Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью Советский патент 1992 года по МПК H02H3/16 

При воздействии на устройство помех со стороны датчиков тока и напряжения нулевой последовательности ложного отключения поврежденного присоединения не происходит, поскольку, во-первых, устройство обладает способностью автоматического возврата в исходное состояние каждый раз. когды выходные сигналы преобразователя напряжения 7 исчезают, и, во-вторых, длительность существования помех меньше собственного времени отключения выключателя. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для релейной защиты от замыкания на землю в электрической сети с изолированной нейтралью. Цель изобретения - упрощение. На выходе основного элемента ИЛИ 10 сигналы появляются в момент появления сигнала датчика напряжения 3 и при наличии общей временной зоны этого сигнала и сигнала датчика тока 2. При появлении сигнала на выходе элемента ИЛИ 10 и сигнала на выходе дополнительного элемента ИЛИ 13 срабатывает исполнительный орган 12 и отключает выключатель поврежденного присоединения. При этом устройство приходит в действие от первого импульса, поступившего на один из еходов элемента ИЛИ 10. На выходе элемента ИЛИ 10 формируется прерывистый сигнал, который периодически появляется и исчезает в каждый из полупериодов напряжения нулевой последовательности, причем время его появления совпадает со временем появле- ния сигнала на выходе элемента ИЛИ 10. ел с ivj 5 о 00 ел

Изобретение относится к электротехни ке, в частности к устройствам для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью.

Известно устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью.

Недостатком данного устройства является сложность схемы, в также возможность неселективного срабатывания от воздействия кратковременных помех.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее датчики тока и напряжения нулевой последовательности, к выходам которых подключены вхсды. соответственно преобразователей тока и напряжения нулевой последовательности, выходы которых соединены с входам-, блока сравнений импульсов, выполненного в виде селектора сигналов на элементах совпадения и НЕ, формирователя коротких импульсов и дополнительного элемента совпадения, исполнительный орган, вход оторгго чеоез последовательно соединеннее с./мматор и элемент ИЛИ подключен к выходу Ьлска сравнения импульсов

Известное устройстве имеет относительно сложную схему, что снижает его надежность. Другим недостатком известного устройства является сравнительно невысокое быстродействие (устройство срабатывает только в случае поступления на входы сумматора двух и более импульсов)

Цель изобретения - упрощение устройства - достигается тем что в устройстве для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащем датчик тока нулевой последовательности. к выходу которого подключен вход преобразователя тока нулевой последовательности выходы которого функционально связаны с первыми входами основных элементов совпадения. датчик напряжения нулевой последовательности, к выходу которого подключен вход

преобразователя напряжения нулевой последовательности, формирователи коротких импульсов, выходы которых соединены с вторыми входами упомянутых основных

элементов совпадения, выходы которых подключены к основным входам основного элемента ИЛИ. выход которого функционально связан с исполнительным органом, дополнительный элемент совпадения, выходы преобразователя напряжения нулевой последовательности соединены с входами формирователей коротких импульсов и вновь введенного дополнительного элемента ИЛИ. выход которого подключен к первому входу дополнительного элемента совпадения, второй вход которого подключен к выходу основного элемента ИЛИ. соединенному с входом исполнительного органа непосредственно, выход дополнительного элемента совпадения подключен к дополнительно введенному входу основного элемента ИЛИ.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для защиты от однофазного замыкания на землю; на фиг.2 - эпюры сигналов(напряжений) на выходах отдельных элементов устройства, поясняющие принцип его работы (номера сигналов соответствуют номерам элементов)

Устройство для защиты от замыкания на землю содержит установленные на защищаемом присоединении 1 датчик 2 тока нулевой последовательности (ДТНП). датчик 3 напряжения нулевой последовательности

(ДННП). преобразователь А тока нулевой последовательности (ПТ), вход которого подключен к выходу ДТНП 2, а выходы соединены с первыми входами основных элементов 5 и 6 совпадения, преобрззователь 7 напряжения нулевой последовательности (НП), вход которого подключен к выходу ДННП 3, формирователи 8 и 9 коротких импульсов (ФКИ), входы которых подключены к выходам ПН 7. а выходы - к вторым входам

основных элементов 5 и б совпадения. основной элемент ИЛИ 10, входы которого подключены к выходам элементов 5 и 6 совпадения и к выходу дополнительного элемента 11

совпадения, а выход соединен с входом исполнительного органа 12 (ИО) и с вторым входом дополнительного элемента 11 совпадения, дополнительный элемент ИЛИ 13, . входы которого соединены с выходами ПН 7, а выход - с первым входом элемента 11 .совпадения.

В качестве ДННП 3 использована вторичная обмотка трансформатора напряжения нулевой последовательности, соединенная в разомкнутый треугольник.

Вторичные обмотки ДТНП 2 и ДННП 3 включены таким образом, что ток нулевой последовательности на поврежденном присоединении (сигнал на выходе ДТНП 2) отражает напряжение нулевой последовательности (сигнал на выходе ДННП 3), а из неповрежденном присоединении отстает. Угол сдвига между током и напряжением нулевой последовательности равняется приблизительно 90°.

Преобразователи 4 и 7 преобразуют из- меняющиеС чо времени сигналы ДТНП 2 и ДННП 3 & йя о/гольчые импульсы положительной -г..1Т р« )Стч1 (длительность им- пульсо приблизительно равна полорине периода) и могут быть выполнены в виде согласуют/: трансформаторов с ограничителями си иа.юь активных фильтров и пороговых элементов

Формирователи В и 9 коротких импуль- СОБ мог/г 6t.т; выполнены на логических элемента t - м Г

Устрой: : г са-г следующим образом

П;-и Бсзн. кновеним на защищаемом присоединении 1 однофазного замыкания на землю снЗ -э .а псм о.т-с-тся сигнал на выходе ДТНП 2 33-. сг-,/ст приблизительно - етверт0 п рисдз - с-- тал на выходе ДННП 3. При дост -счн:.м урОБне этих сигналов на выходах ПТ 4 и ПН почереднс появляются положите.-...н. импула ь; L Ј i Ji ) и U (U). следую;;..-е - двойной тска и напряжения н , яеьэй последовательности (фиг 2).

Сигнал на выходе элемента 5(6) совпадения появляется только при совпадении во времени сигналов IJ4 (LU ) преобразователя 4 тока и Ua (Uq )фомирователя 8: 9) коротких импульсов.

Следовательно, сигнал на выходе элемента 5(6) совпадения появляется в момент появления сигнала из датчика 3 напряжения и наличия общей временной зоны этого сигнала и сигнала датчика напряжения.

Сигналы на выходе элемента ИЛИ 10 появляются при появлении на его входах сигнала Us или сигнала Ue. При появлении сигналов (имп льсов) на выходе данного

элемента срабатывает ИО 12 и появляются сигналы на нижнем входе элемента 11 совпадения (на верхний вход элемента 11 сигналы поступают с выхода элемента ИЛИ 13)

5 С выхода элемента 11 сигнал поступает на нижний вход элемента ИЛИ 10, в результате этого происходит запоминание выходного короткого сигнала элемента 10 на врем-ч существования выходного сигнала элемента

10 ИЛИ 13. т.е., по существу, элемент 11 совпадения совместно с элементами ИЛИ 10 (при наличии дополнительного входа) и 13 выполняет функцию элемента ОГРАНИЧЕННАЯ ПАМЯТЬ. Длительность запоминания

15 выходных сигналов элемента ИЛИ 10 приблизительно равна полупериоду напряжения нулевой последовательности.

Устройство приходит в действие от первого импульса, поступившего на один из

20 входов элемента ИЛИ 10. На выходе элемента ИЛИ 10 формируется прерывистый сигнал, который периодически появляется и исчезает в каждый из пслугеоиодов напряжения нулевой последовательности, причем

2: время его появления совпадает с временем появления сигнала на выходе элемента ИЛИ 10. При воздействии на устройство помех со стороны датчиков тока и напряжения нулевой последовательности ложного отключе0 ния поврежденного присоединения He- происходит, так как устройство обладает способностью автоматического возврата в исходное состояние каждый раз когда вы- лг-;,-(ые сигналы ПН 7 исчезают, а длитель5 ногть существования помех меньше собственного времени отключения выклю- -зтеля.

При внешнем замыкании из землю устройство не работает так как сигналы Un. Uc,

0 на выходных элементах 5 и 6 совпадения и Э выходе элемента ПЛИ 10 отсутствуют.

Устройство быть выполнено на

базе интегральных микросхем (логических

элементов совпадения и ИЛИ. операцион5 ных усилителей и др.) Для его изготовления

требуется меньшее количество элементов.

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение надежности защиты от одно- 0 фазного замыкания на землю (за счет упрощения схемы), при этом обеспечивается быстродействие и помехоустойчивость

Применение предложенного устройст- 5 ва позволяет повысить электробезопасность при эксплуатации электроустановок. прежде всего передвижных, и уменьшить ущерб от простоев оборудования, обусловленных излишней или ложной работой защиты.

Формула изобретения Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее датчик тока нулевой последовательности, к выходу которого подключен вход преобразователя тока нулевой последовательности, выходы которого функционально связаны с первыми входами основных элементов совпадения, датчик напряжения нулевой последовательности, к выходу которого подключен вход преобразователя напряжения нулевой последовательности, формирователи коротких импульсов, выходы которых соединены с вторыми входами основных элементов совпадения, выходы которых подключены к основным входам основного

элемента ИЛИ. выход которого функционально связан с исполнительным органом, дополнительный элемент совпадения, отличающееся тем, что. с целью упрощения, выходы преобразователя напряжения нулевой последовательности соединены с входами формирователей коротких импульсов и введенного дополнительного элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу дополнительного элемента совпадения, второй вход которого подключен к выходу основного элемента ИЛИ, соединенному с входом исполнительного органа непосредственно, выход дополнительного элемента совпадения подключен к дополнительно введенному входу оснопно- го элемента ИЛИ.