Способ защиты от однофазных замыканий на землю в разветвленной электрической сети Советский патент 1989 года по МПК H02H3/16 

1 .

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к защитам от однофазных замыканий на землю в сети с нейтралями источников питающего напряжения, заземленными через активное сопротивление, в том числе в сетях со статическими преобразователями частоты различных типов.

Целью изобретения является повышение селективности действия защиты в сетях со статическими преобразователями частоты

На фиг„ 1 изображай: однолинейная схема замещзнкя сети при заикании на земчю на шина я с.&

ответствующая ей векторная диаграмма для токов утечки (токов нулевой последовательности) питающих (индекс i) и питаемых (индекс j) присоединений для момента времени на фиг. 2 - схема замещения сети при замыкании на зекяю на питаемом присоединении с номером га-вс (k ,п} ) и соответствующая ей векторная диаграч- ма токов| ка фиг, 3 - схема замещения сети при замыкании на землю на пита- присоединении с номером S (,mj) И соответствующая ей векторная диаграмма токов; на фиг. 4 и

5 Г..ЧйЯ - -

4ь j

Ю

CD

CD CO

ШШЛ-)

преобразователя токов утечки (ППТУ) и его проходная характеристика (зависимость частоты следования импульсов на выходе ППТУ от уровня и полярности тока утечки); на фиг. 6 - функциональная схема устройства, реализующего способ защиты от однофазных замыканий на землю; на фиг. 7 - схема пускового органа; на фиг. 8 - схе- ма блока управления; на фиг. 9 - схема блока логики; на фиг. 10 - схема исполнительного органа устройства; на фиг. 1 I - временная диаграмма работы пускового органа устрой- ства.

Устройство, реализующее предлагаемый способ защиты от однофазных замыканий на землю в разветвленной электрической сети (фиг. 6)в содер- жит первичные преобразователи тока утечки (тока нулевой последовательности) ППТУ 1,,, установленные ла защищаемых присоединениях 2,-2, и ППТУ 3,-3т, установленные в ней- гралях генераторов , заземленных через резисторы, первые 5 и вторые 6 формирователи импульсов (ФИ), первые 7 и вторые 8 счетчики импульсов, первые 9, вторые 10 и третьи 11 триггеры, генераторы 12 импульсов, первые 13, вторые 14 и третьи 15 элементы ИЛИ, элементы И 16 и ИЛИ-НЕ 17, цифровые компараторы 18, элемент НЕ 19, блок 20 логики, блок 21 управления, пусковой орган 22 и исполнительные органы (ИО) 23. Выходы ППТУ 3,-3т, установленных в нейтралях генераторов 4Л-4(Т1, соединены с входами пускового органа 22, выход которого (Z) соединен с первым входом блока 21 управления. Выходы ППТУ .o« установленных в начале контролируемых присоединений 2 -2ttHn, соединены с первыми входами первых элементов И 16 и ИЛИ 13, вторых 10 и третьих 11 триггеров и входами вторых ФИ 6, Выходы вторых ФИ 6 соединены с первыми входами предварительной установки первых счетчиков 7 импульсов и первыми входами (входами установки в ноль) первых триггеров 9. Выходы первых триггеров 9 соединены с вторыми входами (D-входами) вторых триггеров 10 и вторыми входам (входач л управления реверсивным счетом) первых счетчиков 7 импульсов Первые выходы счетчиков 7 соединены с вторыми входами (виодами установки

Q 5

0 5

0

5

0

5

0

в единицу) первых триггеров 9, а вторые выходы - с входами элементов ИЛИ- НЕ 17, выходы котррых соединены с вторыми входами (D-входами) третьих триггеров 11, первыми входами цифровых компараторов 18 и D-входами вторых счетчиков 8 импульсов. Первые входы вторых счетчиков 8 импульсов соединены с вторыми входами цифррвых компараторов 18, выходы которых соединены с вторыми входами элементов И 6. Третьи входы элементов И 16 соединены через элементы НЕ 19 с третьими выходами блока 21 управления, а выходы г с вторыми входами (входами предварительной установки) вторых счетчиков 8 импульсов. Выходы генераторов 12 импульсов соединены с вторыми входами первых элементов ИЛИ 13, выходы которых соединены с третьими входами (тактовыми входами) первых счетчиков 7 импульсов. Первые (прямые) и вторые (инверсные) выходы вторых триггеров 10 соединены с первыми входами вторых 14 и третьих 15 элементов ИЛИ,вторые входы которых соединены с выходами третьих триггеров И. Выходы вторых 14 (а-) и третьих 15 (Ь.) элементов ИЛИ и вторые выходы (х ,) (выходы переполнения) вторых счетчиков 8 импульсов соединены соответственно с первыми, вторыми и третьими входами блока 20 логики, выходы которого (у ) соединены с входами исполнительных органов 23. Первый (С),второй (R), третий (R1) и четвертый (R2) выходы блока 21 управления соединены с третьими (тактовыми) и четвертыми (установки в ноль) входами вторых счетчиков 8 импульсов и четвертыми и пятыми входами блока 20 логики соответственно.

Пусковой орган 22 (фиг. 7) содержит по числу первичных преобразователей тока утечки, установленных в цепях заземления нейтралей генераторов -4, счетчики, 7.4 импульсов, триггеры 25, первые 26 и вторые 27 формирователи импульсов, блоки 28 памяти и элементы ИЛИ 29, генератор 30 тактовых импульсов (ГТИ), сумматор 31 и компаратор 32. Выходы первых ФИ26 соединены с первыми входами элементов ИЛИ 29 и блоков 28 памяти и , входами вторых ФИ 27, выхода которых соединены с первыми входами счетчиков 24 импульсов и триггеров 25. Вторые входы триггеров 25 соединены с первыми выходами счетчиков 24 импульсов, а выходы - с вторыми входами упомянутых счетчиков 24. Третьи входы счетчиков 24 соединены с выходами зле ментов ИЛИ 29, а вторые выходы - с вторыми входами блоков 28 памятг. Выходъ1 блоков 28 памяти соединены с входамч сумматора 31s выход которого соединен с входом компаратора 32, Выход генератора 30 тактовых импуьсов соединен с вторыми входами сыементов ИЛИ 29, Выходы первых формирователей 26 импульсов являются входами пускового органа 22„ s выход компаратора 32 выходом пускового органа 22.

Блок 21 упраапекич (йиг. 8) содержит генератор 33 г г -эсов, мирователь 34 , ic -si выдержки времени (ЭВВ) и элементы НЕ 36 и И 37 Входы генератора 33, формирователя 34 импульсов к элемента НЕ 36 объединены и являются входом блока 21 управления. Выходы генератора 33 и формирователя 34 импульсов соединены с входами ЭВВ 35. Выходы генератора 33 и ЭВВ 35 соединены с входами элемента и 37- Выходы элементов И 37, НЕ 36 ЭВВ 35 и фор- мяроаателя 34 импульсоз являются первым (С), вторым (R), третьим (КО и четвертым (82) выходами блока 21 управления.

Блок 20 логики (фкг. 9) содержит (m+n-H) элементов 4И-ЙЛИ (здесь р т+п-И), (т+п) элементов 39.,-39,, п элементов И 40 ,-40,,, элемент ИЛИ-НЕ 41, триггер 42 и блок 43 памяти, причем за равно числу питающих присоединений, а п равно числу питаемых присоединений. Элементы 4И-ИЛИ 38 соединены с пер- выкм (а «) и вторыми (Ь,) входами блока 20 логики и реализуют логические функции:

W nm-hW h

us( A a, )bs+( A bs) as+( Л a, )bs

.i

S

(Л ь

,1S

Kv

/

wJ+( ь,)

™

А

( А )

4S а,

,2,.., 9nij

MV

fit

(Л a,) b,

- ,

(Т + u

(Л Ь I ll

Uw V

,)

i.v+

К Л а, ) а ( А Ь ,,.Н( Л b, )bm+i.

(« J1/

( Л

,р, ,2,...,n;

Г

J fc+

+ ЛЬ,+(Л а,) (Л bwj +

,,.,J-t

+ (A

b, ) (

fs,.;

где а - параметр, равный логической единице 1ри направлении тока течки от сборных шин к логическому нулю при направления точа к сборным шинам; - л in г -% -авг-crf л о с ко и сдйь нгпрак.гечич тока к соорным шинам и логическому нулю в противном случае.

Вхопы элементов ИЛИ 39 соединены о выходами соответствующих элементов 4И-ИЛИ 38 и реализую логически функции:

ygsds+d

,s IE|V /

,+dp, ,2,...,n.(2)

Третьи (х,) входы блока 20 логики соединены с первыми входами блока 43 памяти и входами лемента ИЛИ- НЕ 41, выход которого соединен с первым входом (входом установки в единицу) триггера 42. Выход триггера 42 соединен с вторым (тактовым; входом блока 43 памяти, выходы которого соединены с первыми входами элементов И 40. Вторые входы элементов И 40 соединены с выходами соответствующих элементов ИЛИ 39, реализующих функции

yUrdUd

и реализуют логические функшч вида

т+ъ

k:

1,2,,. „ ,п.

5

5

Второй вход триггера 42 и третий вход блока 43 памяти (входы установки в ноль) являются четвертым и пятым входами блока 20 логики. Выходы элементов ИЛИ 39,., реализующих функции

, 29,.. n,

и выходы элементов И 40 являются выходами блока 9.

Блок 43 памяти чфиг, 9) представляет набор Г -7риггеров„

Исполнительный орган 3 (. 0} содержит последовательно соединенные ннтегу тор 44, компаратор 45 и

71472993

резистор 46, который соединен управляющим электродом тиристора 47, включенного в цепь питания выходного реле 48. Блоки защит 49.,-49 + h устанавливаются на питаемых и питаю- гаих присоединениях.

ППТУ выполнены на основе автогенераторов (фиг, 4) с трансформаторной обратной связью. Проходная харак- JQ лу поступивших на его вход импульсов теристика ППТУ соответствует характеристике, представленной на фиг.5.

Устройство, реализующее способ защиты от однофазных замыканий на землю в разветвленной электрической и сети работает следующим образом.

При отсутствии замыкания на землю токи утечки в первичной обмотке трансформатора ППТУ, в качестве которой используются фазные токопро- 20 воды энергосистемы, равны нулю. На „ыходах ППТУ генерируются импульсы основной частоты f 0 , длительности с«ежду импульсами которой соответствует числовой код N.25

При появлении замыкания на землю появляются токи утечки, которые под- магничнвают сердечники трансформаторов ППТУ. При этом в соответствии с проходной характеристикой ППТУ30

(фиг. 5) соответствующим образом изменяется выходная частота указанных ППТУ, которой ставится в соответствие числовой код N v.

Если в энергосистеме нет замыка- ний на землю, то частоты на выходах ППТУ 1,-1т+„и 3,-3wравны основной

с выхода ГТИ 30. В результате к моменту появления следующего импульса на выходе первого ФИ 26 счетчик 30 импульсов обнулится, а в блок 28 памяти окажется записанным код Nj-N,,, равный -нулю. Так как выходные сигнал-/ всех блоков 28 памяти равны нулю9 то равен нулю и сигнал на выходах сумматоров 31 и компаратора 32. Пуск защиты не производится.

При появлении замечания на землю в любом из присоединений 2 появляются соответствующие токи нулевой последовательности, уровень которых изменяет частоту следования импульсов на выходах ППТУ 1 и 3 (фиг. 5). Соответственно изменяется и частота следования импульсов на выходах формирователей импульсов 5, 6, 26 и 27,

В пусковом органе 2 при условии, что длительность интервалов между импульсами на выходе ППТУ 3 меньше длительности между импульсами основной частоты, обнуление счетчиков 24 импульсов не происходит и к моменту появления следующего импульса на выходе первого ФИ 26 в счетчике 24 оказывается записанным код, пропорциональный разности длительностей N х и Nj. Так как N хи N однозначно связаны с уровнями токов утечки, причем Nrf соответствует нулевому уров ню этого тока, то величина разности Ш |Nrf-Nx I пропорциональна абсолютному значению тока на данном интервале дискретизации. Если же длительности интервалов между импульсами на выходе ППТУ 3 больше длительности между импульсами основной частоты, то в момент обнуления счетчика 24 импульсов на его первом выходе появляется импульс с уровнем логической единицы. Этот импульс поступает на второй вход триггера 25 и устанавливает его з единичное состояние. При этом сигнал с уровнем логической единицы на выходе триггера 25 переводит счетчик 24 импульсов в режим сложения импульсов, поступающих на

частоте fc. При этом на выходах первых 5 (фиг. 2,6) и 26 (фиг. 2,7) и вторых 6 (фиг. 2,6) и 27 (фиг. 2,7) ФИ появляются импульсы, временные интервалы между которыми равны (Nх

-NJ). В пусковом органе 22 (фиг. 7) приход каждого импульса на вход перво- го ФИ 26 приводит к установке на выходе элемента ИЛИ 29 уровня логической единицы, поэтому импульсы с выхода ГТИ 30 не проходят на счетный (третий).вход счетчика 28 импульсов. С некоторой задержкой (фиг. 11) после появления логической единицы на выходе ФИ 26 на выходе второго ФИ 27 появляется узкий импульс, разрешающий запись кода датчика Nd в счет- чик 24 импульсов. После того, как синал на выходе первого ФИ 26 примет значение логического нуля, на счетный вход счетчика 24 импульсов с вы

8

хода ГТИ 30 через открытый элемент ИЛИ 29 поступают тактовые импульсы. Счетчик 24 работает в режиме вычитания импульсов, так как на выходе триггера 25 существует уровень логического нуля. Поскольку замыкание отсутствует, то число импульсов, записанное в счетчик 24, равно числу поступивших на его вход импульсов

0

0

5 с 0

с выхода ГТИ 30. В результате к моменту появления следующего импульса на выходе первого ФИ 26 счетчик 30 импульсов обнулится, а в блок 28 памяти окажется записанным код Nj-N,,, равный -нулю. Так как выходные сигнал-/. всех блоков 28 памяти равны нулю9 то равен нулю и сигнал на выходах сумматоров 31 и компаратора 32. Пуск защиты не производится.

При появлении замечания на землю в любом из присоединений 2 появляются соответствующие токи нулевой последовательности, уровень которых изменяет частоту следования импульсов на выходах ППТУ 1 и 3 (фиг. 5). Соответственно изменяется и частота следования импульсов на выходах формирователей импульсов 5, 6, 26 и 27,

В пусковом органе 2 при условии, что длительность интервалов между импульсами на выходе ППТУ 3 меньше длительности между импульсами основной частоты, обнуление счетчиков 24 импульсов не происходит и к моменту появления следующего импульса на выходе первого ФИ 26 в счетчике 24 оказывается записанным код, пропорциональный разности длительностей N х и Nj. Так как N хи N однозначно связаны с уровнями токов утечки, причем Nrf соответствует нулевому уровню этого тока, то величина разности Ш |Nrf-Nx I пропорциональна абсолютному значению тока на данном интервале дискретизации. Если же длительности интервалов между импульсами на выходе ППТУ 3 больше длительности между импульсами основной частоты, то в момент обнуления счетчика 24 импульсов на его первом выходе появляется импульс с уровнем логической единицы. Этот импульс поступает на второй вход триггера 25 и устанавливает его з единичное состояние. При этом сигнал с уровнем логической единицы на выходе триггера 25 переводит счетчик 24 импульсов в режим сложения импульсов, поступающих на

его третий вход, В результате в момент появления следующего импульса на выходе первого ФИ 25 в счетчике 24 оказывается записанным ход (Nx Njj) пропоуционал кьч-г аб сол 7 ному значению тока к& интервале дискретиз ации,

Появление уровня погичеоой еду- ницы на выходе первого № 2t - ет запись разности кодов (Nrf-Nx) в блок 28 памяти, а появление аналоге- зого уровня на гЫ/эде „ic.oro Фа 27 устанавливает триггер 25 в исходное состояние и р - гшагт запись кода N в счетчик 24 импульсов. Пусковой орган 21 подготовлен к работе на следующем интервале дискретизации.

Коды (Nd-Nx), зс-:,-и-..:..г е в ТИ бЛОКОВ 28, nj-,Ј.wt, сг 1

порциональное напряжен ie ь i. i.- на входы сумматора 31 Cnrraj. с avv4- да сумматора 31 поступает на вход компаратора 32, где слаживается о уставкой. При превышении сигналом уставки компаратор 32 срабатывает и на его выходе появляется сигнал Z с уровнем логической единицы. Этот сигнал поступает на вход блока 21 управления и разрешает его расоту. При поступлении сигнала с уров нем логической здинчиь: а вход 21 управления (фиг. 8)производится запуск генератора 33 импульсов, на

рым 27 ФИ, элементам ИЛИ 29, триггерам 25 и счетчикам 24 имп лъсов пускового органа 22, т.е. в г-юмент перехода сигнала на выходе ер во го ФИ 5 с уровня логического нуля на уровень логической единицы в первом -е1чике 7 импульсов оказывается за- «иеанным код -3N,, пропорциональный . иссги ходов ccctrcTCTFS -лшх длительности временных интервалов Nx и N, который прогсрциолгг.н ctt-A - -г, ов . - : . 1терь.

,.е « --PS -v -. - .PCs fp-.fl.

- .аи-: ро. JiOjrf leoccii едк

если N Nd, или уровень логнN

i-u .0

ницы,

ческого нуля,если Л - N ri (н симос :и от состояния первого триггера 9).

Полученныесигналы t вьлс св ь

рых триггеров10 поступают на первь

входы второгоi4 н третьего 15 эле

кантов ИЛИ, состояние заходов которых определяют значения параметров 25 а и b тока утечки каждого присоединения.

Если разность А N х не равна нулю, то к моменту герехода сигнала на выходе первого ФИ 5, на F-тсодах пер- ЗГ вого гчетчика 7 импульсоь и, следовз- тельно, на ВХОДАХ элемента ИЛИ-НЕ 17 сущее i вует по крайней мера на оцне из них уровень логической единиц, которь-й устанавливает на выходе эле выходе элемента НЕ 36 появляется уро- 3(- мента ИЛИ-НЕ 17 уровень логического

вень логического нуля, а на выходе формирователя 34 импульсов - узкий импульс, устанавливающий элемент 35 выдержки времени в исходное нулевое состояние и разрешающий его работу. 40 Переход сигнала на выходе элемента НЕ 36 с уровня логической единицы на уровень логического нуля устанавливает вторые счетчики 8 импульсов (фиг. 2,6) в исходное нулевое сое- 45 тояние и разрешает работу этих счетчиков. Импульс на выходе Ш 34 (на четвертом выходе блока 21 управления) поступает на пятый вход блока Ю ло- гнки и устанавливает блок 43 памяти §0 (фиг. 9) в исходное нулевое состояние. Выходные сигналы X Yn (JB1,2SO. , ii) блока 43 поступаю на первые входы элементов И 40 к устанзапивают на их выходах уровни лосичесАого нуля. д

Первые 5 и вторые 6 формирователи импульсов, первые элементы ИЛИ 13, триггеры 9 и счетчики 7 импульсов работают аналогично Псчь« 26 н ;-.нуля. Переход сигнала на выходе первого ФИ 5 на уровень логической единицы приводит к записи В третий триггер Н уровня логического нуля. Сигнал с этим уровнем поступает на вторые входы элементов ИЛИ i4 к о, ко не оказывает влияния на состояние выходов указанных элементов.

Если к моменту появления уровня логической единицы на выходе первого ФИ 5 код йНх равен нулю, что имеет место в отключенном присоединении, на входах элемента ИЛИ-НЕ 17 существуют уровни логического нуля В результате на выходе элемента ИЛИ- НЕ 17 появляется урове(Ь логической единицы. Полученный сигнал посгупг- ет на второй вход О-вход) гре ьегс триггера It при переходе сигналя на первом входе этого грнгг о i с уровня логического нуля на урозекь логической единицы записывается г него. Сигнал с уровнем логической

, с - й f tjT V рым 27 ФИ, элементам ИЛИ 29, триггерам 25 и счетчикам 24 имп лъсов пускового органа 22, т.е. в г-юмент перехода сигнала на выходе ер во го ФИ 5 с уровня логического нуля на уровень логической единицы в первом -е1чике 7 импульсов оказывается за- «иеанным код -3N,, пропорциональный . иссги ходов ccctrcTCTFS -лшх длительности временных интервалов Nx и N, который прогсрциолгг.н ctt-A - -г, ов . - : . 1терь.

,.е « --PS -v -. - .PCs fp-.fl.

- .аи-: ро. JiOjrf leoccii едк

если N Nd, или уровень логнN

i-u .0

ницы,

ческого нуля,если Л - N ri (н симос :и от состояния первого триггера 9).

Полученныесигналы t вьлс св ь

рых триггеров10 поступают на первь

входы второгоi4 н третьего 15 эле

Если разность А N х не равна нулю, то к моменту герехода сигнала на выходе первого ФИ 5, на F-тсодах пер- вого гчетчика 7 импульсоь и, следовз- тельно, на ВХОДАХ элемента ИЛИ-НЕ 17 сущее i вует по крайней мера на оцне из них уровень логической единиц, которь-й устанавливает на выходе эле мента ИЛИ-НЕ 17 уровень логического

нуля. Переход сигнала на выходе первого ФИ 5 на уровень логической единицы приводит к записи В третий триггер Н уровня логического нуля. Сигнал с этим уровнем поступает на вторые входы элементов ИЛИ i4 к о, ко не оказывает влияния на состояние выходов указанных элементов.

Если к моменту появления уровня логической единицы на выходе первого ФИ 5 код йНх равен нулю, что имеет место в отключенном присоединении, на входах элемента ИЛИ-НЕ 17 существуют уровни логического нуля В результате на выходе элемента ИЛИ- НЕ 17 появляется урове(Ь логической единицы. Полученный сигнал посгупг- ет на второй вход О-вход) гре ьегс триггера It при переходе сигналя на первом входе этого грнгг о i с уровня логического нуля на урозекь логической единицы записывается г него. Сигнал с уровнем логической

, с - й f tjT V II1472

пает на вторые входы элементов ИЛИ 14 и 15 и устанавливает на выходах этих элементов уровни логической единицы.

Таким образом, параметрам а- и bf отключенного присоединения принудительно присваивают значения логической единицы. Это позволяет исключить влияние указанных параметров на пра- вильную работу всего устройства.

Параметры а; и b; (i ,2,... ,m+n) с выходов вторых 14 и третьих 15 элементов ИЛИ поступают на первые и вто рые входы блока 20 логики (фиг. 9), т.е. на соответствующие входы элементов 4И-ИЛИ 38. Выходы элементов 4И-ИЛИ 38 соединены с входами элементов ИЛИ 39, которые реализуют логические функции вида (1) и (2). В за- висимости от того, на каком присое динении произошло замыкание, уровень логической единицы появляется на вы- коде одного из элементов ИЛИ 39.

Определение места замыкания на

землю осуществляется путем формирования соответствующих логических функций для токораспределений у. следующим образом.

При появлении замыкания на землю на сборных шинах (фиг. Ч1) векторы токов I- и I mi- одновременно находятся только в первой и второй четвертях углов или только в третьей и четвертой четвертях. Для указанных ин- тервалов времени выражение для токо- раопределений имеет вид

m4rm+n

r - Л а-+ ЛЬ;. i i1 1

(3)

Для интервалов времени, в течение которых из-за сдвига по фазе между векторами I. и „„., векторы токов Imt питаемых присоединений уже находятся в третьей четверти (напранпе- ны к сборным шинам), а векторы токов питающих присоединений еще находятся во второй четверти (направлены от шин), или векторы токов 1.находятся в первой четверти (направлены от

шин), а токи I . - в четвертой (направлены к шинам), выражение (3) необходимо дополнить.слагаемым

А а.) -( Л bj)- ( Л а.)

inj4Hij;t

Окончательно выражение для токораспределений при замэ кании на сборных шинах примет вид

12

rr , т. , ь

у Л а,+ Л Ь,-+( Л а.). ( Л b .) +

i- i 1-1J:t

+ (Ь,)- /(amfj).

(4)

При замыкании на землю на питаемом присоединении с индексом ra+k (фиг. 2) выражение для токораспределений для любого момента времени имеет вид

m пт + л

Ум,, О ( h b.O-a jj l 4k«hi 1

+ (Л а;) ат,ц(Л ЬНЖЛ b, ) - (5)

(1

nJ t

«,( Л -aw,), k-12 fc-I,2,...,n.

j:A

При замыкании на землю на питающем присоединении с номером S схема замещения имеет вид, изображенный к фиг. 3as а соответствующая ей векторная диаграмма токов - на фиг. 36 Проведя анализ фазовых соотношений между векторами токов, аналогичный приведенному ранее, выражение для токораспределений при замыкании на любом из питающих присоединений имеет вид

У5 () ЬЧ + (Л b,) as+( A a;)

i -1

i S р

V 1

11

U5

+S

VV r,(u, bf)-as- ,,2,... ,m.

(6)

Таким образом, если замыкание произошло на питающем присоединении, то выходной сигнал с уровнем логической единицы одного из элементов ИЛИ 391-39m поступает непосредственно на вход соответствующего исполнительного органа J23 (фиг. 10) и происходит отключение выключателя этого присоединения.

Если замыкание произошло на питаемом присоединении, то выходной сигнал одного из элементов ИЛИ 39ft4, равный единице, поступает на первый вход соответствующего элемента И 40. На входы других элементов И поступают сигналы с уровнем логического нуля.

Одновременно с формированием параметров а} и Ь. в устройстве производится выбор максимального значения кода dN „ для каждого питаемого присоединения, Выбор осуществляется следующим образом.

Цифровой компаратор 18 сравнивает код, поступивший на его первый вход с выхода первого счетчика 7 импульсов, с кодом, записанным в предыдущем такте во второй счетчик 8 импульсов, который поступает на его второй вход. Поскольку появление на втором выходе (на выходе элемента

основной гармоники напряжения на выг ходе генераторов 4, так как в течение половины периода величина напряжения и, следовательно, величина тока нулевой последовательности имеет один из своих экстремумов.

По истечении указанной выдержки времени на выходе ЭБВ 35 появляется

Изобретение относится к электротехнике ,в частности, к защитам сетей, нейтрали которых заземлены через активное сопротивление. Цель изобретения - повышение селективности действия защиты в сетях со статическими преобразователями частоты. С помощью первичных преобразователей токов утечки формируют интервалы дискретизации путем преобразования уровней мгновенных значений токов нулевой последовательности в частоту следования импульсов. На сформированных интервалах измеряют средние значения указанных токов, которые сравнивают по знакам в блоке логики, причем операцию сравнения производят при превышении суммы токов нулевой последовательности в цепях заземления нейтралей источников питающих присоединений над эталонной величиной в пусковом органе. Причем для защиты питаемого присоединения отключающий сигнал формируют при дополнительном условии превышения по абсолютной величине тока нулевой последовательности других питаемых присоединений. 11 ил.

15

НЕ 36) блока 21 управления уровня ло- щ уровень логической единицы. Полу- гического нуля устанавливает второй счетчик 8 импульсов в нулевое состояние и разрешает его работу в режиме параллельной записи и хранения информации, поступающей на его первые входы, то в первом такте цифровой компаратор 18 сравнивает код NK,C нулем. Так как л Nx 7 0, то на выходе компаратора 18 сохраняется уровень логической единицы, который поступает на второй вход элемелта И 16, на третьем входе которого существует уровень логической единицы с выхода элемента НЕ 19. Появление уровня логической единицы на первом входе этого элемента вызывает появление аналогичного уровня на выходе. Полученный импульс поступает на второй вход (вход предварительной установки) второго счетчика 8 импульсов

20

30

10

ченный сигнал поступает на четверт

вход блока 20 логики (на вход уст новки в ноль триггера 42) и на вто рсй вход элементе И 39 блока 21 уп равления (фиг. 8}, разрешая прохож дение тактовых импульсов с выхода генератора 33 импульсов на первый выход блока 21. Тактовые импульсы выхода блока 2 управления поступа ют на третьи выходы вторых счетчиков 8 импульсов, которые работают режиме сложения. Поскольку н повре денном присоединении величина тока равна абсолютной величине сигнала

25 который определяется как сумма век торов токов других присоединений, то и значение кода 4N, записанног во втором счетчике 8 импульсов это го присоединения, больше, чем в др гих, неповрежденных присоединениях Следовательно, первым заполняется счетчик 8 поврежденного присоедине ния и на его втором выходе первым появляется сигнал X с уровнем логической единицы. Полученный сигнал поступает на третий вход блока 20 логики, т.е. на один из выходов элемента ИЛИ-НЕ 41. В результате сигнал на выходе элемента ИЛИ-НЕ 4 переходит с уровня логической единицы на уровень логического нуля, приводит к переводу триггера 42 в единичное состояние. Появление сиг нала с уровнем логической единицы

и разрешает запись кода ЈNXt. Во втором такте работы цифровой компаратор 18 сравнивает вновь поi тупившее значение кода 4NX7c предыдущим. Если новое значение кода превышает предыдущее, то с приходом третьего импульса на первый вход элемента И 16, на выходе элемента И 16 появляется импульс, разрешающий перезапись кода во второй счетчик 7 импульсов. Если же новое значение кода не превышает ранее записанного, то на выходе цифрового компаратора 18 в момент прихода на первый вход элемента И 16 существует уровень логического нуля. Поэтому на выходе элемента И 16 сохраняется уровень логического нуля, запрещающий перезапись информации во второй счетчик 8 импульсов.

Таким образом, по истечении определенного промежутка времени, задаваемого ЭВВ 35 в бдоке 21 управления, во вторых счетчиках 8 импульсов оказываются записанными коды, соот- ветствующие максимальным из измеренных величин токов утечки, Выдержка времени ЭВВ 35 блока 21 управления задается не меньше, чем половина периода минимальной из возможных частот

уровень логической единицы. Полу-

ченный сигнал поступает на четвертый

вход блока 20 логики (на вход установки в ноль триггера 42) и на вто- рсй вход элементе И 39 блока 21 управления (фиг. 8}, разрешая прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 33 импульсов на первый выход блока 21. Тактовые импульсы с выхода блока 2 управления поступают на третьи выходы вторых счетчиков 8 импульсов, которые работают в режиме сложения. Поскольку н повреж денном присоединении величина тока равна абсолютной величине сигнала,

который определяется как сумма векторов токов других присоединений, то и значение кода 4N, записанного во втором счетчике 8 импульсов этого присоединения, больше, чем в других, неповрежденных присоединениях. Следовательно, первым заполняется счетчик 8 поврежденного присоединения и на его втором выходе первым появляется сигнал X с уровнем логической единицы. Полученный сигнал поступает на третий вход блока 20 логики, т.е. на один из выходов элемента ИЛИ-НЕ 41. В результате сигнал на выходе элемента ИЛИ-НЕ 41 переходит с уровня логической единицы на уровень логического нуля, что приводит к переводу триггера 42 в единичное состояние. Появление сигнала с уровнем логической единицы

на втором входе блока 43 памяти разрешает запись информации, т.е. сигналов Х(, в память этого блокаПри- чем логической единице на выходе блока 43 памяти равен сигнал X. поврежденного присоединения, а остальные сигналы своего уровня не изменяют, так как появление любого последующего импульса X 1 на входе элемента ИЛИ- НЕ 41 состояния триггера 42, разреиакщего запись в блок 43 памяти, не изменяет.

Таким образом, на второй вход

элемента И 40 поврежденного присоединения с выхода блока 43 памяти посту

пает уровень логической единицы. В результате на выходе этого элемента И 40 появляется уровень логической единицы, который поступает на вход соответствующего исполнительного органа 23 Исполнительный орган 23 поврежденного присоединения срабатывает и отключает соответствующий выключатель 50,-50mtV

После отключения поврежденного ,. ьсо единения частоты на выходах ЧПТУ S и 3 равны основной частоте, л сигнал I на выходе пускового ор- ака 2 принимает значение логическо 5 НУЛЯ.

Формула изобретения Спогг З защиты от однофазных замы- сэнгч на в разветвленной злек- г-лч«гекой сети, основанный на из мере- s токов нулевой последовательное rs в присоединениях н общей опорной личины, запоминании и сравнении

каков сравниваемых величин и форми-.25 ния по абсолютной величине ну™

,-гьс.яи отключающего сигнала при ус-левой последовательности токов нуле™

.10вик сочетания знаков сравниваемыхвой последовательности других питае.«.., соответствующего эаьыканиюмых присоединений.

fm+8. 5Г

Ifi

и)

в контролируемой зоне, отличающий с я тем, что, с целью повышения селективности действия защиты в сетях со статическими преобразователями частоты, дополнительно измеряют в цепях заземления нейтралей источников питающих присоединений токи нулевой последовательности и 0 общую опорную величину формируют равную сумме средневыпрямленных значений этих измеренных тсков„ npw n,u.- ,с.,энии которой над эталонной величиной разрешают проведение .:Ј по сравнению защитами присо-,у-н t i а в качестве сравни в ае;-ых . берут средние значения токов нулевой последовательности, над которыми предварительно осуществляют преобразование ;ок - часто. на сф ) - ных интервалах дискретизации, при этом длг (Иты питаемого присоединения откп.-эчатшщй сигнал формируют при дополнительное услозии превыжс

5

0

+J

31/0 /

t-...,...,

вЙ-,«; st.-,

W9

JLmJLT fXsMl Ш VJTFV WTJV ҐJ

fl#

т+п

wn

0(42. J

.

,

)

К формирователям UHrry/Hcef

яш«е

i

Qu.i8

&гг. Я

U

iv

пит

i