Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в электрической сети переменного тока Советский патент 1992 года по МПК H02H3/16 

СП

с

Использование: сети с изолированной нейтралью и нейтралью, заземленной через высокоомный резистор. Для отстройки от бросков тока при однофазных замыканиях на землю в устройство введены второй блок выдержки 13, подключенный к второму входу элемента Запрета, и фазосдвигающий блок, включенный между выходом трансформатора напряжения нулевой последовательности 1 и входом третьего выпрямителя 15. 1 з,п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите электрических сетей, и предназначено для работы в электрических сетях с изолированной нейтралью и нейтралью, заземленной через высокоомный резистор.

Известно устройство для защиты от однофазных замыканий на землю (033).в элек- трической сети переменного тока, содержащее последовательно соединенные трансформатор тока нулевой последовательности и реле типа ЭТД-551.

К недостаткам этого устройства относится то, что, во-первых, на присоединениях с большим собственным емкостным током это устройство, реагирующее на основную гармонику тока 033, может действовать неселективно, во-вторых, отсутствует блокировка по напряжению нейтрали, что снижает помехоустойчивость действия устройства.

Наиболее близким к изобретению является устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в электрической сети переменного тока, содержащее последовательно соединенные подключенный к трансформатору напряжения нулевой последовательности пэрвый преобразователь напряжения, первые пороговый орган, блок выдержки времени, элемент запрета и исполнительный орган, последовательно соединенные подключенный к трансформатору тока нулевой последовательности первый ключ, фильтр основной частоты, второй преобразователь напряжения, сумматор, второй пороговый орган, релейный усилитель, блок контроля и индикатор, последовательно соединенные подключенный к второму выходу первого порогового органа управляемый генератор, множитель и второй ключ, соединенный с входом фильтра основной частоты, элемент НЕ, включенный между упа

i-гь

к

S

равляющими входами генератора и первого ключа, блок коррекции уставки, включенный между вторым выходом первого преобразователя напряжения и вторым входом второго порогового органа, причем второй вход множителя подключен на напряжение сети, управляющий вход второго ключа соединен с управляющим входом генератора, второй вход сумматора подключен к входу блока коррекции уставки, а выход релейно- го усилителя подключен к второму входу элемента запрета.

Недостаток устройства заключается в возможной неселективности действия при дуговых 033.

Цель изобретения - повышение надежности и селективности устройства защиты путем отстройки от бросков тока при дуговых 033.

На фиг. 1 представлена функциональ- ная схема устройства защиты от однофазных замыканий на землю; на фиг. 2 - функциональная схема блока выдержки времени; на фиг. 3 - диаграмма напряжений, где фиг. За соответствует 033 в зоне защиты, а фиг. 36 - 033 вне зоны защиты.

К электрической сети (фиг.1) подключен трансформатор 1 напряжений нулевой последовательности. К нему подсоединены последовательно включенные первые вы- прямитель 2, пороговый орган 3, блок 4 выдержки времени, элемент 5 запрета, релейный усилитель 6 и исполнительный орган 7.

К вторичной обмотке трансформатора 8 тока нулевой последовательности защищаемого присоединения, нагруженной резисторами R, подключены последовательно соединенные усилитель 9, второй выпрямитель 10, сумматор (суммирующий усилитель) 11, вторые пороговый орган 12 и блок 13 выдержки времени, Выход последнего соединен с вторым входом элемента 5 запрета, К трансформатору 1 напряжения нулевой последовательности подключены последо- вательно соединенные фазосдвигающий блок 14 и третий выпрямитель 15, выход которого соединен с вторым входом суммирующего усилителя 11. Каждый из блоков выдержки времени 4 и 13 содержит вклю- ченные между его входом и выходом последовательно соединенные счетчики 15 и 16 импульсов. Выход генератора 17 прямоугольных импульсов подключен к счетным входам обоих счетчиков 15 и 16. Выход каж- дого счетчика соединен со своим блокирующим входом. Первыми входами счетчиков 15 и 16 являются R-входы.

Генератор 17 прямоугольных импульсов для блоков 4 и 13 выдержки времени

целесообразно использовать один. Усилитель 9 в токовом канале устройства защиты установлен для удобства задания необходимого коэффициента усиления сигнала, пропорционального току 0.

В нормальном режиме сети напряжение нулевой последовательности Do мало и на выходах всех выпрямителей 2, 10 и 15, пороговых органов 3 и 12, усилителя 9, сумматора 11, первого 4 и второго 13 блоков выдержки времени, элемента 5 запрета и релейного усилителя б выходные сигналы также равны нулю. Выходные сигналы счетчиков 15 блоков первого 4 и второго 13 выдержки времени равны логической 1.

При 033 в сети напряжение на выходе первого выпрямителя 2 возрастает и превышает уставку UycTi первого порогового орга- на 3, на выходе которого появятся импульсы, по амплитуде равные логической 1. Эти импульсы сбросят счетчик 15 блока 4 в нулевое состояние. Счетчик 16 этого блока выдержки времени начнет отсчитывать выдержку времени At2 и после этого изменит свой выходной сигнал на единичный логический, который даст разрешение по первому входу элемента 5 запрета. Одновременно выходной сигнал счетчика 16 заблокирует поступление на его счетный вход прямоугольных импульсов от генератора 17 и будет находиться в таком состоянии, пока не изменится выходной сигнал счетчика 15 блока 4 выдержки времени.

При отключении 033 в сети напряжение на выходе первых выпрямителя 2 и.порогового органа 3 станет равным нулю (логическому О). Первый счетчик 15 блока 4 выдержки времени начнет отсчитывать свою выдержку времени Ati, после чего он изменит свой выходной сигнал на единичный логический, заблокирует свой счетный вход и установит второй счетчик 16 блока 4 выдержки времени в нулевое состояние, тем самым даст запрет на элемент 5 запрета.

Выдержка времени At2 Ati необходима для отстройки от переходных процессов в начальный период 033, а выдержка времени Дп нужна для установки счетчика 16 блока 4 в исходное состояние и подготовки его действию при последующих 033. Выдержка времени должна быть более полпериода основной частоты и может быть менее одного периода этой частоты.

Если 033 произошло на защищаемом присоединении (фиг.За), то напряжение, снимаемое со вторичной обмотки трансформатора 8 тока, усиливается усилителем 9, выпрямляется вторым выпрямителем 10 и поступает на первый вход сумматора 11.

Оно суммируется сумматором 11 с напряжением LJ15, поступающим на второй вход этого сумматора от третьего выпрямителя 15. Напряжение Uio имеет положительную полярность, а напряжение Uis отрицатель- ную. В рассматриваемом случае напряжение Uio no абсолютной величине будет больше напряжения Ui5 Следовательно, разность напряжений Uio-Uis на выходе сумматора 11 будет положительной. Эта разность будет больше напряжения уставки Куст} второго порогового органа 12 и на выходе последнего появятся положительные импульсы единичной амплитуды. Импульсы установят первый счетчик 15 вто- рого блока 13 выдержки времени в нулевое состояние, и второй счетчик 16 этого блока, выдержки времени станет отсчитывать выдержку времени Дт4, определяемую затуханием переходного процесса. После этого на выходе счетчика 16 блока 13 появится логическая 1 и через элемент 5 запрета, релейный усилитель 6 поступит на исполнительный орган 7, который сработает и отключит поврежденное присоединение. С выдержкой времени Дгз At4 счетчик 15 второго блока 13 выдержки времени установит счетчик 16 его в нулевое состояние.

Если 033 произошло на другом присо- единении (фиг.Зб), то с трансформатора 8 тока нулевой последовательности поступает небольшое напряжение, пропорциональное собственному емкостному току данного присоединения. На оба входа сумматора 11 будут поступать напряжения Ою и Uis соответственно, пропорциональные собственному емкостному току данного присоединения. Но так как их знаки различны, на выходе сумматоре 11 будет нулевой сигнал. Поэтому блок 13 выдержки времени сохранит свой выходной сигнал и исполнительcits

ный орган 7 также не изменит своего состояния.

Предложенное введение блоков выдержки времени в канал преобразования тока 033 позволяет существенно повысить селективность действия устройства защиты при дуговых 033.

Формула изобретения

mil