Устройство для защиты от однофазных замыканий на землю в компенсированных сетях Советский патент 1976 года по МПК H02H3/16 

ЩИТЫ кик в условиях пвреходйого процесса и при наличии перемежающейся дуги, так и в условиях замыканий через большие пере ходные сопротивления. При этом работа устройства обеспечивается без использсша кия составляющих нулевой последовдтельности и соответственно трансформаторов тока нулевой последовательности. На чертеже дана схема шшсьшаемого устройства. Устройство содержит измерительный орган 1 фааногю тока (трансформатор тока или элекоромагнитный детчик), заградитель вый фильтр 2 (пром14шленной) частсяы, усилитель 3 со стабильным регулируе мым коэффициентом усиления, промежуто Щ)1й тра)нсформатор 4 с выпрямителем и сглаживающим элементом, нагрузочный элемент 5, состоящий из реалсторов 6-11 и Транзисторов 12-14, нелинейное сопротив- ленве 15, включающее в себя резистор 16 и диод 17, логический элемент И 18, на диодах 19-24, логический элемент ИЛИ 25 на резисторах 26-28 и диодах 29-31, испоянительный орган 32, состоящий из трио да 33, диодов 34 и 35, выходного реле 36 и резистора 37, и блок 38 питания и сигна лизации. . Блоки 1-4 предназначены соответс-гаенно для измерения фазного тока, выделения его составляющих неосновной частоты, их усиления и получения постоянного напряжения, прогторционального уровню этих состав- лшоших, и осуществляют, указанное преобразсдаание тока кадвдой.фазы присоединения, Блок 5 предназначен длясравнения между собой полученных постоянных напряжений. Блок 15 обеспечивает проведение указанН(ЯЧ сравнения в широком диапазоне изменения сравниваемых напряжений. Блоки 18 и 25 предназначены для определения соотношений этих напряжений. Одно из налря- жений превьпиает два других, два из напряже-к йий превышают третье, либо все три измеря мых напряжения равны. Блок 25 выдает сигнал на срабатывание или блокировку исполнительного органа 32. Блок 38 предна; начен для обеспечения напряжения питания на всех блоках за1Щ1ты и сигнализации срабатывания выходного реле блока 32. Устройство работае;т следующим с Зразом При отключенном защищаемом прнсоеди- нелии л выдаче напряжения питания на устройство при лостоянньЕХ напряжения, определаемых гармоилческим составом фазных токов присэолинонля, Е Ej . Транзисторы 12-14 находятся в состоя нии .-и1це;п Я (Злагода ш иаличлю сопротив лений D-ll. Диоды 19-24 логических эле ментов И проводят тсш в npsJMOM направлении, при этомТе«ш эамьшаются через со« противления 26«-28. Диоды 29-31 логкческого элемента ИЛИ не проводят, так как Параметры элементов схемы выбраны так, что потенциал точки d вьТше потенциалов то чек (С1,-5,с |. Транзистор 33 находится в соетояш1И отсечки, выходное реле 36 обесто чено. При нормальной работе защихйаемого при соединения гармонический состав фазных токов идентичен, вследствие,чего Ej ,. Ес1Ш ёы цепочка 16-17 {блок 15) огсутство: вала, то работа схемы была бы полностью I идентична случаю , так как токи jOT этих э д. с. были бы равны нупю ( цепь замыкания этих токов). , Поскольку .при измерении составляющих фазного тока, их усилении и выпрямлении неизбежно вносится погрешность, то строго говоря Е 7 Щ При отсутствии блока 15 допустимая по грешность формирования напряжений зависит от величин этих напряжений, так как уровень запирания транзисторов 12 14 является заданной величиной. Для увеличения диапазона работы схемы в сторону бояыяих напряжений в1шючена цепочка 16-17 с нелинейным сопротивле- ни:ем, величина которого при малых токах относителыао велика, а при больших токах уменьшается до значения, близкого к чине резиотора 16. Тогда в случае Е| Е.« Е,схема работает следующим образом: при малых величинах напряжений ее работа практически идентична рассмотренному случаю Е Eji™ Е,0; при больших величинах напряжений через цепочку 16-17 протекают токи от этих напряжений, проходящие через переходы эмиттер-база транзисторов 12-14 и увеличивающие глубину их насыщения. Вследствие этого дальнейшая часть схемы работает идентично случаю Е| Е . При однофазном замыканий на защищаемом присоединении уровень составляющих неосновной частоты тока поврежденной фа зы превышает уровни токов двух друтих фаз. В этом случае одно из напряжений превышает два других примерно рав11ЫХ напряжения. При Е -Е Е распределение показано на чертеже сплошными стрелками. В этом режиме транзистор 12 находится в состоянии насыщения, а транзисторы 13 и 14 - в состоянии отсечки. Соответственно диоды 19 и 24 проводят ток в прямом направлении, а диоды 2О-23 не проводят. Следовательно, логический элемент И на диодах 21 и 22 переходит в другое состояние, поэтому транзистор 33 переходит Е иасыщешюе состояние благодаря про|т8какшо тока чарез диод 30 и резистор 27 злемеета ИЛИ. Вьи;одное репе 36 срабатывает. По этому выбирают параметры цепочки 16«.17 резистор 16 используют такой величт ы, чтобы обеспечивалось на деэшгое срабатывание при превьпиении одаюй из э. д, с, над другим е ,V3 раз. Это обеспечивает достаточную « увстЪнтельнрс ъ для случая одного отходжаего от шин нрисоедине Если E.S транзисторы 12 и 14 nepexoAirr в соатоание отсечки, элемент И на диодах 23 а 24 переходит в другое состояние,транзистор 33 переходит в соетояние насышешщ благодаря протеканию тока через диод 31 и резистор 26. Реле 36 срабатывает,. При Е Е транзисторы 12 и |13 i переходят в состояние насыщения, элемент И на диодах 19 и 2О опрокидывается, тран зНЗэ.ор 33 от1срывает зя благодаря протека. ;щпо тока через диод 29 и сопротивпенип .28, Реле 36 срабатывает. ; Таким образом, схема устройства обес печивает срабатывание выходного реле в I случае, если лзобое из трех напржкений пре |вышает два других, : При одно({)азном замыкании в сети вне ; защищаемого нрисоед1шения уровень состав |Лякяцих неосновной частоты тока повреладен ной фазы ниже уровней токов двух других .фаз. При Е Е распределение токов ОТ Э.Д.С. показано на чертеже пунктирными :стрелками, В этом режиме транзистор 12 переходит в состояние опгоечки. Однако ни .один логический элемент И при заом не переходит в л.ругое состошше, а транзистор : 33 продолжает оставаться в состоянии ol 1сечки. Реле 36 обесточено. При ЕХЕ Е is состояние отсечки переходит транзистор :13, а при Е Е| « транзистор 14. Таким образом, устройство обеспечивает блокировку защиты независимо от того, из трех нагхряжений меньше двух другиХ или при трех равных напряжениях, Предлагаемое устройствозаищты обладает :высокой чувствительностью: обеспечивается |надежное срабатывание при наличии только одного отходящего присоедшюния, а при уве личе5ши числа присоединений чувствитеш ность защиты еще более повышается в отношении суммарного емкостного тока сети к емкостному току защищаемого присоединения, Для работы устройства не требуется введения какой-либо временной задержки, что.позволяет повысить быстродействие устройст. Формула изобретения Устройство для защиты от однофазных замыканий на землю в компенсированных, сетях и в сетях с изолированной нейтралью, содержащее измерительные органы фазных токов защищаемого присоединения, выходы которых через (заградительные фильтры ос новхюй частоты подключены к усилителям с выходными промежуточными трансформаторами, ко вторичным обмоткам которых подключе- |иы выпрямители со сглажт-гаающими элементаГкш, объедгшеиные одноименными полюсами и с подключе шыми другими полюсами к I звезде из трех нагрузочных элементов, {отличающееся тем, что, с целью повыщения чувствительности, селективности и быстродействия, объединенная точка выпрямителей соединена через нелинейное сопротивление с нейтралью звезды нагрузочных элементов а параллельно нагрузочным элементам подключены три логических элемента И, каждый из которых имеет два входа, причем к каждому нагрузочному эле- 1менту подсоединены первый вход одного элемента И и второй вход другого элемента И, выходы элементов И через логичес|кий элемент ИЛИ подключены к исполнительJHOMy органу. I Ис1Х)чники информадии, прга1ятые во вни- : мание при экспертизе: 1.Кискачи В. М., Назаров Ю. Г. Сигнализация однофазных замыканий на землю в компенсированных кабельных сетях 6-10 |кв. Труды ВНИИЭ, вып. ХУ1, Госэнерго издат, 1963, стр. 219-251. 2.Авт. св. № 384172, кл. Н02НЗ/16, 1973. 3.Авт. св. N5: 299908, кл. П02Н 3/16, 1971.