Способ распознавания поврежденной фазы в сети с изолированной нейтралью или с компенсацией токов однофазных замыканий на землю Советский патент 1992 года по МПК G01R31/00 H02H9/08 

Изобретение относится к электроэнергетике, конкретно - к релейной защите и автоматике в трехфазных распределительных сетях и может использоваться для построения блоков распознавания поврежденной фазы во всережимных устройствах автокомпенсации токов однофазных замыканий на землю (ОЗНЗ), в

устройствах питоматического заземления поврежденной фазы или в трансформаторных устройствах компенсации ЭДС поврежденной фазы. Оно предназначено для функционирования, преимущественно, в режиме перемежающегося дугового ОЗНЗ и может работать также при металлических ОЗНЗ.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ распознавания поврежденной фазы в сети с компенсацией емкостных токов (а.с. СССР № 943959, кл. Н 02 Н 3/16, G 01 R 31/02), состоящий в распознавании режима однофазного замыкания в сети, непрерывном определении мгновенных значений фазных ЭДС и измерении мгновенного значения напряжения смещения нейтрали, выявлении моментов изменения знака напряжения смещения нейтрали и определении той фазы, фазная ЭДС которой, будучи сдвинута на 45° в сети с изолированной нейтралью или на 90° в сети с компенсацией емкостных токов, превышает в указанные моменты (изменения знака напряжения смещения нейтрали) некоторый заданный уровень. Информация о повреждении этой фазы подготавливается к выдаче и выдается в том случае, если в сети распознан режим ОЗНЗ.

Недостатками данного устройства является возможность неправильного распознавания поврежденной фазы в режиме перемежающегося дугового ОЗНЗ, в котором напряжение смещения не является гармоническим, а при некоторых режимах горения дуги оно не является также и периодическим. Возможно неправильное распознавание поврежденной фазы и в условиях компенсации, помимо емкостной, также и активной составляющей тока ОЗНЗ, так как фаза напряжения смещения нейтрали при этом определяется не только повреж- денной - фазой, но и свойствами компенсатора активной составляющей.

Целью изобретения является повышение достоверности распознавания поврежденной фазы.

С указанной целью в способе, включающем в себя определение мгновенных значений фазных ЭДС источника питания сети и измерение мгновенных значений напряжения смещения нейтрали, выявление режима однофазного замыкания на землю, подготовку к выдаче и выдачу информации о поврежденной фазе, начиная с момента выявления режима однофазного замыкания на землю, ведут фиксацию числа распознаваний каждой из трех фаз в качестве поврежденной, производят подготовку к выдаче информации о повреждении той фазы, по которой зафиксировано максимальное число распознаваний ее повреждений, и оыдэют информацию о поврежденной фазе в том случае, если в сети имеет место режим однофа.шого замыкания и при этом максимальное число распознаваний повреждений зафиксировано только по одной

из фаз, причем для выполнения каждого распознавания поврежденной фазы выявляют моменты скачкообразного изменения напряжения смещения нейтрали и далее

для этих моментов времени производят следующие действия: удваивают и инвертируют измеренное мгновенное значение напряжения смещения нейтрали, выявляют те фазы источника питания сети, которые

0 имеют минимальное и максимальное мгновенные значения фазных ЭДС, сравнивают упомянутые минимальное и максимальное (среди трех фаз) мгновенные значения фазных ЭДС с также упомянутым удвоенным

5 инверсным мгновенным значением напряжения смещения нейтрали, и, если удвоенное инверсное мгновенное значение напряжения смещения нейтрали оказалось меньше минимального (среди трех фаз)

0 мгновенного значения фазной ЭДС источника питания сети, то распознают повреждение той фазы сети, ЭДС источника питания которой имеет максимальное (среди трех фаз) мгновенное значение: если уд5 военное инверсное мгновенное значение напряжения смещения нейтрали оказалось больше максимального (среди трех фаз) мгновенного значения фазной ЭДС источника питания сети, то распознают повреж0 дение той фазы сети, мгновенное значение ЭДС источника питания которой имеет минимальное (среди трех фаз) мгновенное значение; если же удвоенное инверсное мгновенное значение напряжения смеще5 нил нейтрали находится в промежутке между минимальным и максимальным (среди трех фаз) мгновенными значениями фазных ЭДС источника питания сети, то распознают повреждение той фазы сети, мгновенное

О значение ЭДС источника питания которой не является ни максимальным, ни минимальным (среди трех фаз). Кроме того, фиксацию числа распознаваний каждой из трех фаз в качестве поврежденной ведут следую5 щим образом: в момент распознавания возникновения в сети режима однофазного замыкания на землю фиксируют некоторое начальное, одинаковое для всех трех фаз число распознаваний их в качестве повреж0 денных, лежащее в интервале между нулевым и заранее назначенным максимальным числом распознаваний, а далее после каждого (очередного) распознавания какой-либо фазы в качестве поврежденной число

5 распознаваний повреждения данной фазы увеличивают на две единицы, а число распознавания повреждений каждой из двух других фаз уменьшают на одну единицу, причем по достижении числом распознаваний повреждения любой из фаз упомянутого заранее назначенного максимального значения или же нулевого значения прекращают дальнейшее соответственно увеличение или уменьшение числа распознаваний этой фазы в качестве поврежденной.

На фиг. 1 показаны временныедиаграм- мы, иллюстрирующие предлагаемый способ; на фиг. 2 - пример функционально-принципиальной схемы конкретного выполнения устройства, pea- лизующего предлагаемый способ; на фиг. 3 - упрощенная укрупненная блок-схема алгоритма, реализуемого устройством, показанным на фиг. 2; на фиг. 4 - упрощенная блок-схема алгоритма распознавания поврежденной фазы по информации, полученной в результате скачкообразного изменения напряжения нейтрали; на фиг, 5- упрощенная блок-схема алгоритма фиксации числа распознаваний каждой из грех фаз А, В и С в качестве ловрежденной; на фиг. 6 -упрощенная блок-схема алгоритма подготовки и выдачи информации о поврежденной фазе.

На фиг. 1 обозначено: 1, 2 и 3 - фазные ЭДС EA(t), Ев(0 и Ec(t) фаз А. В и С сети; .4 - напряжение e(t) смещения нейтрали в режиме перемещающегося дугоього ОЗНЗ (с пробоем в момент to); 5...10- точки равенства фазных ЭДС источников, соответствен- но, фаз А и С, В и С, А и В, А и С, В и С, А и В; 11...16 - границы по времени to (или по мгновенной фазе ) момента скачкообразного изменения напряжения e(t) смещения нейтрали между различными зонами для распознавания поврежденных фаз; 17...30 - отрезки границ по мгновенному значению напряжения e(t) смещения нейтрали сразу же после момента его скачкообразного изменения, разделяющие участки, которые соответствуют повреждению различных фаз сети.

На фиг. 2 обозначены: управляющая микроЭВМ 31, состоящая из процессора 32 с постоянным и оперативным запоминаю- щими устройствами (ПРЭУ), генератора 33 тактовых импульсов, программируемого таймера 34, контроллера 35 прерываний с входами Ir 1, Jr 2 и Ir3, выходного порта 36 и шины 37 данных, адресов и управления. Кроме того, на фиг. 4 показаны: 38 - нуль- компаратор, на вход которого подан сигнал, пропорциональный фазной ЭДС ЕА(Т) фазы А, 39 - смещенный (на величину порядка 15% от амплитуды Ет фазной ЭДС сети) компаратор, 40 - датчик скачкообразных изменений (ДСИ) напряжения e(t) смещения нейтрали; 41 - схема измерения мгновенного значения e(t0 + д напряжения смещения

нейтрали в момент времени to + 6, где д - малая величина (т.е. сразу же после возникновения скачкообразного изменения напряжения e(t) смещения нейтрали), состоящая из резисторов 42...47, переключающего аналогового коммутационного элемента 48 с управлением от логического сигнала z, интегратора, выполненного на операционном усилителе 4П и конденсаторе 50, и релейного эвена с небольшим (порядка 1-0...30 мВ) гистерезисом, выполненного на операционном усилителе 51 и стабилитронах 52 и 53; 54 - логический элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ. Стабилитрон 53 выполняет также функции формирователя логического сигнала h.

На фиг. 3 обозначены: 55...62 - блоки упрощенного укрупненного алгоритма работы устройства, изображенного на фиг. 2.

На фиг. 4 обозначены: 63...73 - блоки упрощенного алгоритма распознавания поврежденной фазы по информации, получен- ной в результате очередного скачкообразного изменения напряжения смещения нейтрали, соответствующего блоку 60 на фиг. 3.

На фиг. 5 обозначены 74...93 - блоки упрощенного алгоритма фиксации числа распознаваний каждой из трех фаз (А, В и С) сети в качестве поврежденной, соответствующего блоку 61 на фиг. 3.

На фиг. 6 обозначены: 94...102 - блоки упрощенного алгоритма подготовки и выдачи информации о поврежденной фазе в порт 36 (фиг. 2), соответствующего блоку 62 на фиг. 3.

Для пояснения реализации способа устройством, изображенными на фиг. 2, рассмотрим сначала временные диаграммы, показанные на фиг. 1. В момент to очередного дугового пробоя в режиме перемещающегося дугового замыкания на землю (ОЗНЗ), так же как и в момент возникновения металлического ОЗНЗ, имеет место скачкообразное изменение напряжения e(t) смещения нейтрали (кривая 4 на фиг. 1 - для случая перемежающегося дугового ОЗНЗ). В результате в момент to + б (д- некоторая малая величина), т.е. сразу после скачкообразного изменения, мгновенное значение e(to + 5) напряжения e(t) смещения нейтрали становится равным мгновенному значению Ед(ь) (в момент пробоя) фазной ЭДС ЕдМ поврежденной фазы (в данном примере - фазы А). Причем равенство e(to + 5) ЕА(Т.О + ) ЕА(ТО) возникает независимо от наличия или отсутствия в сети компенсации емкостной и (или) активной составляющей токов ОЗНЗ, и независимо от степени их

расстройки. Поскольку фазные ЭДС ЕА(Х), Ee(t) и Ec(t) как функции времени заранее известны и не зависят ни от режима работы сети, ни от поврежденной фазы, то для каждого момента времени t можно указать их мгновенные значения. Поэтому, зная момент времени t0 или же мгновенную фазу йЛ0 и измерив мгновенное значение е(ь + 5) напряжения e(t) смещения нейтрали сразу же после скачка, можно указать ту фазную ЭДС Ед(1), Ee(t) или Ec(t), которая в момент to скачка имела мгновенное значение EA(IO), . Ев(ь) или Ec(to), наиболее близкое к измеренному значению e(to + 5) напряжения смещения нейтрали, и считать поврежденной ту фазу А, В или С сети, к которой относилась указанная фазная ЭДС. Так как в процессе измерения величины e(t0 + 5) (сразу после скачка) возможны погрешности, то целесообразно заранее для каждого значения t указать те интервалы мгновенных значений напряжения e(t) смещения нейтрали, попадания в которые величины e(t0 + 5) (сразу после скачка) свидетельствует об ОЗНЗ в фазах А, В или С сети. Иными словами, предлагается разбить плоскость (е, ал) на зоны, относимые к повреждению фаз А, В или С сети. Если полагать, что фазные ЭДС описываются следующими соотношениями:

EA(t) Em SinOJt,(1)

Ев(1)(ол + | л),(2)

1

(3)

Ec(t) Ет sin(an + 1 ту л).

где on - мгновенная фаза, то, как следует из фиг. 1, разбиение плоскости (е, ал) на зоны по оси an. следует производить через точки (5...10 на фиг. 1) равенства двух или трех фазных ЭДС, т.е. через те точки, в которых

тттгЈ 1

ft) t -g , О) t 77 , W t -Ј Л , M t 1 -л Л , (t) t

Б

Б

15

l7j7r,wt 1-cJr . Указанные границы соответствуют позициям 11... 16 на фиг. 1. Границы по величине е(ь + д) различны для каждого из интервалов между указаными точками, однако их также можно указать, исходя из фиг. 1. Так, для интервала по аи

JT 5 (О, -с) и (1 л, 2 л) границей между зонами

фаз А и С является функция, представляющая собой среднее арифметическое между ЭДС ЕдМ и Ec(t) источников этих фаз:

Ед(О + Ес(О Ев JV)

22

а границей между зонами фаз А и В в том же интервале по a) t - функция, представляю

щая собой среднее арифметическое между ЭДС Ед(г) и Ee(t) источников фаз А и В: Ед(О + Ев(Т) Ее (О 22

5 Таким образом, для аи G (0, i) и он С

5 6(1- л, 2л), повреждение фазы А должны

распознаваться в случае, если e(t0 + 5)G Ю .т-е.

6(Ee(to), Ec(t0)); повреждение фазы В должно распознаваться в случае, если e(t0 + б)

1С -Е°9 - т б- если -2е(ь + 5) Ес(ь);

повреждение фазы С должно распознаваться в случае, если e(t0 + 5) , т.е.

если -2e(t0 + (5) Ев(ь). Действуя по анало20 гии, можно указать границы (по величине e(t0 + (5) для всех остальных интервалов по величине an. Полученные в результате интервалы сведены в таблицу 1.

Отрезки синусоид, ограничивающих на

25 плоскости (е, on), согласно табл. 1, зоны различных фаз по координате е, обозначены на фиг. 1 позициями 17...30 (толстые линии). Разбиение плоскости (е, ад) по координате an на зоны, соответствующие повреждению

30 различных фаз сети, произведено на фиг. 1 толстыми линиями (позиции 11...30). Там же указаны поврежденные фазы сети, соответствующие всем зонам, на которые разбита плоскость (е, cwt).

35Из табл. 2, где указаны фазные ЭДС,

имеющие минимальное и максимальное (среди всех трех фаз) мгновенные значения Ед(г), ЕвМ, Ec(t) в различных интервалах по мгновенной фазе ait, видно, что сочетания

40 трех фаз А, В и С сети, мгновенные значения ЕА(Т,), Ee(t), Ec(t) фазных ЭДС которых имеют максимальное и минимальное среди трех фаз значения (для любого значения (для любого значения мгновенной фазы ,2 л)

45 однозначно определяют интервалы, на которые разбита ось аи на фиг. 1 (и в табл. 1). Сопоставив табл. 1 с табл. 2, несложно заметить, что в тех случаях, когда удвоенное инверсное мгновенное значение - 2e(to + .5)

50 напряжения e(t) смещения нейтрали сразу после момента to его скачкообразного изменения оказывается меньше минимального (среди трех фаз А, В и С сети) мгновенного значения Ед(1о). Ев(ь) или Ес(ь) фазной

55 ЭДС, то повреждена та фаза сети, ЭДС источника которой имеет в этот момент (t0) максимальное (среди трех фаз А, В и С сети) мгновенное значение. Если же удвоенное инверсное мгновенное значение -2e(t0 + 3)

напряжения смещения нейтрали сразу после момента to его скачкообразного изменения оказалось больше максимального (среди трех фаз А, В и С сети) мгновенного значения ЕА(ТО), Ев(ь) или Ec(t0) фазной ЭДС, то повреждена та фаза сети, ЭДС которой в этот момент to имеет минимальное (среди трех фаз А, В и С сети) мгновенное значение. Если же удвоенное инверсное мгновенное значение -2e(t0 + 5) напряжения e(t) смещения нейтрали сразу после момента to его скачкообразного изменения оказалось в промежутке между минимальным и максимальным (среди трех фаз А, В и С сети) мгновенными значениями Ед(г,о), Es(to) или Ec(to) фазных ЭДС, то повреждена та фаза сети, ЭДС источника которой в этот момент (to) не является ни минимальной, ни максимальной (среди трех фаз А. В и С сети).

В устройстве, изображенном на фиг. 2, в моменты прохождения фазной ЭДС Ед(т) через ноль, формируются передние фронты сигнала SE на выходе нуль-компаратора 38, которые, воздействуя на управляющий вход Е программируемого таймера 34, перезапускают его, в результате чего таймер 34 начи- нает счет тактовых импульсов, поступающих на его счетный вход С с выхода генератора 33 тактовых импульсов ГТИ (с частотой на 3-4 порядка выше частоты сети). При этом счет начинается с некоторого начального кода, заранее записанного в таймер 34 процессором 32 с постоянным и оперативным запоминающими устройствами, и ведется в сторону уменьшения этого кода. В результате код, считанный в любой момент времени из таймера 34, оказывается пропорциональным мгновенной фазе ол момента t считывания. Таким образом осуществляется общая синхронизация устройства частотной сети.

При возникновении ОЗНЗ амплитуда ет напряжения e(t) смещения нейтрали выходит за пределы нечувствительности смещенного компаратора 39 (порядка 15% от амплитуды Em фазной ЭДС). При этом возникновение импульсов, поступающих на вход Ir 1 контроллера прерываний 35, который инициирует выполнение (процессором 32 с запоминающими устройствами) соответствующей подпрограммы обработки прерываний по этому входу, является признаком для перевода устройства в режим ОЗНЗ. В этом режиме на выходе г порта 36 устанавливается сначала сигнал логической единицы. Аналоговый коммутационный элемент 48 подключает суммирующую точку интегратора, выполненного на операционном усилителе 49 и конденсаторе 50, к точке

соединения резисторов 42 и 43. что превращает указанный интегратор в инерционное звено с малой (по сравнению с периодом частоты сети) постоянной времени. В ре- зультате сигнал e(t) на выходе операционного усилителя 49 отслеживает (с соответствующим коэффициентом передачи и с противоположным знаком) напряжение e(t) смещения нейтрали. Знак сигнала

0 e(t) определяет знак напряжения на выходе операционного усилитея 150, а следовательно и логическое значение сигнала h на выходе логического элемента 54 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ. В случае несовпадения

5 его с логическим значением сигнала g на выходе порта 36 с выхода элемента 54 на вход Ir3 контроллера 35 прерываний поступает сигнал, инициирующий вызов упомянутым контроллером 35 соответствующей

0 подпрограммы, которая, в частности, устанавливает равенство-логических сигналов: g h. Подобный механизм позволяет микро- ЭВМ 31 фиксировать знак (и моменты его изменения) сигнала e(t) на выходе операци5 онногоусилителя 49.

В случае возникновения скачкообразного изменения (в момент времени t0) напряжения e(t) смещения нейтрали, инерционное звено с малой постоянной

0 времени на элементах 42, 43, 48...50 отслеживает его изменение, в результате чего на выходе операционного усилителя 49 устанавливается напряжение e(t). пропорциональное новому значению e(to + д)

5 напряжения e(t) смещения нейтрали. Кроме того, в этот же момент t0 датчик 40 формирует на выходе кратковременный нулевой логический сигнал, поступающий на вход Ir 2 контроллера 35 прерываний, задний

0 фронт которого инициирует подпрограмму обработки прерываний по входу Ir2. В процессе выполнения этой подпрограммы процессор 32 с запоминающими устройствами маскирует вход Ir 2 контроллера 35 преры5 ваний, считывает и запоминает содержимое таймера 34, т.е. фиксирует мгновенную фазу t0 момента скачкообразного изменения напряжения e(t) смещения нзйтрали. Помимо этого, в процессе выполнения данной под0 программы логическое значение сигнала z на выходе порта 36 устанавливается равным нулю. В результате суммирующая точка интегратора на элементах 49, 50 отключается от точки соединения резисторов 42. 43 и .

5 подключается к резистору 44. Вследствие этого на вход интегратора, образованного1 теперь элементами 44,48...50, поступает напряжение со стабилитронов 52,53, абсолютная величина которого определяется указанным стабилитронами и является неизменной, а знак совпадает со знаком сигнала e(t) на выходе операционного усилителя 49. Поэтому выходное напряжение e(t) рассматриваемого интегратора начинает уменьшаться по абсолютной величине с постоянной скоростью, определяемой элементами 52,53,44,50. По истечении некоторого отрезка времени A t (пропорционального напряжению на выходе интегратора в момент to + 5 переключения суммирующей точки, т.е. пропорционального мгновенному значению е(ь + 5) напряжения e(t) смещения нейтрали сразу после его скачкообраз- ного изменения) сигнал e(t) достигнет нуля, а затем сменит знак. Смена знака происходит благодаря гистерезису релейного звена на элементах 45...47, 51,..53. В момент смены знака напряжением на выходе операционного усилителя 51 логические сигналы h и g становятся неравными, в результате чего на выходе логического элемента 54 появляется логическая единица и контроллер 32 прерываний инициирует вызов подпрограммы обработки прерывания по входу Ir 3. Указанная подпрограмма снова считывает и запоминает содержимое таймера 34, т.е. по сути дела, мгновенную фазу cu(to H At) момента to + At смены знака сигнала на выходе операционного усилителя 51, устанавливает единичное значение сигнала z на выходе порта 36, т.е. возвращает интегратор на элементах 49, 50 в режим слежения за напряжением e(t) смещения нейтрали устанавливает логический сигнал g на выходе порта 36 равным сигналу h и, наконец,-размаскирует вход Ir2 контроллера прерываний. В результате в оперативном запоминающем устройстве блока 32 оказываются данные, несущие информацию о мгновенной фазе момента to скачкообразного изменения напряжения e(t) смещения нейтрали и о мгновенном значении e(to + (5) этого напряжения сразу после скачкообразного изменения, которое пропорционально величине A t. Устройство оказывается подготовленным к получению аналогичной информации о следующем скачкообразном изменении напряжения e(t) смещения нейтрали (если оно произойдет). Далее процессор 32 с запоминающими устройствами.обрабатывает полученную информацию в соответствии с алгоритмом, упрощенная блок-схема которого показана на фиг. 3, реализуя таким образом действия предлагаемого способа. При этом для счетчиков распознаваний фаз в качестве по- орежденных выделяются 3 ячейки оперативного запоминающего устройства блока 32 (фиг. 2), а в качестве начальных значений (блок 58 алгоритма на фиг. 3) занр

сятся числа, равные половине максимального числа Nmax, которое может быть записано в каждую из упомянутых ячеек. Для распознавания поврежденной фазы по результатам, занесенным в оперативное запоминающее устройство блока 32 (фиг 2) подпрограммы обработки прерываний по входам Ir 2 и Ir 3 контроллера 35 прерываний (фиг. 2), выполняются действия, соответствующие блоку 60 алгоритма на фиг. 3, который раскрыт на фиг. 4. Для вычисления абсолютной величины мгновенного значения e(t0 + 5) напряжения e(t) смещения нейтрали сразу после его скачкообразного

изменения (в момент t0), вычисляется время At между моментами переключения схемы, состоящей из элементов 42 ..44, 48 ..50 из режима слежения в режим интегрирования и обратно. Знак его устанавливается по значению логической переменной g (на выходе порта 36 фиг. 4) во время интегрирования (т.е на отрезке времени to t t0 + At). Таким образом выполняется блок 64 алгоритма, изображенного на фиг. 4. Затем производится удвоение и инвертирование полученной величины e(to + At) (блок 65 на фиг. 4). Вычисление мгновенных значений ЕА(Ь). ЕвЫ и Ec(t0) фазных ЭДС Ед(г), ЕвМ и Ec(t) в момент to скачкообразного изменения напряжения e(t) смещения нейтрали (блок 66 на фиг. 4), производится согласовано выражениям (1)-(3), причем, мгновенная фаза ш t0 момента to скачкообразного изменения e(t) определяется по содержимому

таймера 34, занесенному в оперативное запоминающее устройство блока 32 (фиг. 2) во время выполнения подпрограммы обработки прерывания Ir 2 контроллера 35 прерываний. Далее, в процессе выполнения

блока 67 (фиг. 4) определяются величины Emax max Ед(Го), Ев(ь), Ec(to) и Emin min Ед(ь), Ee(to), Ec(to), а также запоминаются те фазы (А, В и С) сети, для которых величины ЕА(Ь), EB(IO) и Ec(to) приняли максимальное, минимальное и промежуточное (не максимальное и не минимальное) значения. По результатам сравнения величины -2e(t0 + ) с величинами Emax и Emm (блоки 68 и 69 алгоритма на фиг. 4), согласно данному способу к поврежденной относится одна из трех фаз (А, В или С), которая и запоминается блоком 32 (фиг. 2) в качестве промежуточного результата.

Далее выполняется фиксация числа распознавании каждой из трех фаз сети (А. В и С) в качестве поврежденной (блок 61 алгоритма на фиг. 3). Алгоритм выполнения этой операции показан на фиг. 5. В результате его выполнения увеличивается разница

между числом, занесенным в счетчик фазы сети, распознанной как поврежденная, и числами, занесенными в счетчики двух других фаз сети (если содержимое этих счетчиков не достигло верхней или нижней, нулевой границ). Подобный подход, означающий по сути дела накопление информации о поврежденной фазе сети (главным образом, в режиме перемежающегося дугового ОЗНЗ, при каждом новом дуговом пробое в месте замыкания), позволяет, по ходу накопления информации, исправить случайно возникшую ошибку при распознавании поврежденной фазы и не исключает возможности перевыбора поврежденной фазы при переходе ОЗНЗ с одной фазы на другую (например, в случае такой последовательности событий: ОЗНЗ в одной фазе-двухфазное замыкание на землю - отключение максимально-токовой защитой присоединения, в котором ОЗНЗ возникло первым). При этом в значительной мере преодолевается известное противоречие между быстродействием и достоверностью распознавания поврежденной фазы. На завершающем этапе обработки информации, полученной при очередном скачкообразном изменении напряжения e(t) смещения нейтрали, производится подготовка к выдаче и выдача информации о поврежденной фазе (в виде логической единицы на соответствующем разряде порта 36, см. фиг. 2). Данная операция соответствует блоку 62 на фиг. 3, который раскрыт подробнее на фиг. 6. В результате попарного сравнения (блоками алгоритма на фиг. 6) содержимого счетчиков распознаваний фаз А, В и С в качестве поврежденных, выдается информация о повреждении той фазы, содержимое счетчика которой имеет наибольшее значение. В случае, если содержимое двух счетчиков одинаково, а содержимое третьего счетчика меньше содержимого двух ранее упомянутых счетчиков, однозначного вывода о поврежденной фазе сделать нельзя и, согласно рассматриваемому способу, выдачу информации о поврежденной фазе в этом случае прекращают. Для этого в процессе выполнения алгоритма, приведенного на фиг. 6, формируются нулевые сигналы на выходах порта 36 (фиг. 2), соответствующих всем трем фазам.

При использовании данного способа информация о поврежденной фазе получается практически сразу же в момент первого дугового пробоя (при перемежающемся дуговом ОЗНЗ) или же в момент возникновения металлического РЗНЗ. Это означает, что устройства, реализующие данный способ, обладаю предельно высоким быстродействием, что особенно ценно в системах эвтокомпенсации полного тока РЗНЗ, а также в системах автоматического заземления поврежденной фазы или компенсации ЭДС поврежденной фазы при помощи трансформатора о нейтрали сети. Так как информация поступает в устройства, реализующие рассматриваемый способ, именно в моменты дуговых пробоев, то данное обстоятель0 С-тво позволяет говорить о существенном повышении достоверности распознавания поврежденной фазы в режиме перемежающегося дугового ОЗНЗ. как при отсутствии, так и при наличии всети компенсации актив5 ной составляющей, в котором способ-прототип практически неработоспособен. Существенному повышению достоверности распознавания способствует, кроме того, накопление информации о поврежденной

0 фазе при каждом дуговом пробое, что позволяет исправить случайную ошибку при распознавании поврежденной фазы или же перевыбрать фазу при переходе ОЗНЗ с одной фазы на другую.

5Предложенный способ целесообразно

комбинировать с известными способами распознавания поврежденной фазы в режимах бездуговых ОЗНЗ для обеспечения работоспособности в тех случаях, когда

0 замыкание не сопровождается скачкообразными изменениями напряжения смещения нейтрали.

В целом же использование рассмотренного способа приводит к повышению на5 дежностиибезопасности

электроснабжения.

Формула изобретения 1. Способ распознавания поврежденной фазы в сети с изолированной нейтралью

0 или с компенсацией токов однофазных замыканий на землю, включающий в себя определение мгновенных значений фазных ЭДС источника питания сети и измерение мгновенных значений напряжения смеще5 ния нейтрали, выявление режима однофазного замыкания на землю, подготовку к выдаче и выдачу информации о поврежденной фазе, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности распозна0 вания поврежденной фазы, начиная с момента выявления режима однофазного замыкания на землю, ведут фиксацию числа распознаваний каждой из трех фаз в качестве поврежденой, производят подготовку к

5 выдаче информации о повреждении той фазы, по которой зафиксировано максимальное число распознаваний ее повреждений, и выдают информацию о поврежденной фазе в том случае, если в сети имеет место режим однофазного замыкания и при этом

максимальное число распознаваний повреждений зафиксировано только по одной из фаз. причем для выполнения каждого распознавания поврежденной фазы выявляют моменты скачкообразного изменения напряжения смещения нейтрали и для этих моментов времени удваивают и инвертируют измеренное мгновенное значение напряжения смещения нейтрали, выявляют те фазы источника питания сети, которые имеют минимальное и максимальное мгновенные значения фазных ЭДС, сравнивают упомянутые минимальное и максимальное (Среди трех фаз) мгновенные значения фазных ЭДС с упомянутым удвоенным инверсным мгновенным значением напряжения смещения нейтрали и, если удвоенное инверсное мгновенное значение напряжения смещения нейтрали оказалось меньше минимального (среди трех фаз) мгновенного значения фазной ЭДС источника питания сети, то распознают повреждение той фазы сети, ЭДС источника питания которой имеет максимальное (среди трех фаз) мгновенное значение; если удвоенное инверсное мгновенное значение напряжения смещения нейтрали оказалось больше максимального (среди трех фаз) мгновенного значения фазной ЭДС источника питания сети, то распоз- нают повреждение той фазы сети, мгновенное значение ЭДС источника питания которой имеет минимальное (среди трех фаз) мгновенное значение; если же удвоенное инверсное мгновенное значение напря0

5

0

5

0

5

жения смещения нейтрали находится в промежутке между минимальным и максималь- иым (среди трех фаз) мгновенными значениями фазных ЭДС источника питания сети, то распознают повреждение той фазы сети, мгновенное значение ЭДС источника питания которой не является ни максимальным ни минимальным (среди трех фаз) сети.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем. что фиксацию числа распознаваний каждой из трех фаз в качестве поврежденной ведут следующим образом: в момент распознавания возникновения в сети режима однофазного замыкания на землю фиксируют начальное, одинаковое для всех трех фаз число распознаваний их в качестве поврежденных, лежащие в интервале между нулевым и заранее назначенным максимальным числом распознаваний, после каждого (очередного) распознавания какой-либо фазы в качестве поврежденной, число распознаваний повреждения данной фазы увеличивают на две единицы, а число распознаваний повреждений каждой из двух других фаз уменьшают на единицу, причем по достижении числом распознаваний повреждения любой из фаз вышеупомя- нутого, заранее назначенного, максимального значения или же нулевого значения прекращают дальнейшее соответственно увеличение или уменьшение числа распознаваний этой фазы в качестве поврежденной.

Использование: в электроэнергетике, конкретно в релейной защите и автоматике в трехфазных распределительных сетях, и для построения блоков распознавания поврежденной фазы во всережимных устройствах автокомпенсации токов однофазных замыканий на землю, в устройствах автоматического заземления поврежденной фазы или в трансформаторных устройствах компенсации ЭДС поврежденной фазы. Оно предназначено для функционирования преимущественно в режиме перемежающегося дугового однофазного замыкания и может работать также при металлических однофазных замыканиях. Сущность изобретения способ включает в себя определение мгновенных значений фазных ЭДС источника питания сети и измерение мгновенных значений напряжения смещений нейтрали, выявление режима однофазного замыкания на землю, подготовку к выдаче и выдачу информации о поврежденной фазе, начиная с момента выявления режима однофазного замыкания на землю ведут фиксацию числа распознаваний каждой из трех фаз в качестве поврежденной, производят подготовку к выдаче информации о повреждении той фазы, по которой зафиксировано максимальное число распознаваний ее повреждений, и выдают информацию о поврежденной фазе в том случае, если в сети ЭДС источника питания имеет минимальное (среди трех фаз) мгновенное значение; если же удвоенное инверсное мгновенное значение напряжения смещения нейтрали находится в промежутке между минимальным и максимальным (среди трех фаз) мгновенными значениями фазных ЭДС источника питания сети, то распознают повреждение той фазы сети, мгновенное значение ЭДС источника питания которой не является ни максимальным, ни минимальным (среди трех фаз сети). 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл. сл с

-Ь%

илиипиипи ли или

-2e(t.«8k C,t.k EA(t.k-2e t.,(te)-2«(J)-2е(1вч5)

-2e(t0,4k -2e(te+) Ев(Ч)(te+S)(t0)((1()

E t )(t,)

) CEA(to)

K«(te)

Таблица 2

tS

/6 .

%) г

fn

0л«

«rSf

4W

В

фиг. 2.

С

но.ив.ло

UHuyuo/iuiutfuz сня ромЈра. 3 ГnjLxfri-ff-C Srubi /пьйнеро. 34,.3G,o4u. ОЗУ)н&,чси.( устансьяо, ./гоЈтб. 3€

#tmb.noiu. ьиз.льии& SMO-v-t uj счЈгг ча,но& .c/scj- на4&к.ий рсЦс Ј ra.st. /rcЈjbe xt.C ctwu jc

fu.e..6oLHue GcSbCfrcJcMttou О илдгч жлуии,. r cjuvt.HHO(i 6Ьсэ(//1ьт 1я с &a.Mffoto ..

.Q HOLf fi3MC,e+fЈЈfl CA/C.( #eu/Ј/XMtC.

фи.кс&.Јо,я vucJo, рэисъоЈна.ЈАна,& urrytnf асы (AfQC) Ј KQ.ife.cmlc /tofy c..$CHftoa

всдюяпобка. /r 6bfQ(LQf. tt, Stidava &../&(/и а о / oЈfie.-3x.Be wee .

г.3

)

ЯГ

У6

HCfft: морл/алскии

/ eyet&AtfiQ brbe. cesTtet

5-/

cSfcoe. порто. 3$.

Ж

S9

нет: fo/r&,.;&fu 9

u-Hipif.. tf и a e f.-

fXLJC

. AfoxtMO {.ffp&mit&Si.fnb ctHp cЈv&- tfitfo о aofpe.3cЈ0f t.woe &&$&

CO

6t

62

Q

i. - м, . t,-. ;

г

йыцисш/пь миренное, gxeWfe )но. ku. Metitq&a ite Ј ион ем#7 Ј tto Axai/f--cocfpat//ciotjjvcsfcsftc3s

удЈоию& а пЈои,)и, fovuc Mupc. ньиснис, fe +&) ,v ёмислипь HiHotwt/e уо.чения Аио)Ј&0),Јг() ВВС $л$ А/бменюа. Сь екаикосара неъс иямснеми Q С(-Ј)

gznostHWb ЈJQ s orofr{JX ЭЛС / л/ы/ыг t0 /vases UAjnjikt/ce (:mtlj:), нияим&льнее и npCKfXt (s/nctfHo c (яр /ча.ксинольное (Ј#e MUHU/J{LAI,HO, ) нлцеми$

Ј8

vejyt; 70

uus oHHUT6 Јкаигсг$й / e ЈЈfSu:ЈeMcu rif

Фь&У сеЯ p L$HO-$ эЭс коТорои & не - лел-г не.

МйКСиНО-ЛЬНйй Ни,

манимо./иной

Фи. /fСконсц efrova

ез

tfuuaAO блока 60

Ъ

&

г

iotjjvcsfcsftc3

67

7jf

.72

gincMt-tUTt ЈлгЗ- Чсс/nfe ncftbC3fA f- мсй Р:Ц ер31:(,лЯиуяА 3&С потерей Јs/o- MiHrt /v.- //a//c xb/t;

efrova

/5

уб лоцить ocfcf xe-U-M&i c4ff vvK;Q. фь и&наё единили

ywfbmtm ЈЛч a/«//c - c-fttrn, QPQAtt А КЭ IcduKO ЧУ

(лоу f,J фа, S

у&сличилц co$&

c.uj(.. c(/vCTVt ка Она 2

. ч и. rt c&

,« Z. t /V Ј Ifff- « U«i flOQJ /t г

/ лЛ л/м- у}

.

&4

faucuo&Ofu fA

юг

(конец fattfOeiT фа ff