землю в сети изолированной нейтралью, содержащее трансформатор напряжения нулевой последовательности, к выходу которого подключен пусковой орган, установленные на каждом присоединении трансформатор тока нулевой последовательности, первый и второй пороговые элементы, реагирующие соответственно на положительную и отрицательную полуволны входного сигнала, входы которых функ- ционально связаны с выходом трансформатора тока нулевой последовательности, первый элемент совпадения, первый вход которого подключен к выходу первого порогового элемента, второй эле- мент совпадения, первый вход которого подключен к выходу второго порогового элемента, элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам первого и второго элементов совпадения, исполнительный ор- ган, вход которого функционально связан с выходом элемента ИЛИ, оно снабжено общим на все присоединения первым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого соединены с выходами первых пороговых элементов, а выход соединен с вторыми входами первых элементов совпадения, общим на все присоединения вторым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого соединены с выходами вторых пороговых элементов, а выход соединен с вторыми входами вторых элементов совпадения, по числу присоединений усилителями переменного тока, входы которых подключены к выходам соответствующих трансформаторов тока нулевой последовательности, а выходы - к входам соответствующих первых и вторых пороговых элементов, при этом выход пускового органа подключен к вновь введенным третьим входам первых и вторых элементов совпадения, а выходы элементов ИЛИ через вновь введенные элементы выдержки времени соединены с входами соответствующих исполнительных органов.
На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для защиты от однофазного замыкания на землю; на фиг. 2 - эпюры напряжений (сигналов), поясняющие работу устройства (номера сигналов соответствуют номерам элементов).
Схема дана для двух присоединений, общее число которых может быть любым.
Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью содержит трансформаторы 1 и 2 тока нулевой последовательности (ТТНП), установленные соответственно на присоединениях 3 и 4, усилители 5 и 6 переменного тока (УПТ) с фильтрами низкой частоты на выходах, имеющих частоту среза
порядка 3 кГц, первые пороговые элементы 7 и 8 (ПЭ), вторые пороговые элементы 9 и 10, первый 11 и второй 12 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые элементы 13.и 14 совпадения, вторые элементы 15 и 16 совпадения, элементы ИЛИ 17 и 18, элементы 19 и 20 выдержки времени (ЭВВ), исполнительные органы 21 и 22 (ИО), трансформатор 23 напряжения нулевой последовательности (ТННП) и пусковой орган 24 (ПО).
ПЭ 7 и 8 выполнены реагирующими на положительную полуволну входного сигнала, соответствующую направлению токов нулевой последовательности от шин в сторону поврежденного присоединения (фиг. 2),
ПЭ 9 и 10 выполнены реагирующими на отрицательную полуволну входного сигнала, соответствующую направлению токов нулевой последовательности от поврежденного присоединения к шинам.
Устройство работает следующим образом.
В нормальном состоянии сети ПЭ 7-10, ЭВВ 19 и 20, ИО 21 и 22 и ПО 24 находятся в исходном состоянии.
При возникновении в сети однофазного замыкания на землю, например на присоединении 3, срабатывают ПО 24 и ПЭ 7 и 10, при положительной полуволне тока нулевой последовательности, проходящего через поврежденное присоединение 3 со стороны шин, и ПЭ 9 и 8, при отрицательной полуволне тока нулевой последовательности, проходящего через поврежденное присоединение в сторону шин (фиг. 2). При срабатывании ПЭ 7 появляются сигналы на одном из входов (среднем) элемента ИСКЛ ЮЧАЮ- ЩЕЕ ИЛИ 11 и на входе элемента 13 совпадения. При срабатывании ПЭ 9 появляются сигналы на одном из входов (среднем, элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 и на выходе элемента 15. При появлении сигналов на выходах элементов 13 и 15 срабатывают ЭВВ 19 и ИО 21. Сигнал на выходе ЭВВ 19 появляется с небольшой задержкой, отстроенной от времени существования помех.
При поочередном срабатывании первого и второго пороговых элементов 8 и 10 неповрежденного присоединения 4 в пороговых элементов остальных неповрежденных присоединений (на фиг. 1 их выходы показаны штриховыми линиями, входящими в элементы поз. 11 и 12) срабатывания исполнительного органа 22 неповрежденного присоединения 4 и исполнительных ор- ганов других неповрежденных присоединений, не показанных на фиг. 1, не происходит. Это объясняется тем, что при
поступлении на входы элементов 11 и 12 двух и более сигналов сигнал на их выходе не появляется.
В тех случаях, когда на подстанции в работе находятся только два присоединения, селективность действия защиты обеспечивается путем подключения к шинам подстанции искусственно сформированного источника емкостного тока (на фиг. 1 не показано) с дополнительным каналом защиты.
Аналогично устройство работает при однофазном замыкании на землю на присоединении 4.
При однофазном замыкании на землю, например на шинах подстанции, попеременно срабатывают ПЭ 9 и 10, в одни полупериоды (при положительной полярности токов нулевой последовательности через присоединения 3 и 4) и ПЭ 7 и 8, в другие полупериоды (при отрицательной полярности токов нулевой последовательности через присоединения). Однако сигналы на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, 12 и соответственно на выходах элементов 13-16 совпадения не появляются, и ИО 21 и 22 не срабатывают.
Аналогично устройство работает в по- слеаварийном режиме однофазного замыкания на землю, сопровождающимся возникновением в сети субгармонических колебаний токов и напряжения нулевой последовательности.
Таким образом, устройство работает селективно при однофазных замыканиях не только на поврежденном присоединении, но и при замыканиях на шинах.
Устройство в состоянии правильно функционировать как в режимах повреждения (переходном, установившемся) при различных видах однофазных замыканий на землю (глухом, дуговом), так и в послеаварийном режиме однофазного замыкания на землю.
Предлагаемое устройство имеет более простую схему и может быть выполнено на операционных усилителях и цифровых элементах совпадения, ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, что повышает технологичность его изготовления
Использование данного устройства даст существенный экономический и социальный эффект.
Экономический эффект достигается за счетуменьшения времени простоя потребителей электроэнергии по причине неоправданного их отключения устройствами
защиты от замыкания на землю из-за неселективных срабатываний.
Социальный эффект состоит в том, что обеспечение правильной работы защиты от однофазного замыкания на землю способствует предупреждению несчастных случаев поражения электрическим током.
Формула изобретения
Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее трансформатор напряжения нулевой последовательности, к выходу которого подключен пусковой орган, установленные на каждом присоединении трансформатор тока нулевой последовательности, первый и второй пороговые элементы, реагирующие соответственно на положительную и отрицательную
полуволны входного сигнала, входы которых функционально связаны с выходом трансформатора тока нулевой последовательности, первый элемент совпадения, первый вход которого подключен к выходу
первого порогового элемента, второй элемент совпадения.первый вход которого под- ключен к выходу второго порогового элемента, элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам первого и второго
элементов совпадения,исполнительный орган, вход которого функционально связан с выходом элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено общим на все присоединения первым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого соединены с выходами первых пороговых элементов, а выход соединен с вторыми входами первых элементовсовпадения, общим на все присоединения вторым элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого соединены с выходами вторых пороговых элементов, а выход соединен с вторыми входами вторых элементов совпадения, по числу присоединений усилителями переменного тока, входы которых подключены к выходам соответствующих трансформаторов тока нулевой последовательности, а выходы - к входам соответствующих первых и вторых
пороговых элементов, при этом выход пускового органа подключен к вновь введенным третьим входам первых и вторых элементов совпадения, а выходы элементов ИЛИ через вновь введенные элементы выдержки времени соединены с входами соответствующих исполнительных органов
j Пс&Г1-хЪеннсеHencfpfxcchhoe
- Раисосдинсчиеприсоединение
V5.,
v«j
1ГЙ,
W,i UiH
1ГЛ
t
ir U
ITr ТЛ
