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

Изобретение относится к релейной защите и может .быть использовано для защиты от замыканий на землю двухпроводных сетей постоянного JTOKB в различных отраслях промышленности, а также на электрических станциях и подстанциях, обеспечивая при этом сохранение питания ответственных потребителей.

Целью изобретения является обеспечение селективности работы устройства в разветвленных сетях оперативного постоянного тока и обеспечение отключения поврежденного присоединения с сохранением непрерывного питания ответственных потребителей.

На фиг.1 изображена, функциональная схема устройства , на фиг.2 - схема блока защиты присоединения. ,

Устройство содержит источник 1 накладываемого на сеть тока, трансформатор 2 напряжения, первый и второй конденсаторы 3 и j, первый и второй дeтeктopь 5 и 6, блок 7 отражения состояния сети, приемопередающий блок 8 и по числу защищаемых присоединений сети блоки 9 защиты присое-, динения, причем источник 1 накладываемого на сеть тока подключен к входу трансформатора 2 напряжения, вторичная обмотка которого одним выводом соединена с заземлителем, а вторым через соответственно первые конденсатор 3 и детектор 5 и вторые конденсатор и детектор 6 - с полюсами защищаемой сети 10, к которым также поключены блок 7 отражения состояния сети через .приемопередающий блок 8 и блоки 9 защиты присоединения. Источник 1 накладываемого на сеть тока состоит из двух генераторов 11 и 12 соответстЕ енно низкой и высокой частоты, выходы которых соединены с входами амплитудного модулятора 13, выхо которого подключен через усилитель И мощности к выходу-источника 1 накладываемого на сеть тока.

1

Блок 7 отражения состояния сети содержит приемный элемент 15, элемент 1б оперативного запоминания информации, элемент 17 сброса информации, элемент 18 индикации, передающий элемент 19, элемент 20 задержки, причем

Амплитудно-модулированный сигнал с выхода источника 1 накладываемого на сеть тока через трансформатор 2 напряжения и конденсаторы 3 и 4 поступает на входы детекторов 5 и 6, вы ходы которых непосредстве нно подключе ны к полюсам защищаемой сети 1 О, что по зволяет осуществлять непрерывный селективный контроль изоляции обеих полюсов с одинаковой чувствительностью сигналами низкой частоты независимо

50

от .места возникновения повреждения. 1

При нормальном сопротивлении, изоляции защищаемой сети 10 протекает только небольшой ток низкой частоты, обусловленный незначительными утеч выход приемного элемента 15 подключен ками через изоляцию, так как емкости

к первому входу элемента 16 оперативного запоминания информации, к второму входу которого подключен элемент 17 сброса информации, а первый выход

полюсов сети осуществляют практическ полную фильтрацию тока поднесущей вы сокой частоты. Поэтому на входе тран сформаторов 21 тока блоков 9 защиты

10

15

20

элемента Г6 оперативного запоминания информации соединен с первыми входами элемента 18 индикации и передающего элемента 19, к вторым входам которых через элемент 20 задержки подключен второй выход элемента 16 оперативного запоминания информации.

Блок 9 защиты присоединения состоит из трансформатора 21 тока, частотного фильтра 22, выпрямителя 23, приёмопередающего блока 2k присоединения и управляющего блока 25, причем выход трансформатора 21 тока подключен к входу частотного фильтра 22, выход которого через выпрямитель 23 подключен к первому входу управляющего блока 25, второй вход и выход которого через при€ .мопередающий блок 2k присоединения подсоединрн к зажимам ДЛЯ подключения к проводам защищаемого присоединения. К первому входу управляющего блока 25 подключен вход первого релейного порогового элемента 26, выход которого через формирователь 27 высокочастотного сигнала и первый усилитель 28 подключен к ьыходу управляющего блока 25, второй вход которого через второй усилитель 29, дешифратор 30 и управляющий ключ 31 подключен к второму релейному пороговому элементу 32, а блок 33 питания подключен к питающим входам первого и второго релейных пороговых элементов 26 и 32 и управляющего ключа 31.

Устройство работает следующим образом.

Амплитудно-модулированный сигнал с выхода источника 1 накладываемого на сеть тока через трансформатор 2 напряжения и конденсаторы 3 и 4 поступает на входы детекторов 5 и 6, выходы которых непосредстве нно подключены к полюсам защищаемой сети 1 О, что позволяет осуществлять непрерывный селективный контроль изоляции обеих полюсов с одинаковой чувствительностью сигналами низкой частоты независимо

25

30

35

40

от .места возникновения повреждения. 1

При нормальном сопротивлении, изоляции защищаемой сети 10 протекает только небольшой ток низкой частоты, обусловленный незначительными утечками через изоляцию, так как емкости

полюсов сети осуществляют практически полную фильтрацию тока поднесущей высокой частоты. Поэтому на входе трансформаторов 21 тока блоков 9 защиты

присоединений ток мал. Этот сигнал, поступая через частотный филвтр 22 и выпрямитель 23 на вход первого релейного порогового элемента 26, не вызывает срабатывания последнего, та как не превышает уставку срабатывания.

Сигнал на вход формирователя 27 высокочастотного сигнала не ет, и состояние блока 9 защиты,присоединения не изменяется. Отсутствует сигнал на входе блока 7 отражения состояния сети, и элемент 18 индикации отражает нормальное эксплуатаци- о нное состояние защищаемой сети 10,

При возникновении замыкания на землю через переходное сопротивление менее 20 кОм на одном из присоединений увеличивается -накладываемый ток низкой частоты в поврежденном присоединении и на выходе трансформатора 21 тока появляется сигнал, достаточный для срабатывания первого релейного порогового элемента 26 управляющего блока 25, подключающего блок 33 питания к входу формирователя 27 высокочастотного сигнала. С выхода формирователя 27 сигнал после усиления первым усилителем 28 через приемопередающий блок 2k присоединения наводится в защищаемой сети 10 и по ней передается на питающий пункт, где установлен блок 7 отражения состояния сети для определения поврежденного присоединения и включения резервного питания. Принятый сигнал через приемопередающий блок 8 поступает на вход приемного элемента 15, где сигнал усиливается и поступает на вход дешифратора, который по коду сигнала определяет срабатывание блоков 9 защиты присоединения и поврежденное присоединение. С выхода приемного элемента 15 на первый вход элемента 1б оперативного запоминания информации, выполненного на основе программируемой логической матрицы и триггеров, поступает сигнал логической единицы,, соответствующий замыканию на землю на соответствующем присоединении. С выходов элемента 1б оперативного за-- поминания информации поступают сигналы на отключение- поврежденного присоединения и включение резервного пита- ния, примем сигнал с первого выхода подается на входы элемента 18 индикации и передающего элемента 19 для подключения резервного питания, си1

15293 +2

0

5

20

25

30

55

35

40

45

50

нал же с прямого выхода подается на входы элемента 18 индикации и передающего элемента 19 через элемент 20 для отключения поврежденного присоединения. Следовательно, применение элемента 20 задержки позволяет произвести включение резервного источника питания до отключения основного для сохранения бесперебойности питания. Подача сигнала с прямого выхо Йа триггеров элемента 1б оперативного запоминания информации на второй вход программируемой логической матрицы устраняет возможность включения поврежденного участка в качестве резервного. Возврат триггеров в исходное состояние и подача сигнала на включение присоединений после устранения аварии возможны только при подаче соответствующего сигнала на их вход сброса с выхода элемента 17 сброса информации. При этом происхо- |ДИт сброс информации в элементе 16 оперативного запоминания информации и изменяются показания элемента 18 :индикации, которые возвращаются в исходное состояние.

Подача сигнала на отключение поврежденного присоединения и включение резервного питания аналогична подаче сигнала о возникновении повреждения на нем с той лишь разницей, что сигналы с выхода дешифратора 30 поврежденного и резервного присоединений воздействуют на вторые релейные пороговые элементы 32 через управляющие ключи 31.

Таким образом, применение предла- . гаемого устройства позволяет селективно определять поврежденное присоединение и при необходимости бесперебойного питания нагрузки этого присоединения произвести опережающее включение резервного питания до отключения основного. Предлагаемая схема не позволяет.автоматически включать поврежденное присоединение до устранения на нем повреждения и включение этого присоединения оператором.

Формул.а изобретения

Устройство для защиты от замыканий на землю в разветвленной электрической сети, содержащее общие источник накладываемого на сеть тока, трансформатор напряжения и детектор, причем выход источника наклалываемого

на х:еть тока подключен к входу трансформатора напряжения, по числу защищаемых присоединений сети блоки защиты присоединения,- включающие в себя трансформатор тока, частотный фильтр и первый пороговый релейный элемент, причем выход трансформатора тока подключен к входу частотного фильтра, о тличающееся тем, что, с целью обеспечения селективности работы в разветвленных сетях оперативного постоянного тока и обеспечения отключения поврежденного присоединения с сохранением непрерывного питания ответственных потребителей, в него введены два конденсатора, второй детектор, приемопередающий блок и блок отражения состояния сети, включающий в себя приемный элемент, выход которого подключен к первому входу элемента оперативного запоминания информации, к второму входу которого подключен элемент сброса информации, а первый выход элемента оперативного запоминания информации соединен с первыми входами элемента индикации и передающего элемента, к вторым входам которых через элемент задержки подключен вторрй выход элемента оперативного запоминания информации, при этом выход трансформато

ра напряжения через конденсаторы и детекторы подключен к двум зажимам для присоединения к проводам сети, к которым также подключен через при- -емопередающий блок блок отображения (СОСТОЯНИЯ сети, а EI каждый блок за- :щиты присоединения введены выпрямитель, приемопередающий блок присоединения и управляющий блок, включающий в себя первый релейный пороговый элемент, два усилителя, формирователь высокочастотного сигнала, дешифратор, управляющий ключ, второй релейный пороговый элемент и блок питания, причем выход частотного фильтра каждого присоединения через выпрямитель подключен к входу первого релейного порогового элемента, выход которого через формирователь высокочастотного сигнала- и первый усилитель подключен к входу приемопередающего блока присоединения, подсоединенного к зажимам для подключения к проводам защищаемого присоединения сети, выход указанного приемопередающего блока через второй усилитель, дешифратор и управляющий ключ подключен к второму релейному пороговому элементу, а блок питания подключен к питающим входам . первого и второго релейных пороговых элементов и управляющего ключа.

Изобретение предназначено для обнаружения и селективного отключения замыкания на землю через значительное переходное сопротивление в разветвленной цепи оперативного постоянного тока электрических станций. Целью изобретения является обеспечение селективности действия в разветвленных сетях и отключение поврежденного присоединения с сохранением непрерывного питания ответственных потребителей. Действие устройства основано на использовании накладываемого на сеть модулированного по амплитуде тока частотой 1 Гц генератора 11 тока промышленной частоты генератора 12. Поступающий в сеть от модулятора 13 через усилитель 14, трансформатор 2, конденсаторы 3 и 4 и детекторы 5 и 6 ток частотой 1 Гц ограничивается сопротивлениями изоляции проводов сети. При снижении сопротивления изоляции провода одного из присоединений разветвленной сети до установленного предела ток в блоке 9 защиты поврежденного высокочастотного сигнала, передаваемого приемопередающим блоком 8 по проводам сети в блок 7 отражения состояния сети, который определяет последовательность операций в сети, необходимых для отключения поврежденного присоединения, с сохранением непрерывного питания потребителей. Отключение производится кодированным высокочастотным сигналом, передаваемым приемопередающим блоком 8. 2 ил.

Редактор М.Циткина

Составитель Н.Овмаренко

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

Заказ 7753/50

Тираж 608

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. k/S

Подписное