Устройство для защитного отключения в сети с изолированной нейтралью Советский патент 1991 года по МПК H02H3/17 

i

(21)4774798/07 (22) 17.11.89 (46)07.10.91. Бюл. Ns37

(71)Научно-производственное объединение Союзалмаззолотоавтоматика И Новосибирский институт инженеров водного транспорта

(72)М.Р.Дубровский, А.Ю.Краснухин, А.А.Савоськин и Н.Л.Пономарева (53)621.316.925(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР N° 1166213. кл. Н 02 Н 3/17. 1984.

Авторское свидетельство СССР Мг 1367087, кл. Н 02 Н 3/17, 1986.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

(57)Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите сети с изолированной нейтралью от недопустимого снижения сопротивления изоляции. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Измерение сопротивления утечки при замыкании в фазных проводах контролируемой сети осуществляется в обе фазы работы коммутатора 11, при замыкании в проводах электропривода 18 - в соответствующей фазе работы коммутатора. Сигнал, пропорциональный току утечки, поступает на интегратор 7 или 8 в зависимости от поступающих на них управляющих сигналов, сдвинутых один относительно другого на 0.5Т, где Т - период времени работы коммутатора. Больший из выходных сигналов интеграторов 7 и 8 проходит через элемент 6 выбора большего сигнала и поступает на основной вход релейного элемента 5, при превышении уставки которого формируется сигнал отключения. 2 ил.

сл

с

7 ,г

91 №

о

00

со

-N

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты тиристорных электроприводов драк земснарядов, экскаваторов и других механизмов, получающих электрическую энергию от сети ограниченной мощности с изолированной нейтралью, от недопустимого сопротивления изоляции.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства при утечке в фазах питающей сети.

Предлагаемое устройство содержит источник 1 сети с изолированной нейтралью, подключенный к контролируемой сети защитно-коммутационным аппаратом с силовыми контактами 2, кинематически связанными с отключающейся катушкой 3. В цепи питания катушки 3 находится замыкающий контакт 4 релейного элемента 5, основной вход которого подключен к выходу элемента 6 выбора большего сигнала. Первый вход элемента 6 выбора большего сигнала соединен с первым управляемым интегратором 7, второй вход - соединен с вторым управляемым интегратором 8, входы обоих интеграторов соединены и через управляемый ключ 9 и выпрямитель 10 подключены к коммутатору 11. Выпрямитель 10 снабжен заземлителем 12. Входы коммутатора 11 являются общими точками вентильных групп 13 и 14, соединенных в звезду противоположной полярности. Вход управления коммутатора 11 соединен с генератором 15 и с формирователем 16 управляющих сигналов, выходы которого соединены с входами управления ключа 9 и интеграторов 7 и 8.

Компенсирующий вход релейного элемента 5 соединен с согласующим блоком 17, подключенным к контролируемой сети. В каачестве согласующего блока может быть использован трансформатор с выпрямителем на выходе. В качестве генератора целесообразно использовать делитель частоты, синхронизированный контролируемой сетью. Формирователь управляющих сигналов может быть выполнен в виде дешифраторов сигналов делителя частоты. Введение второго интегратора обеспечило двойную частоту измерений по сравнению с известным устройством,поскольку интеграторы производят измерение и сброс накопленного сигнала в разные фазы работы коммутатора (сдвиг по фазе 180°),

Потребителем электроэнергии является тиристорный электропривод 18. На схеме (фиг, 1) условно показаны сопротивления

утечки: Ryi - в положительном проводе, Ry2 - в отрицательном проводе, Руз - в фазных проводах.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании в положительном про- воде тиристорного электропривода 18 ток утечки протекает через катодную группу тиристоров электропривода 18, сопротивле0 ние Ryi утечки, землю, выпрямитель 10 и в, соответствующую фазу работы коммутатора 11, через группу вентилей 14,

При замыкании в отрицательном проводе электропривода 18 образуется замкну5 тый контур для протекания тока утечки через группу вентилей 13, коммутатор 11, выпрямитель 10, землю, сопротивление уте1 :и НУ2 и анодную группу тиристоров электропривода 18. При утечке в фазных

0 проводах питающей сети ток замыкается через обе группы вентилей 13 и 14.

Как следует из изложенного, измерение сопротивления утечки при замыкании в фазных проводах контролируемой сети осуще5 ствляется в обе фазы работы коммутатора 11. Сигнал, пропорциональный току утечки, снимаемый с выпрямителя 10 через ключ 9, поступает на оба интегратора 7 и 8. Интеграторы 7 и 8 интегрируютсигнал, пропорци0 ональный току утечки, причем импульсы сброса первого 7 и второго 8 интеграторов сдвинуты один относительно другого на 0,5Т, где Т - период работы коммутатора. Больший из выходных сигналов интеграто5 ров 7 и 8 проходит на выход элемента 6 выбора большего сигнала и поступает на основной вход релейного элемента 5.

Рассматривая временную диаграмму работы устройства (фиг. 2),видно, что за по0 ловину периода работы коммутатора 11 на выходе элемента 6 выбора большего сигнала накапливается сигнал, пропорциональный суммарному сигналу тока утечки в различных частях питающей сети с исключе5 нием паразитной информации переходного процесса в измерительном контуре устройства. При этом минимальное время измерения соответствует случаю, когда замыкание возникает в конце одного из интервалов за0 держки, что составляет при кратности интервалов измерения и задержки период контролируемой сети 20 мс

t1 2t4 + t3 60MC,

5 где t4 - время (интервал) измерения;

ta - время (интервал) задержки.

Максимальное время измерения соответствует случаю, когда замыкание возникает в начале одного из интервалов измерения, что недостаточно для точного

измерения первым (вторым) интегратором. Тогда измерение осуществляется в последующие два интервала измерения, а время измерения равно

t2 3t4 + 2t3 ЮОМС.

При величине сопротивления утечки, меньшей величины уставки релейного элемента 5. максимальное время измерения уменьшается.

Генератор 15 управляет работой коммутатора 11 и формирователя 16 управляющих сигналов, управляющего в свою очередь работой ключа 9 и интеграторов 7 и 8. обеспечивая сброс интегрированного сигнала в конце каждого периода работы коммутатора 11.

Элемент 6 выбора большего сигнала обеспечивает выделение максимального выходного сигнала двух интеграторов. Если в процессе увеличения входного сигнала на основном входе релейного элемента 5 величина его превысит величину уставки релейного элемента 5 на компенсирующем входе, последний срабатывает и своим замыкающим контактом 4 включает катушку 3 защитно-коммутационногоаппарата, отключающего тиристорный электропривод 18 от питающей сети.

Сигнал на компенсирующем входе релейного элемента 5 компенсирует влияние изменения напряжения контролируемой сети на величину уставки.

Предлагаемое техническое решение позволяет уменьшить собственное время срабатывания устройства в 1,4 раза по сравнению с известным и довести его до 0,1 с при частоте питающей сети 50 Гц.

Формула изобретения Устройство для защитного отключения в сети с изолированной нейтралью, содержащее две группы вентилей с клеммами для 5 подключения к фазам сети, соединенные в звезду противоположной полярности, общие точки которых через коммутатор и выпрямитель соединены с заземлителем, генератор, выход которого соединен с уп0 равляющим входом коммутатора, релейный элемент, компенсирующий вход которого соединен с выходом согласующего блока, вход которого соединен с клеммами для подключения к сети, первый интегратор,

5 вход которого через ключ соединен с выходом выпрямителя, формирователь управляющих сигналов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с управляющими входами ключа и первого ин0 тегратора, а вход подключен к генератору, отличающееся тем. что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены второй интегратор и элемент выбора большего сигнала, причем вход вто5 рого интегратора соединен с входом первого интегратора, его вход управления соединен с третьим выходом формирователя управляющих сигналов, а его выход подключен к второму входу элемента выбора

0 большего сигнала, первый вход которого соединен с выходом первого интегратора, а выход подключен к основному входу релейного элемента, причем управляющие сигналы второго и третьего выходов упомянутого

5 формирователя сдвинуты один по отношению к другому на 0,5Т, где Т - период времени работы коммутатора, кратный периоду контролируемой сети.

Выходной

сигнал

генератора

Сигнал на бходе Ьыпрштеля

Сигнал для размыкания

мюча

Сигнал

на бходе

нтегратороб

Сигнал на дыходе Iго нтегратора

Сигнал на быходе Дго интегратора

Сигнал на

бходе А релейногоэлемента

VVVV-N v w

П Г

rn

-1

t

П

t

-1

Фиг. 2