Устройство для подключения измерительных реле и приборов к трехфазному измерительному трансформатору напряжения Советский патент 1991 года по МПК H02H3/16 

и 3 приведены векторные диаграммы напряжений поясняющие работу устройства.

Устройство содержит входные зажимы 1 для подключения ко вторичным обмоткам измерительного трансформатора 2, соединенным по схеме разомкнутого треугольника резистор 3 и реактор 4, соединенные последовательно и подключенные к зажимам 1, усилитель 5, вход которого присоединен к резистору 3, а выход- к зажимам 6 для подключения к ним измерительного реле 7 (или измерительного прибора) напряжения нулевой последовательности, резисторы 8, соединенные по схеме звезда с выходными зажимами 9, 10 для подключения ко вторичным обмоткам трансформатора напряжения, соединенным по схеме звезда, и для подключения к ним измерительных приборов (вольтметров 11) или реле фазных (по отношению к земле) напряжений, также соединенных по схеме звезды с нейтралью подключенной к выходному за жиму 6 усилителя 5,

На фиг.2 приняты следующие обозначения, геометрическое место в виде полуокружности концов вектора 12 напряжения Uoi.o между землей 01 и нейтралью 0 первичных фазных напряжений UA.O, Uno. Uco сети изменяющегося в зависимости от сопротивления R в месте замыкания фазы на землю и от емкости СЈ фазных проводов относительно земли; векторы 12 напряжения DOT о. векторы 13, 14 и 15 первичных напряжений UA.OI, фазы A, UBOI фазы В и Uc.cn фазы С сети по отношению к земле, вектор напряжения Цо2,о; векторы 17. 18 и 19 напряжений Уд,о2, Ув,02 и Uco2 первичных обмоток трансформатора 2; 20 напряжения Uoi,02 на резисторе значительного сопротивления в их нейтрали.

На фиг 3 изображены векторы: 21 напряжения Уем 05 на выходе усилителя 5. равного Uo4,05 Uoi.o /Ки(где Ки номинальный коэффициент трансформации измерительного трансформатора; 22 напряжения U - Uo2,o(Ku вторичных обмоток, соединенных в разомкнутый треугольник; 23 и 24 тока 1з и напряжения U3 на резисторе 3; 25 напряжения на реакторе 4; 26, 27 и 28 напряжений Удо4 UA.OI /Ки, Ув,о4 UB.OI/ Ки и Uc.oi Uc.01 (Ки соответственно; угол 29 сдвига фаз (рг между напряжением U и током 3 в резисторе 3.

Устройство работает следующим образом. При замыкании на землю одной фазы трехфазной сети с изолированной нейтралью первичные обмотки с индуктивностью Li трехфазного напряжения с резистором, соединяющим их нейтраль 02 с

землей 01. и емкость С фаз сети относительно земли представляют по отношению к току в месте замыкания контур из двух параллельных ветвей с резистивно-индуктивным сопротивлением j м Li +R и емкост- ным сопротивлением С. Контур благодаря значительному при предлагаемом устройстве неограничиваемому сопротивлению R резистора при промышленной

0 угловой частоте имеет малую добротность ш L.1/R 0,3. Поэтому при дуговом замыкании на землю одной фазы трехфазной сети резонанс тока в контуре отсутстсвует Трехфазный трансформатор напряжения рабо5 тает надежно при длительном замыкании на землю одной фазы трехфазной сети.

Однако при замыкании на землю одной фазы по резистору, включенному в нейтраль первичных обмоток трансформатора 2, про0 ходит ток, обуславливая на нем падение напряжения Uoi,02 (вектор 20 на фиг.2), а на первичных обмотках трансформатора напряжения UA02. UB02. Uc 02 (векторы 17. 18 и 19).

5При этом напряжения Uoi о(вектор 12) и

Uo2 о (вектор 16) равны

Усм,)СОСгЯ -А °

оу7itp,

У02,,о Yt3Y, O1 ° lU(i|R +

0)

5 где YI 1 /J3 ш Li - проводимость одной фазы первичной обмотки трехфазного трансформатора напряжения, Y 1/R

Напряжения UA02. Ув.02. Ус.02 обуславливают благодаря симметричной нагрузке 8

0 вторичные фазные напряжения относительно нейтрали 05 (см фиг 3)

Ум

и

и,

Уб,о.

;ие.

УСО

Ки -Ъ,05 Ku cos - ku

5На выходе вторичных обмоток трансформатора, соединенных по схеме разомкнутого треугольника, имеет место напряжение U Uo2 о/Ки (вектор 22)(2)

Под действием напряжения U через ре- 0 зистор 3 сопротивлением R3 и реактор 4 индуктивностью Ы проходит ток (вектор 23 на фиг 3)

Ь

U

-U

)

R54jCoL4 - |R|+ uW

обуславливающий падение напряжения (вектор 24)

Рз

(

- R3 + J о) U совпадающее, как указывалось, по фазе напряжениями Uo4,o5 и Uoi.o.

Напряжение на выходе усилителя 5 коэффициентом усиления Ку (вектор 21 н фиг.З) в соответствии с (1) - (3) связано напряжением Uoi.o зависимостью

з

и

-0,4,05 R5

КиУЛ Кци

Rj-t-juL

э U

Яу Rj-fjCOL,

R

к

У020

Ч ки 1/R

-° ° Ku R34coL4 (1/R1 + 3

или

V(u)L4

ei4 e J

откуда

Усм.05 UOI.D / Ки при

КЗТ

ew еМг

;

R| + (ЈOL4)T/((3Y,)

(5)

где

3

pi - arctg уутд- ; pz - arctg - - .

В предлагаемом устройстве сопротивление R3 резистора 3 и индуктивность U реактора 4 удовлетворяют равенству

J wU/R3J-|3Yi/(1/R)|,(6)

т.е. обеспечивают равенство

jyi № . при котором е е 1. За счет этого

вектор 24 напряжения УЗ на резисторе 3 совпадает по направлению с вектором 12 напряжения между землей 01 и нейтралью О междуфазных напряжений сети. Значение коэффициента усиления Ку усилителя 5 удовлетворяют равенству

(4)глЯШ)гфУ,)а. :- ()

Следовательно, напряжение Uw.os (вектор 21) на выходе усилителя 5 устройства пропорционально напряжению Uoi.o между землей 01 и нейтралью 0 междуфазных напряжений сети

Uoi.os Uoi.o/ «и,

3)

с

с а с

,

)

вU

)

о

3 2 ю е 5

1) йй

т.е. равно вторичному напряжению нулевой последовательности, к которому и подклю чается измерительное реле 7 или прибор. Измерительные реле или приборы 11 вклю

5 чаются на следующие разности напряже ний, равные вторичным фазным напряжениям трехфазной сети (по отношению к земле); Ua.04 Ua.05 - Uo4.05 Уд.01/Ки (вектор 26);

10 Ub.04 Ub.05 - У 04.05 Ув,01/Ки (вектор 27); Ос.04 Uc.os - U04.05 Ucoi/Ku (вектор 28).

Для примера векторные диаграммы иа фиг.2 и 3 построены при

Zi J wLi - J1000 кОм; R 1000 кОм;

15Рз 1кОм; J a) LA j 1 кОм;

if - (р 0,4л Ку 10. Положительный эффект от применения предлагаемого устройства состоит в предот вращении повреждения трехфазных пер- -20 винных измерительных трансформаторов г напряжения при однофазных замыканиях на землю в сети с изолированной нейтралью, вследствие феррорезонанса токов, предотвращаемого не ограничиваемым по усилению

25 точности трансформации сопротивлением резистора в цепи заземления нейтрали первичных обмоток трансформатора. Формула изобретения Устройство для подключения измери30 тельных реле и приборов к трехфазному измерительному трансформатору напряжения с резистором значительного сопротивления в цепи между нейтралью первичных обмоток и контуром заземления, содержащее первый,

35 второй и третий резисторы, соединенные ло схеме звезда и подключенные к входным зажимам для присоединения устройства ко вторичным обмоткам трансформатора на- пряжения, соединенным по схеме звезда.

40 четвертый резистор, подключенный к одному из входных зажимов для присоединения устройства ко вторичным обмоткам транс форматора напряжения, соединенным по схеме разомкнутого треугольника, о т л и45 чающееся тем, что, с целью обеспечения точности трансформации фазных напряжений и напряжения нулевой последовательности, в устройстве введены последовательно соединенный с четвертым

50 резистором реактор, подключенный ко второму входному зажиму для присоединения ко вторичным обмоткам трансформатора напряжения, соединенным по схеме разомкнутого треугольника, и усилитель, входы кото55 рого подключены к четвертому резистору, один выходной вывод усилителя подключен к нейтрали звезда трех резисторов, а второй предназначен для исключения измерительных реле и приборов.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике релейной защиты сетей с изолированной нейтралью. Целью изобретения является обеспечение точности трансформации фазных напряжений и напряжения нулевой последовательности. Для компенсации погрешностей, обусловленных включенным между нейтралью первичных обмоток трансформатора резистором, ко вторичным обмоткам трансформатора, соединенным по схеме разоИзобретение относится к электротехнике, в частности к технике релейной защиты сетей с изолированной нейтралью, и предназначено для подключения измерительных реле защиты и приборов ко вторичным фазным (по отношению к земле) напряжениям и напряжению нулевой последовательности трехфазного измерительного трансформатора напряжения с нейтралью первичных обмоток, заземленмкнутого трехугольника подключаются через входные зажимы 1 устройства последовательно соединенные резистор 3 и компенсирующий угловые погрешности реактор 4, выделяемое на резисторе 3 напряжение совпадает по фазе с первичным напряжением нулевой последовательности. Для устранения погрешностей коэффициента трансформации к резистору 3 подключен усилитель 5, увеличивающий напряжение на резисторе 3 до значения, равного BTOOJ - ному напряжению нулевой последовательности, к выходным зажимам 6 усилителя подключается измерительное реле 7(пли измерительный прибор) напряжения нулевой последовательности. К одному из выходных зажимов 6 усилителя подключается нейтраль соединяемых по схеме звезда измерительных реле или приборов вольтметров 11 вторичных фазных напряжений, а ко второму выходному зажиму 6 - нейтраль резисторов 8, соединенных по ме звезда и подключенных через зажимы 9, 10 ко вторичным обмоткам измерительного трансформатора напряжения 2, соединенным по схеме звезда. 3 ил. ной через значительное резистивное сопротивление. Целью изобретения является обеспечение точности трансформации фазных напряжений и напряжения нулевой последовательности. На фиг. 1 показана схема устройства для подключения,измерительных реле и приборов к трехфазному первичному измерительному трансформатору напряжения, на фиг.2 ел С v ел о 145 О