батывания зависит от соотношения емкостей фаз сети по отношению к земле в пределах и вне контролируемой зоны. Поэтому селективность рассматриваемых устройств в сетях с недокомпенсацией емкостного тока промышленной частоты не может быть обеспечена и гарантирована без принятия дополнительных мер.
Известно устройство для селективной сигнализации, использующее нескомпенсированные высшие гармонические токи всех частот.
Это устройство содержит фильтры высших гармоник, подключенные к выходам трансформаторов тока нулевой последовательности через согласуюшие трансформаторы, выпрямительные мосты, подключенные на стороне переменного тока к указанным фильтрам, и реагирующие органы. Каждый из одноименных полюсов выпрямительных мостов соединен через сглаживающий фильтр с одним входным зажимом из реагирующих органов, имеющих малое входное сопротивление, а другие одноименные полюсы тех же мостов объединены и включены через общее переменное сопротивление к другим объединенным зажимам всех реагирующих органов.
Сложность этого устройства заключается в том, что каждое контролируемое присоединение должно быть снабжено целым рядом элементов, без которых работоспособность устройства в целом не может быть обеспечена. К таким элементам относятся согласзющне трансформаторы, разрядники, фильтры высших гармоник, индивидуальные выпрямители, сглаживающие фильтры, усилители.
Низкая чувствительность устройства обусловлена тем, что ток нулевой последовательности основной частоты в сети компенсирован и устройством не используется, а суммарный полезный сигнал высших гармонических токов нулевой последовательности, на который реагирует устройство, несоизмеримо мал но сравнению с сигналом от токов нулевой последовательности основной частоты.
Устройство имеет негарантированную селективность срабатывания, так как состав высших гармонических токов нулевой последовательности, на которые реагируют одновременно все комплексные блоки из перечисленных выше элементов, примерно одинаков как у поврежденного, так и у неповрежденных фидеров.
Цель изобретения - упрощение устройства и повышение селективности.
Это достигается тем, что в предлагаемое устройство дополнительно введен обегающий элемент с двумя рядами ламелей с синхронным обеганием обоих рядов, выходы трансформаторов тока нулевой последовательности присоединены к входу усилителя через один ряд ламелей, а выход усилителя к исполнительным органам - через другой ряд ламелей. Компенсирующий дроссель в сети автоматически настроен на недокомпенсацню собственного емкостного тока одного из контролируемых фидеров. Емкостная составляющая сопротивления изоляции фаз цо отношению к земле выровнена и одинакова у всех контролируемых фидеров.
Кроме того, в неотключаемую часть сети через размыкающие блок-контакты выключателя контролируемого фидера введены на землю искусственные емкости, равные емкости фаз на землю отключаемого фидера.
На чертелсе показана принципиальная схема предлагаемого устройства.
В нейтраль источника 1 электрической сети введен дроссель 2, настроенный на недокомпенсацию собственного емкостного тока одного контролируемого фидера 3, причем собственные емкостные токи всех контролируемых фидеров одинаковы либо за счет равной длины и сечения кабельных или воздушных линий, либо за счет подключения дополнительных выравнивающих конденсаторов. В начале каждого контролируемого фидера 3 установлен трансформатор тока нулевой последовательности (ITHn) 4. Фильтр 5 напряжений нулевой последовательности составлен из конденсаторов и для включения реле 6 контроля изоляции. Контакт 7 этого реле включен в цепь питания усилителя 8 и привода 9 обегающего элемента 10. Обегающий элемент имеет два ряда ламелей, через первый
из которых ТТНП присоединены к усилителю, а через второй - з-хилитель к реагирующим органам И. Оба ряда ламелей обегаются синхронно, а количество и порядок подключений ТТНП первого ряда ламелей соответствует количеству и порядку подключений реагирующих органов этих ТТНП во втором ряду ламелей обегающего элемента.
Принцип действия устройства заключается в следующем.
При отсутствии однофазных замыканий в электрически связанной сети между нулевой точкой источника 1 и землей напряжения смещения нейтрали нет. При этом отсутствуют индуктивный ток /ь через дроссель 2 и емкостный ток /с сети. Геометрическая сумма симметричных токов утечки фаз контролируемых фидеров 3 равна нулю, и на выход ТГНП 4 сигнал не поступает. Нет сигнала и на фильтре 5 напряжений н)левой последовательности,
поэтому реле 6 обесточено, а его замыкающий контакт 7 разомкнут. Усилитель 8 обесточен, обегающий элемент 10 неподвижен, реагирующие органы 11 «молчат. При однофазном замыкании в любой точке
(Ki или Kz) электрически связанной сети в ней появляется напряжение смещения нейтрали и возникают несимметричные токи утечки. Реле 6 замыкает свои контакты 7, подключая усилитель 8 и запуская обегающий элемент
10. Но величина токов н.п. в месте установки TiUn различна и зависит от места возникнозения однофазного замыкания в сети.
При замыкании в точке Ki, т. е. вне контролируемой зоны, каждый фидер посылает в
точку замыкания /Ci свою долю тока утечки, и
через ТТНП всех (в данном случае неповрежденных) фидеров проходит ток н. п. основной частоты:
3/оф : 3(/фшСф10-М,
где иф - фазное напряжение системы, В; - угловая частота при промышленной
частоте;
Сф - емкость одной фазы контролируемого фидера по отношению к земле, мкФ.
Сигналом, обусловленным высшими гармоническими токами в составе тока однофазного замыкания, по сравнению с током замыкания основной гармоники, можно пренебречь, а на входе усилителя 8 для обеспечения его помехоустойчивости высшие гармонические в составе ЭДС вторичной обмотки ТТНП следует отфильтровать, не усиливая их.
ЭДС всех ТТНП, поочередно подключаемых обегающим элементом к усилителю, вызывает последовательное срабатывание всех реагируюш,их органов, которые и свидетельствуют об исправности своих фидеров.
При однофазном замыкании фидера в точке Л2, т. е. в контролируемой зоне, во всех фидерах, кроме поврежденного, токи н. п. имеют ту же величину, которую опи имели и при замыкании в точке Ki- Поэтому сигнальные элементы неповрежденных фидеров срабатывают по причинам, рассмотренным выше, свидетельствуя об исправности линий.
В окне ТТНП поврежденного фидера ток п. п. изменяет свою величину; в этом случае здесь протекают следуюш.ие первичные токи:
индуктивный ток дросселя IL и емкостный ток /с утечки (замыкания), составленный из токов утечки всех контролируемых (и неконтролируемых) фидеров, т. е.
li/ф,
причем токи утечки /ф исправных присоединений стекают в землю, пройдя через окно своего ТТНП, а возвращаются в систему в точке замыкания через окно ТТНП поврежденного присоединения; ток утечки /ф поврежденного фидера стекает в землю и возвращается в систему в зоне, контролируемой своим ТТНП.
Если в точке замыкания обеспечить полную компенсацию дросселем всего емкостного тока /с, возвращаюшегося в систему, т. е. выполнить условие
1, ,1, 0,
то в окне ТТНП поврежденного фидера попрежнему протекал бы первичный ток н. п.
оф
обусловленный стеканием в землю собственного емкостного тока /ф поврежденного фидера. В этих условиях величина тока н. п. поврежденного фидера не отличалась бы от тока н. п. неповрежденных фидеров.
Поэтому компенсируюший дроссель 2 настроен так, что он компенсирует ток однофазного замыкания до величины -. ;
/3 - 4 -
и тогда недокомпенсированный емкостный ток /Ф поврежденного фидера, возвращаясь в сеть, взаимно уничтожится в окне ТГНП таким же током противоположного направления, стекающим в землю. В результате в окне ТТНП суммарный ток н. п. отсутствует, на вход усилителя сигнал не поступает, сигнальный элемент не горит, предупреждая о неисправности фидера.
Перегорание сигнальной лампы быть расценено и как однофазное замыкание на данном фидере, но замена перегоревщей сигнальной лампы - несложная операция по сравнению с поиском места однофазного замыкания в разветвленной электрической сети. Иными словами, настройка дросселя на ток недокомпенсацип емкости одного контролируемого фидера /3 приводит к:
-недокомпенсации емкостного тока однофазного замыкания на величину 1ф,
-полной компенсации тока н. п. в окне ТТНП контролируемого поврежденного присоединения;
-сохранению величины собственного емкостного тока остальных контролируемых фидеров;
-сохранению всех преимуществ системы с компенсированной нейтралью перед системами с изолированной нейтралью, так как ток
недокомпенсации .
Предлагаемое устройство может быть использовано в сетях как с автоматической, так и со статической компенсацией емкостного тока. При автоматической настройке индуктивности дросселя на недокомпенсацшо емкостного тока одного из контролируемых фидеров никакой дополнительной обработки неконтролируемых фидеров не требуется, а при статической пастройке дросселя - контролируемые и неконтролируемые фидеры при их отключении от сети вводят вместо сеоя искусственную емкость на землю, равную собственной естественной емкости отключаемого фидера.
Формула изобретения
Устройство для селективной сигнализации однофазных замыканий на землю в недокомпенсированных сетях, содержащее трансформаторы тока нулевой последовательности и реагирующие органы, которые выполнены на последовательно соединенных усилителе и исполнительном органе, установленном на каждом присоединении, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения селективности, в устройство дополнительно введен обегающий элемент с двумя рядами ламелей с синхронным обеганием обоих рядов, выходы трансформаторов тока подключены к входу усилителя через один ряд ламелей, а выход усилителя к исполнительным органам рез другой ряд ламелей.
