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

4

IND «ч

.

CD

со

Изобретение относится к электро- технике и предназначено для защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью.

Целью изобретения является, повьше- иие чувствительности защиты,

На фиг,1 приведена функциональная схема устройства; на фиг, 2 и 3 - эпюры сигналов, поясняющие работу скемы.

Устройство содержит усилитель-ог- рашпнтель , формирователь 2,фильтр 13 низких частот, стробируемые компараторы 4 и 5, реагирующий орган 6, датчик 7 тока нулевой последовательности, датчик 8 напряжения нулевой последовательности.

Вход усилителя-ограничителя 1 . соединен с выходом датчика 8 напряжения нулевой последовательности, а выход соединен с входом формирователя 2, выход которого соединен со стробирующими входами компэраторов 4 и 5, Вход фильтра 3 низки частот соединен с выходом датчика 7 тока нулевой последовательности, а выход соединен с информационными входами компараторов 4 и 5, вход реагирующего органа 6 соединен с выходами компараторов 4 и 5,

На фиг,2 приведены эпюры 9-13 на фиг, 3 - эпюры 14 - 18 сигналов, поясняющие работу устройства -защиты при дуговом перемежающемся замыкании. На фиг, 2 и 3 приняты следующие обозначения: 3Uo, 31о - напряжение и ток датчиков нулевой последовательности; и - выходное напряжение усилителя-ограничителя; U(f - выходное напряжение формирователя 2; V - выходное напряжение фильтра низких частот 3; UK - выходные напряжения первого и второго 1ссмпарато- ров соответственно.

Работа устройства при металлическом замыкании на землю.

Защита работает следующим образом. При возникновении замыкания на земпю на вход усилителя-ограничителя 1 поступает напряжение 3Uo, которое преобразуется на его выходе в прямо- угольнне импульсы с крутыми фронтами - UKO , Напряжение поступает на вход формирователя 2, на выходе которого формируются короткие импульсы U«p в моменты смены знака напряжения ЗИй,

5

Из фиг, 2 видно, что в момент замыкания возникают свободные токи нулевой последовательности, обусловлен- ные дозарядом емкостей неповрежденных фаз, максимально возможная частота которых составляет 3 кГц, поэтому целесообразно для обеспечения надежной работы защиты по первой по- Q луволне свободного тока сформировать стробирующие импульсы U длительностью, равной минимально возможному полупериоду свободного , тока

, т,е, параметры формирователя 2 должны обеспечивать формирование стробирующих импульсов Uep с длительностью, равной tnp 4 2/сбц 0,15-16 с. На вход фильтра 3 низких частот поступает ток нулевой последовательности,Фильтр 3 должен иметь частоту среза 3 кГц для подавления гармоник высокочастотного тока разряда емкостей повреждений фазы. Напряжение и«рнч с выхода фильтра 3 низких частот поступает на информационные входы,компараторов 4 и 5, на стробирующие входы которых поступают короткие импульсы ,Первый стробируемый компаратор 4 формирует на выходе логический сигнал U следующим образом:

1 , если ифнч О и Ucp Uftoe ; О, если ифцц О и и

0

5

0

5

0

где Uitop

р Uno i

UK,I О, jесли ифнч 0 и Ucp - порог чувствительности

компаратора 4 по стробирующему входу.

Второй стробируемый компаратор 5 формирует на выходе логический сигнал U((.j следующим образом:

если

если если ифнч

О и Uqp Unov

n и Unep

. О и Uop ;

где Ufvop: - Порог чувствительности .компаратора 5 по стробирующему входу,

Стробируекые компараторы могут быть реализованы на основе операционных усилителей, например, 140УД 12 или 1407УД2 или стробируемых компараторов 521СА4,

Из фиг, 2 видно, что сигналы U« и UK, равные логической единице, формируются только в случае внутреннего повреждения. Причем логический сигнал, равный единице, в случае внутреннего замыкания появляется на входе реагирующего органа в первый момент замыкания, а точнее в течение первого полупериода свободного тока Плевой последовательности, Зад ерж- ка в появлении переднего фронта одного из сигналов, равного логической единице, определяется только задерж- кбй в каналах тока и напряжения и ю составляет доли полупериода свободного тока, т.е. предлагаемое устройство обладает потенциально очень высоким быстродействием, и позволяет формировать отключающий импульс за 15 время ие более 0,Г5 1(,

На фиг, 3 изображены эпюры сигналов, поясняющие работу предлагаемой защиты при дуговом перемежающемся замыкании, для случая, когда пробой 20 происходит при максимуме фазного напряжения, а дуга гаснет при первом прохождении через нуль свободного , тока дозаряда емкостей неповрежденных фаз.25

Из фиг. 3 видно, что в этом случае в течение первого полупериода свободного тока при внутреннем повреждении на выходе защиты формируется отключающий импульс,ЗО

Предлагаемое устройство не содержит в канале напряжения фильтра низких частот, а частота среза фильтра

в канале тока рдвяа 3 кГц, т.е. 50 Гц, что обеспечивает фор- мирование на входах компараторов при дуговом замыкании сигналов значительно больших по амплитуде по сравнению с устройством-прототипом и значительно повышает чувствительность зашиты. Формула изобретения

Устройство для защиты от замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее датчик напряжения нулевой последовательности, усилитель-ограничитель, выход которого соединен с входом формирователя, датчик тока нулевой последовательности выход которого соединен с входом фильтра низких частот, и реагирующий орган, отличающей с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него дополнительно введены первый и второй стробируемые компа- раторы, выходы которых соединены с входом реагирующего органа, информационные входы стробируемых компараторов соединены с выходом ягпьтра низких частот а входы стробирования компараторов соединены с выходом формирователя, вход усилителя-ограничи- теля соединен с выходом ,-датчика напряжения нулевой последовательности

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью. Целью изобретения является повьппение чувствительности защиты. При возникновении замыкания на землю на вход усилителя- ограничителя 1 поступает напряжение 3Up, которое преобразуется на его выходе в прямоугольные импульсы, поступающие на вход формирователя 2 для получения импульЙов в моменты смены знака напряжения 3 Ue и служащие для управления стробируемых компараторов 4и 5, на информационные входы которых поступает сигнал 31е, подаваемый через фильтр низких частот. На выходах стробируемых компараторов будут сформированы отключающие импульсы в случае внутреннего повреждения. 3 ил, (Л

10

11

UK

,

и„ор

Ua f uxt lи.

п пп

(/«

и.

(/«/

фи.З