю, например на присоединении 3, первым срабатывает пусковой орган 32 и происходит пуск ЭВВ 34 и переключение элемента НЕ 30 в состояние, при котором сигнал на его выходе исчезает. Спустя неболь- ную выдержку времени (порядка нескольких миллисекунд), необходимую для отстройки защиты от кратковременных помех, срабатывает ЭВВ 34, осуществляющий пуск ГПИ 35, на выходе которого во время его работы появляются прямоугольные импульсы с заданной длительностью. При появлении

п

5 0 5 о

0 5

0

первого импульса ключи 7 и 8 размыкаются и конденсаторы запоминающих элементов 9 и 10 начинают заряжаться . Длительность выходных импульсов ГПИ 35 выбирается достаточной для заряда данньк конденсаторов до уровней выходных сигналов преобразователей 5 и 6. После исчезновения выходного импульса ГПИ 35 ключи 7 и 8 снова переходят в замкнутое состояние. С этого момента начинается процесс интегрирования выходных напряжений запоминаюищх элементов 9 и 10, при котором на входах элементов 17 и 18 появляются напряжения, изменяюп еся по экспоненциальному закону с постоянной времени, одинаковой для всех присоединений. Когда уровни этих напряжений достигают пороговых значений (принимаемых также одинаковыми для всех присоединений), срабатывают компараторы 17 или 18. В нашем случае первым срабатывает компаратор 17, поскольку он находится в канале защиты поврежденного присоединения 3, имеющего, как правило, наибольший ток замыкания на землю. Этому току соответствует и наибольший сигнал .на выходах соответственно преобразователя 5 и элемента 9.

При срабатывании компаратора 17 появляется сигнал (импульс) на входе сумматора 20 и на управляющих входах ключей 11 и 12. В результате указанные ключи замыкаются (кратковременно) . С их помощью осуществляется переход запоминающих элементов 9 и 10 и интегрирующих элементов 13 и 14 в первоначальное состояние, т.е. состояние, при котором конденсаторы этих элементов разряжены и напряжения на их выходах отсутствуют. Таким путем обеспечивается невозможность срабатывания компаратора 18 неповрежденного присоединения 4. Быстрому разряду конденсаторов интегрирующих элементов 13 и 14 способствуют диоды 1 5 и 1 6 .

Напряжения на выходах сумматоров 20 и 21 появляются только в случае поступления на их входы двух-трех импульсов с выходов пороговых элементов 17 и 18.

В рассматриваемом случае напряжение кратковременно появляется на-выходе сумматора 20. В результате этого срабатывает элемент ПАМЯТЬ 24 и исполнительный орган 26. Одновременно исчезает сигнал на нижних входах элементов 22 и 23 совпадения и появляется сигнал на блокирующем входе ГПИ 35. Последний возвратится в исходное (нерабочее) состояние. Исчезновение сигналов на нижних входах элементов 22 и 23 исключает возможность неправильного функционирования защиты в послеаварийном режиме, т.е. после ртключения выключателя присоединения 3, сопровождающемся появлением напряжения и токов нулевой последовательности на неповрежденных присоединениях, изменяющихся во времени с частотой ниже промьшшенной.

После исчезновения напряжения нулевой последовательности и возврата пускового органа 32 в исходное состояние устройство готово к повторному действию.

Аналогично устройство работает при однофазном замыкании на землю на присоединении 4.

Введение сумматоров, исключающих возможность срабатывания защиты от кратковременных замыканий (одиночных пробоев изоляции) элементов совпадения, выполняющих функцию запрета действия защиты в послеаварийном режиме однофазного замыкания на землю, замыкающих ключей, обеспечивающих установку запоминающих и интегри- руюпщх элементов в исходное состояние после первого срабатывания пороговых элементов и не возможность срабатывания пороговых элементов неповрежденных присоединений, а также выполнение блока управления с использованием генератора прямоугольных . импульсов позволяет повысить селективность действия защиты путем исключения ложных срабатываний при кратковременных замыканиях на землю и воздействии различного рода помех. Это сокращает простои потребителей по причине неоправданного прекращения их питания и дает определенный экономический эффект.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты от однофазного замыкания на земпю в сети с изолированной нейтралью, содержащее на каждом присоединении последо0

5

0

5

0

вательно соединенные трансформатор тока нулевой последовательности, .преобразователь тока в выпрямленное напряжение, запоминающий, интегрирующий и пороговый элементы, элементы память, входы которых функционально связаны с выходом пороговых элементов, а выходы подключены к исполнительному органу и к соответству- ющим входам общего на все присоединения элемента ИЛИ, пусковой орган, подключенный своим входом к тран- сформдтору напряжения нулевой последовательности, а выходом - к входу блока управления, блокирующий вход которого подключен к выходу общего элемента ИЛИ, а выход соединен с управляющими входами размыкающих ключей, элемент НЕ, вход которого соединен с выходом пускового органа, а выход - с входами установки элементов ПАМЯТЬ в исходное состояние, отличаю п;ееся тем, что, с целью повышения селективности, введены по числу присоединений сумматоры импульсов, элементы совпадения и замыкающие ключи, включенные па- |ралл ельно выходам запоминающих элементов, параллельно входам которых подключены соответствующие размыкающие ключи, при этом входы сумматоров импульсов подключены к выходам пороговых элементов, а выходы - к одним из входов элементов.совпадения, другие входы которых объединены и через вновь введенньй элемент НЕ подключены к выходу общего элемента ИЛИ, выходы вновь введенных элементов совпадения подключены к входам элементов ПАМЯТЬ, а управляющие входы вновь введенных З амыкающих ключей подключены через вновь введенный дополнитель- |ный элемент ШШ к выходам пороговых элементов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления выполнен на генераторе прямоугольных импульсов, управляющий вход которого соединен с выходом элемента выдержки времени, вход которого соединен с входом блока управления, его блокирующий вход соединен с блокирующим, входом генератора, выход которого подключен к выходу блока управления.

0

0

5

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для релейной защиты в сети с изолированной нейтралью. Цель изобретения - повьшение селективности. При появлении замыкания на землю производится пуск генератора 35, который размыкает ключи 7 и 8, вследствие чего конденсаторы замыкающих элементов 9 и 10 заряжаются. После исчезновения выходного импульса генератора 35 ключи 7 и 8 снова переходят в замкнутое состояние. С этого момента начинается процесс интегрирования выходных напряжений запоминающих элементов 9 и 10, при котором на входах пороговых элементов 17 и 18 появляются напряжения, изменяющиеся по экспоненциальному закону. Когда уровни этих напряжений достигают пороговых значений, срабатывают пороговые элементы 17 или 18, после чего CHI- нал через схему ИЛИ 19 возвращает запоминающие элементы 9 и 10 и интегрирующие элементы 13 и 14 в исходное состояние. Напряжение на выходах сумматоров 20 и 21 появляется только при поступлении на их входы двух- трех импульсов с выходов пороговых элементов 17 и 18. При срабатывании соответствующего элемента памяти и исполнительного органа на схемах совпадения 22 и 23 исчезает разрещающий сигнал, что исключает возможность неправильного функционирования защиты в послеаварийном режиме. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. сл со со 4;: СО сл