Электрическая сеть с устройством для компенсации полного тока замыкания на землю Советский патент 1977 года по МПК H02H1/02 H02J3/00 

Целью изобретения является повышение точности коменсадии в сетях, где активная составляющая тока замыкания не меньше емкостной составляюш,ей. В предлагаемой сети это достигается тем, что в ней регулируемый дроссель подключен к фазам сети через дополнительно введенные параллельно соединенные контакты реле для выбора повреждений фазы, причем контакт каждого реле, выявляюш,его повреждение одной фазы, подключен к опережающей фазе сети.

На фиг. 1 изображена векторная диаграмма, поясняющая процесс компенсации полного тока замыкания на землю; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема сети с устройством для компенсации полного тока замыкания на землю.

На векторной диаграмме приняты следующие обозначения:

и А, UD, с - векторы фазных напряжений относительно земли сети, не имеющей замыкания па землю;

UB, Uc - векторы папряжеиий неиоврежденных фаз В и С относительно земли при замыкании фазы А на землю;

/7сн - вектор нанряжепия нейтрали относительно земли;

/3 -- вектор полного тока замыкания фазы А на землю;

IK, /д - вектор составляющих полного тока замыкания через регулируемый коидепсатор и регулируемый дроссель соответствеино в предлагаемой сети;

к, f;i - векторы составляющих полпого тока замыкания через конденсатор и дроссель, устанавливаемый в нейтрали трансформатора соответствеино в известной сети;

а - угол между вектором напряжения нейтрали отиосительно земли и вектором полного тока замыкания на землю.

Векторная диаграмма построена с учетом того, что активная соетаБляюн1ая тока замыкания не меньше емкостной, т. е. угол а не больще 45°. Из векторной днаграммы видно, что в известной электрической сети подключенный к отстающей от поврежденной фазе В конденсатор компенсирует составляющую Л/ иолпого тока замыкания /з, а дроссель, подключенный к нейтрали силового трансформатора, - составляющую /д; в предлагаемой электрической сети подключеиный к опережающей фазе В регулируемый конденсатор - составляющую полного тока замыкания, а подключеиный к отстающей фазе С регулируемый дроссель - составляющую /д.

Электрическая сеть с устройством для компенсации полного тока замыкания на землю состоит из реле I, 2 и 3 напряжения, включенных но схеме на нанряжении фаз относительно землн, общая точка которых соединена с выводом катушки реле 4 тока, включенного по схеме на напряжении нулевой последовательнрсти и имеющего заземленный второй вывод своей katyщки. Через размыкающие контакты 5 и 6 реле 1, размыкающие контакты 7 и 8 реле 2, размыкающие коитакты 9 и 10 реле 3 и замыкающие коитакты 11 реле 4 к сети нодключены одними выводами регулируемый конденсатор 12 и регулирземый дроссель 13, другие выводы которых заземлены. Замыкающие контакты 11 реле 4 включены в каждую фазу сети, а размыкающие

контакты 5, 6, 7, 8, 9 и 10 реле 1, 2 и 3 включены но схеме, обеспечивающей в случае замыкания па землю какой-либо из фаз, подключение регз лируемого коиденсатора 12 в следующую за поврежденной фазой, а регулируемого дросселя 13 - в предшествующую иоврежденпой фазу.

Реле 1, 2 и 3 подбираются с внутренними сопротивлениями, которые намного больше, чем сопротивление реле 4, поэтому реле 1, 2 и 3

оказываются включенными на фазные напряжения U) сети, а ток, протекающий через реле 4, пропорционален напряжению нулевой последовательности UQ. Для определения поврежденной фазы в

предлагаемом устройстве используется свойство напряжения поврежденной фазы уменьщаться от фазного напряжения Уф до нуля, иапряжепия неповрежденных фаз относительно земли - увеличиваться от фазного 6ф до

линейного напряжения U. сети, а паиряжения нулевой носледовательиости - увеличиваться от нуля до фазного напряжения 1) сети. Для исключения ложных срабатываний в случае песимметрии фаз напряжения срабатывания

реле 1, 2 и 3 подбирают равными приблизительно иоловиие фазного напряжения U сети, а ток срабатывания реле 4 подбирают равным иримерио половине максимального тока через это реле, когда напряжение нулевой последовательности UQ равно фазному напряжению t/ф сети.

При подключении устройства к сети, не имеющей замыкания на землю, напряжения на реле 1, 2 и 3 равны фазным, и реле 1, 2 и 3

срабатывают, .размыкая свои нормально открытые контакты 5, 6, 7, 8, 9 и 10. Ток через реле 4, пропорциональный напряжению нулевой последовательности, которое в данном случае равно нулю, оказывается недостаточпым для срабатывания реле, и его контакты 11 остаются разомкнутыми. Так как разомкнуты контакты И, исключается короткозамкнутое подключение контактов 5, 6, 7, 8, 9 и 10 к фазным проводам сети. При замыкапии на

землю, например фазы А, напряжение поврежденной фазы уменьшается до нуля, и реле I замыкает свой нормально закрытый контакт 5 в цепи регулируемого дросселя 13 и контакт 6 - в цепи регулируемого конденсатора 12. Другие нормально закрытые контакты 7, 8, 9 и 10 остаются разомкнутыми, так как паиряжение на реле 2 и 3, установленных в неповрежденных фазах, увеличивается. Напряжение нулевой последовательности возрастает до фазного напряжения сети, и реле 4 ерабатывает, замыкая свои контакты 11 и подключая конденсатор 12 и дроссель 13 к соответствующим фазам сети. При исчезновении замыкания напряжение поврежденной фазы возрастает до фазного напряжения сети и реле 1 срабатывает, размыкая свои контакты 5 и 6. Отключение регулируемого конденсатора 12 и регулируемого дросселя 13 происходит также благодаря тому, что напряжение нулевой последовательности уменьшается и реле 4 размыкает свои контакты П.

Из фиг. 1 видно, что ток /д в дросселе из вестной электрической сети в 1,73 раза (в У В раз) больше, чем ток /д в регулируемом дросселе предлагаемой сети, а ток // в конденсаторе известной сети более чем в 2 раза превышает ток в регулируемом конденсаторе предлагаемой электрической сети.

Следовательно, в предлагаемой электрической сети возможна более точная компенсация тока замыкания, чем в известной электрической сети, вследствие суш,ественного уменьшения токов, проходящих через дополнительно подключаемые реактивные регулируемые элементы. Кроме того, в предлагаемой электрической сети регулируемый дроссель имеет меньшие размеры, так как в 1,73 раза уменьшен проходящий через него ток. Наличие регулируемого дросселя, подключаемого к опережающей по сравнению с поврежденной фазой сети, повыщает электробезопасность персонала и уменьшает пожароопасность электрооборудования при коротких замыканиях на землю в результате более точной компенсации тока замыкания.

Формула изобретения

Электрическая сеть с устройством для компенсации полного тока замыкания на землю,

содержащим регулируемый дроссель, регулируемый конденсатор, подключенный к фазам сети через параллельно соединенные контакты реле для выбора поврежденной фазы, причем контакт каждого реле, выявляющего повреждение одной из фаз, подключен к отстающей фазе сети, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности компенсации в сетях, где активная составляющая тока замыкания не меньше емкостной составляющей, регулируемый дроссель подключен к фазам сети через дополнительно введенные параллельно соединенные контакты реле для выбора поврежденной фазы, причем контакт каждого реле, выявляющего повреждение одной из фаз,

подключен к опережающей фазе сети.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Светличный П. Л. Взрывобезопасная аппаратура управления. «Госгортехиздат, 1963.

2.Авторское свидетельство № 412651, кл. И 02Н 3/16, 1974.