Устройство для защиты электрической сети от токов короткого замыкания Советский патент 1988 года по МПК H02H3/08 

Описание патента на изобретение SU1398012A1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к

области защи от токов коты электрических сетей роткого замыкания.

Цель изобретения - повьшение на- ; ;ежности функционирования работы Защиты путем обеспечения чувстви- {ельности в режиме возникновения короткого замыкания в сети в момент 10 Подключения фидера -с электродвигателем и короткого замыкания в сети, Имевшего место до этого подключения.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 1 апряжения оперативного тока, датчик t оперативного тока, блок 3 дифферен- 1|ирования, нуль-орган 4, датчики 5--8 toKa промышленной частоты, блоки 9- 20 12 уставки, элементы ИЛИ 13-16, элементы НЕ 17, элемент И-НЕ 18„ элемен- ifH И 19-21, датчик 22 напряжения прр- 1|о шшенной частоты, фазочувствительньй Йлок 23, пороговьй элемент 24, блоки 25 25 и 26 искусственной нулевой точки, резистор 27, фильтр-пробка 28 на про- Фшшенную ч-астоту сети, блоки 29 и ;JO отключения.

Кроме того, на чертеже изображен 30 генератор 31, электродвигатели 32 и 33-.

В качестве оперативного тока может ыть использован либо постоянный, ли- о переменньй ток непромышленной час-

Функционирования устройства основано на том, что в режиме короткого Замыкания для тока оперативного сигнала, подаваемого между общей искус- Q ствеиной нулевой точкой и между искусственной и нулевой точками фидеров :С электродвигателем, сопротивление в цепи протекания оперативного тока не

меняется о,,

45

Для режима же пускового тока, возникающего при подсоединении к защищаемой линии электродвигателя, происходит изменение величины сопротивления в цепи протекания тока оперативного eg сигнала. Это объясняется тем, что подключаемьш фидер (последовательное соединение его искусственной нулевой точки, резистора и фильтра-пробки на

15 3-8

35

либо образует новую ветвь для протекания оперативного тока, еугли к генератору не был подключен еще ни один фидер.

Таким образом, при наступлении режима пускового тока имеется изменение обоих токов, а при поступлении режима короткого замыкания - одного. Это дает возможность различить указанные режимы.

Устройство работает следующим образом.

Непрерывно с помощью датчиков 2,

вьщеляют сигналы, пропорциональные величине оперативного тока и токов промыпшенной частоты в фазах фидеров соответственно. Сигнал на выходе датчика 2 тока непрерывно дифференцируется и сравнивается с заданным уровнем (в данном случае с нулем) с помощью нуль-органа 4 о

Сигнал с выхода нуль-органа 4 че- рез логический элемент НЕ 17 подается на первьм вход элемента И 19. Сигналы с выхода нуль-органа 4 непосредственно поступают и на первый вход элемента И 20. Сигналы с выходов датчиков 5-8 тока поступают на блоки 9-12 уставки соответственно, которые могут быть выполнены в виде пороговых элементов. Сигналы превьщгения заданного уровня с выходов блоков 9 и 10 уставки через элемент ИЛИ 14 поступают на первые входы элементов И 21 и И-НЕ 18. Сигналы превышения заданного уров ня с выходов блоков 11 и 12 уставки через элемент ИЛИ 15 подаются на вторые входы элементов И 21 и И-НЕ 18.

При подключении к электроэнергетической системе какого-либо электродвигателя, например электродвигателя 33, в режиме пускового тока на выходах датчиков 6, 8, 5 и 7 появляются сигналы, которые могут превысить уров ни, задава;емые блоками 9-12 уставки.

Одновременно изменяется по величине сигнал на выходе датчика 2 оперативного тока, что вызывает поянпе- нке сигнала на выходе блока 3 дифференцирования и, следовательно, на выходе нуль-органа (культ-органа 4 в данном случае преобразует аналоговьй сигнал с выхода блока 3 дифференциропромышленную частоту) сети оказывает7с5 вания в дискретный сигнал, амплитуда

ся при включении блока отключения подключенным параллельно к существовавшему до указанного включения сопротивлению в цепи оперативного сигнала

которого достаточна для подачи на логический элемент устройства). Сигнал с выхода нуль-органа 4 поступает на первьй выход элемента И 20 и на вхол

0

0 5

0

Q

,

5

g

5 3-8

5

либо образует новую ветвь для протекания оперативного тока, еугли к генератору не был подключен еще ни один фидер.

Таким образом, при наступлении режима пускового тока имеется изменение обоих токов, а при поступлении режима короткого замыкания - одного. Это дает возможность различить указанные режимы.

Устройство работает следующим образом.

Непрерывно с помощью датчиков 2,

вьщеляют сигналы, пропорциональные величине оперативного тока и токов промыпшенной частоты в фазах фидеров соответственно. Сигнал на выходе датчика 2 тока непрерывно дифференцируется и сравнивается с заданным уровнем (в данном случае с нулем) с помощью нуль-органа 4 о

Сигнал с выхода нуль-органа 4 че- рез логический элемент НЕ 17 подается на первьм вход элемента И 19. Сигналы с выхода нуль-органа 4 непосредственно поступают и на первый вход элемента И 20. Сигналы с выходов датчиков 5-8 тока поступают на блоки 9-12 уставки соответственно, которые могут быть выполнены в виде пороговых элементов. Сигналы превьщгения заданного уровня с выходов блоков 9 и 10 уставки через элемент ИЛИ 14 поступают на первые входы элементов И 21 и И-НЕ 18. Сигналы превышения заданного уровня с выходов блоков 11 и 12 уставки через элемент ИЛИ 15 подаются на вторые входы элементов И 21 и И-НЕ 18.

При подключении к электроэнергетической системе какого-либо электродвигателя, например электродвигателя 33, в режиме пускового тока на выходах датчиков 6, 8, 5 и 7 появляются сигналы, которые могут превысить уровни, задава;емые блоками 9-12 уставки.

Одновременно изменяется по величине сигнал на выходе датчика 2 оперативного тока, что вызывает поянпе- нке сигнала на выходе блока 3 дифференцирования и, следовательно, на выходе нуль-органа (культ-органа 4 в данном случае преобразует аналоговьй сигнал с выхода блока 3 дифференцирокоторого достаточна для подачи на логический элемент устройства). Сигнал с выхода нуль-органа 4 поступает на первьй выход элемента И 20 и на вхол

элемента НЕ 17, что вызывает исчезновение сигнала с его выхода. На втором выходе элемента И 19 присутствует сигнал с выхода элемента И 21,.на входах которого присутствуют сигналы с выходов элементов ИЛИ 14 и 15о Поэтому сигнал на выходе элемента И 19 отсутствует. Отсутствует сигнал и на

случае на выходе фазочувствитольного блока 23, на входы которого поступают сигналы с выхода датчика 22 напряжения промьшшенной частоты и с выхода датчика 7 тока промышленной частоты, под ярность сигнала меняется на обратную, что вызывает срабатывание порогового элемента 24 и появление сиг

Похожие патенты SU1398012A1

название год авторы номер документа
Устройство для защиты от короткого замыкания трехфазной электрической сети 1984
  • Карпиловский Леонид Наумович
  • Байко Евгения Яковлевна
SU1325618A1
Способ защиты электрической сети от короткого замыкания 1982
  • Карпиловский Леонид Наумович
  • Березовская Елена Самуиловна
  • Косенков Владимир Александрович
  • Лерман Захар Самойлович
  • Мартынов Сергей Александрович
SU1051637A1
Устройство для защиты электрической сети с потребителями от тока короткого замыкания 1984
  • Карпиловский Леонид Наумович
  • Байко Евгения Яковлевна
  • Мартынов Сергей Александрович
SU1282252A1
Устройство для защиты от короткого замыкания трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью и электродвигателем 1983
  • Карпиловский Леонид Наумович
SU1173486A1
Устройство для защиты электрической сети с изолированной или компенсированной нейтралью от однофазного (однополюсного) замыкания на землю 1980
  • Карпиловский Леонид Наумович
SU909741A1
Устройство для защиты распределительного щита от дуговых коротких замыканий 1979
  • Андреев Виктор Алексеевич
  • Магрилов Анатолий Монесович
  • Федорченко Владимир Петрович
SU855845A1
Устройство для защиты от несимметричного короткого замыкания трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью и электродвигателем 1983
  • Карпиловский Леонид Наумович
  • Мартынов Сергей Александрович
  • Киливейн Ольга Леонидовна
  • Волков Станислав Николаевич
  • Заваленков Николай Петрович
SU1176411A1
Устройство для защиты электрической сети с изолированной или компенсированной нейтралью от однофазного замыкания 1981
  • Карпиловский Леонид Наумович
SU989650A1
УСТРОЙСТВО БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЙ СЕЛЕКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ БЕЗАВАРИЙНОГО ВВОДА РЕЗЕРВА 2009
  • Шонин Олег Борисович
  • Рогов Павел Альбертович
RU2410812C2
Устройство для защиты однофазной электрической сети переменного тока от коротких замыканий 1984
  • Карпиловский Леонид Наумович
  • Байко Евгения Яковлевна
  • Васютин Владимир Захарович
SU1282251A1

Иллюстрации к изобретению SU 1 398 012 A1

Реферат патента 1988 года Устройство для защиты электрической сети от токов короткого замыкания

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите электрических сетей от токов короткого замыкания. Цель изобретения - повы- шение надежности функционирования работы защиты путем обеспечения чувствительности в режиме возникновения короткого замыкания в сети в момент подключения фидера с электродвигате -- лем и короткого замыкания в сети,. имевшего место до этого подключения. В режиме короткого замыканиЯ; для тока оперативного сигнала, подаваемого между общей искусственной нулевой точкой и искуственными нулевыми точками каждого фидера с электродвигателями, сопротивление в цепи протекания оперативного тока не меняется. Для режима же пускового тока, возникающего при подсоединении к защищаемой линий электродвигателя, происходит из менение величины сопротивления в цепи протекания тока оперативного сигнала. Это объясняется тем, что подключаемый фидер (последовательное со- единени его искусственной нулевой точки, резистора и фильтра-пробки на промьштенную частоту сети) оказывается при включении блока отключения подключенным параллельно к существовавшему до указанного включения сопротивлению в цепи оперативного сиг- рала либо образует новую ветвь для протекания оперативного тока, если к генератору не бьщ подключен еще ни один фвдер. Таким образом, при наступлении режима пускового тока имеется изменение обоих токов, а при наступлении режима короткого замыкания - одного. Это дает возможность различить указанные режимы, 1 з.п. ф-лы, 1 ил. . S (Л с оо со 00

Формула изобретения SU 1 398 012 A1

выходе элемента И 20, так как на пер-,п нала на его вькоде. Этот сигнал через

20

30

вом его входе сигнал лрисутствует, а на втором - отсутствует ввиду отсутствия сигналов на первом и втором входах элемента ИЛИ 16. Поэтому- сигнал на отключение на улравляемьй вход jс блока 29 отключения не поступает,

В случае возникновения режима короткого замьжания в фидере с электродвигателем 33, находящемся уже какое- то время в подключенном состоянии, наряду с сигналом на первом входе элемента И 19 появляется сигнал на втором его входе. Поэтому на выходе элемента И 19 появляется сигнал, который через элемент ИЛИ 13 поступает 25 на управляемый вход блока 29 отключения, вызывая отключение фидера с электродвигателем 33.

При возникновении режима короткого замыкания в подключаемом фидере с . электродвигателем 33 непосредственно в момент подключения возможны два варианта.

Если при возникновении короткого замыкания в фидере между датчиками 6 и 5 тока и датчиками 8 и 7 тока электродвигатель 33 не успевает опрокинуться, т,е. перейти в генераторный режим подпитки точки короткого замы кания, в этом случае с выхода элемента ИЛИ 14 на вторые входы элементов: И 21 и И-НЕ 18 сигнал поступает, а с выхода элемента ИЛИ 15 на первые входы элементов И 21 и И-НЕ 18 сигнал не поступает. На выходе элемента И 21 сигнал отсутствует, а на выходе элемента И-НЕ 18 сигнал появляется. Этот сигнал через элемент ИЛИ 16 поступает на второй вход элемента И 20, на первом входе которого появляется сигнал с выхода нуль-органа 4, Поэтому на выходе элемента И 20 появляется сигнал, который через элемент ИЛИ 13 поступает на управляег Ьм вход блока 29 отключения, вызывая отключение, фидера с электродвигателем 33.55

Если электродвигатель 33 успевает перейти в генераторньш режим подпитки точки короткого замыкания, в этом

35

40

45

50

элемент 1Ъ1И 16 поступает на второй вход элемента И 20, на первый вход которого поступает сигнал с выхода нуль-органа 4, На выходе элемента И 20 возникает сигнал, который через элемент ИЛИ 13 поступает на управляемый вход блока 29 отключения, вызывая отключение фидера с электродвигателем 33.

Работа устройства при подключении фидера с электродвигателем 32 происходит аналогично.

Таким образом, обеспечивается отключение фидеров с электродвигателями даже если короткое замыкание в фидере происходит непосредственно в момент его подключения к сети либо коротко е замыкание имело место до этого подключения.

Введение искусственных нулевых точек на каждьй фидер с электродвигателем позволяет распространить защиту и на фидеры с электродвигателями, у которых обмотки статора могут быть соединены треугольником, а при соединении их звездой может быть не выведена нейтраль.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты электрической сети от токов короткого замыкания, содержащее блок искусственной нулевой точки сети, первые выводы которого предназначены для подключения к трем фазам сети, к второму общему выводу которого подключены соединенные последовательно источник напряжения оперативного тока, датчик оперативного тока, блок дифференцирования, нуль-орган, второй вход которого соединен с земпей, элемент НЕ и пер- вьм вход первого элемента И, йервьй и второй датчики тока промьшшенной частоты, первые выводы каждого из которых предназначены для подключения к соответствующей фазе сети в непосредственной близости от блока отключения, а к выходу каждого из датчи0

0

с

5

5

0

5

0

элемент 1Ъ1И 16 поступает на второй вход элемента И 20, на первый вход которого поступает сигнал с выхода нуль-органа 4, На выходе элемента И 20 возникает сигнал, который через элемент ИЛИ 13 поступает на управляемый вход блока 29 отключения, вызывая отключение фидера с электродвигателем 33.

Работа устройства при подключении фидера с электродвигателем 32 происходит аналогично.

Таким образом, обеспечивается отключение фидеров с электродвигателями даже если короткое замыкание в фидере происходит непосредственно в момент его подключения к сети либо коротко е замыкание имело место до этого подключения.

Введение искусственных нулевых точек на каждьй фидер с электродвигателем позволяет распространить защиту и на фидеры с электродвигателями, у которых обмотки статора могут быть соединены треугольником, а при соединении их звездой может быть не выведена нейтраль.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты электрической сети от токов короткого замыкания, содержащее блок искусственной нулевой точки сети, первые выводы которого предназначены для подключения к трем фазам сети, к второму общему выводу которого подключены соединенные последовательно источник напряжения оперативного тока, датчик оперативного тока, блок дифференцирования, нуль-орган, второй вход которого соединен с земпей, элемент НЕ и пер- вьм вход первого элемента И, йервьй и второй датчики тока промьшшенной частоты, первые выводы каждого из которых предназначены для подключения к соответствующей фазе сети в непосредственной близости от блока отключения, а к выходу каждого из датчи513

ков тока промьшшеннон частоты подключены первьм и второй блоки уставки соответственно, выходы последних подключены к входам первого элемента ИЛИ, фильтр-пробка на промышленную частоту сети, один вывод которой под- лючен к второму выводу датчика опе- )ативного тока, другой ёывод - к нулевой точке потребителя, о т л и ч а- ю щ е е с Jt тем, что, с целью повышения надежности фyнкIJJ oниpoвaния работы защиты путем обеспечения чувствительности в режиме возникновения короткого замыкания в сети в момент подключения фидера с электродвигателем и короткого замыкания в сети, имевшего место для этого подключения дополнительно введены; два датчика то- Ка промьшшенной частоты, два блока уставки, три элемента ИЛИ, два элемента И, элемент И-НЕ, датчик напря- ф:ения промьгашенной частоты, фазочув- ётвительный блок и пороговый блок, при этом первые выводы третьего и четвертого датчиков тока промьшшенной частоты предназначены для подключения к соответствующей фазе сети в непосредственной близости от клемм электродвигателя, к выходу каждого из указанных датчиков тока промьпштенной Частоты подключены третий и четвертый 0ЛОКИ уставки соответственно, выходы которых подключены к входам второго Элемента ИЛИ, выход которого и выход Лервого элемента ИЛИ соединены с соответствующими входами элемента И-НЕ и второго элемента И, выход последнего соединен с вторым входом

г 0 5 -

5

126

первого элемента И, выход которого через первьм вход третьего элемента ИЛИ соединен с блоком отключения, выход элемента И-НЕ соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого через пороговый блок соединен с выходом фазочувстви- тельного блока, первый вход которого соединен с выходом датчика тока промышленной частоты, первые выводы которого предназначены для подключения к соответствующей фазе сети в непосредственной близости от клемм электродвигателя, второй вход - с выходом датчика напряжения промыпшенной частоты, первьй.вход последнего предназначен для подключения к одноименной фазе с указанньм датчиком тока промьшшенной частоты, второй вход датчика напряжения промьшшенной частоты предназначен для соединения с нулевой точкой потребителя, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к первому входу третьего элемента И, второй его вход подключен к выходу нуль-органа, а выход - к второму входу третьего элемента ШШ.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области использования защиты на фидеры с трехфазным электродвигателем с любым соединением обмоток статора, нулевая точка потребителя образована искусственно, соединением трех резисторов в звезду, вьшоды которых предназначены для подключения к трем фазам сети.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1988 года SU1398012A1

Кузнецов Р.С
Аппараты распре- далительньк устройств низкого напряжения
- М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962, с.138
Способ защиты электрической сети от короткого замыкания 1982
  • Карпиловский Леонид Наумович
  • Березовская Елена Самуиловна
  • Косенков Владимир Александрович
  • Лерман Захар Самойлович
  • Мартынов Сергей Александрович
SU1051637A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1

SU 1 398 012 A1

Авторы

Карпиловский Леонид Наумович

Байко Евгения Яковлевна

Васютин Владимир Захарович

Даты

1988-05-23Публикация

1986-04-25Подача