Устройство для направленной защиты от однофазных замыканий на землю Советский патент 1991 года по МПК H02H3/16 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты сетей напряжением 6-10 кВ с изолированной нейтралью.

Целью изобретения является повыше- ние селективности работы.

На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - угловая характеристика для оптимальной области работы защиты.

Устройство содержит вход 1 по току нулевой последовательности, вход 2 по напряжению нулевой последовательности, резистбр 3, трансформатор 4, разрядник 5, стабилитрон 6, резистор 7, стабилитрон 8, логическую схему И, выполненную на транзисторах 9 и 10, резисторе 11, селектор длительности импульсов, выполненный на резисторе 12, конденсаторе 13, стабилитроне 14, ограничитель длительности импульсов, выполненный на резисторе 15, конденсаторе 16, диоде 17, стабилитроне 18, тиристоре 19, выходной трансформатор 20, диоды 21, 22, 23, тиристоры 24 и 25, При этом транзисторы 9 и 10 образуют фазос- равнивающий блок.

Устройство для направленной защиты от однофазных замыканий на землю работает следующим образом.

При замыкании фазы на землю на защищаемом присоединении к транзисторам 9 и 10 прикладывается прямое напряжение питания, роль которого выполняет подводимое к устройству напряжение нулевой последовательности. При совпадении входных сигналов транзисторы 9 и 10 открываются и конденсатор 13 начинает заряжаться. Заряд конденсатора 13 происходит по цепи эмитО

о

W Os ч| 00

тер-коллектор открытого транзистора 10 - резистор 12-балластное сопротивление 7, Если время совпадения входных сигналов по знаку достаточно для заряда конденсатора 13 до напряжения стабилизации стаби- литрона 14, то стабилитрон отпирается и сигнал подается в управляющую цепь тиристора 24. Тиристор 24 открывается и конденсатор 13 разряжается по цепи диод 21 - первичная обмотка разделительного транс- форматора 20 - силовая цепь тиристора 24. Импульс со вторичной обмотки трансформатора открывает тиристор 25, который коммутирует цепь катушки отключения автоматического выключателя.

Если замыкание на землю произошло в зоне работы устройства, но знаки сигналов не соответствуютуказанным, то полупериод пропускается и устройство начинает работать со следующего полупериода. Если дли- Тельность совпадения сигналов меньше заданной, конденсатор 13 не успевает зарядиться до напряжения стабилизации стабилитрона и он не отпирается, тиристор 24 остается закрытым и устройство не сраба- тывает.

Для ограничения положительной области угловой характеристики UCp %bp) (см.фиг.2) служит ограничитель длительности импульсов. Сигнал по напряжению ну- левой последовательности воздействует на устройство защиты лишь в течение времени, необходимого для заряда конденсатора 16 до напряжения, при котором отпираются стабилитрон 18 и тиристор 19. Тиристор 19, открываясь, шунтирует цепь напряжения нулевой последовательности. Длительность прохождения сигнала по каналу напряжения нулевой последовательности определяется постоянной времени ri цепи 15-16. Нормальная работа устройства защиты возможна лишь при выполнении условия

П Г2 ,

гдега - постоянная времени цепи 12-13.

Изменением сопротивления резисторов 15 и 12 можно регулировать ширину и конфигурацию угловой характеристики в широких пределах. Оптимальная конфигурация угловой характеристики получается для диапазона изменения углов (см.фиг.2) - 170 эл.град. р0 20 эл.град.

Для защиты входной цепи по каналу тока нулевой последовательности от перенапряжений, возникающих при протекании по первичной цепи фильтра нулевой последовательности значительных по величине сквозных токов, в схеме установлен разрядник 5. Вход по напряжению нулевой последовательности защищен стабилитроном 8.

Диоды 17 и 23 позволяют конденсаторам 16 и 13 разряжаться в бестоковый период, тем самым исключаются накопление заряда на обкладках этих конденсаторов и ложное срабатывание устройства защиты.

Применение предлагаемого устройства для направленной защиты от однофазных замыканий на землю в сетях 6-10 кВ с изолированной нейтралью позволит сократить число неоправданных отключений и тем самым снизить непроизводственные простои электрооборудования.

Формула изобретения

Устройство для направленной защиты от однофазных замыканий на землю, содержащее цепи тока и напряжения нулевой по- следовательности, подключенные к соответствующим входам фазосравниваю- щего блока, выход которого через селектор длительности импульсов подключен к выходному тиристорному каскаду, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности работы, в него дополнительно введен ограничитель длительности импульсов в цепи напряжения нулевой последовательности.

Чор

эл.гр. -200 -160 -120 -80 -40 О

фиг. 2.

40

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты сетей напряжением 6 - 10 кВ с изолированной нейтралью. Цель изобретения - повышение селективности работы. При замыкании фазы на землю к транзисторам 9 и 10 прикладывается напряжение нулевой последовательности и в случае совпадения последнего с током нулевой последовательности транзисторы 9 и 10 открываются, емкость 13 заряжается. Если время совпадения входных сигналов по знаку достаточно для заряда емкости до напряжения стабилизации стабилитрона 14, то подается сигнал на тиристор 2 и импульс от вторичной обмотки трансформатора 20 открывает тиристор 25 в цепи отключения автоматического выключателя. При этом сигнал по напряжению нулевой последовательности воздействует на устройство лишь в течении времени, необходимого для зарядки конденсатора 16 до напряжения отпирания стабилитрона 18, тем самым осуществляется ограничение длительности импульса совместно с селекцией по времени. 2 ил.