Устройство для селективной защиты от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью Советский патент 1979 года по МПК H02H3/16 

Из известных устройств для селективной защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью наиболее близким по технической сущности является устройство защиты от утечки на землю с непользованием переменного оперативного тока пониженной частоты 4, состоящее из источника оперативного тока, авторегулятора, фильтра присоединения, местных фильтров и усилителей. В качестве источника оперативного тока используется электромагнитный делитель частоты, который подключается к защищаемой сети через фильтр присоединения, состоящий из трехфазного дросселя и емкости. Однофазный дроссель и емкость являются резонанспым контуром, который настраивается на частоту оперативного тока. Недостатком данного устройства является то, что источник оперативного тока в нем работает непрерывно, в результате чего снижается надежность работы.

Целью изобретения является повыщение надежности работы устройства.

Указанная цель достигается тем, что в общесетевой блок автоматического ко1ггроля сопротивления изоляции введен триггер, первый выход которого подключен к запускающему входу генератора непромышленной частоты, а второй выход подключен к рабочей обмотке выходного реле, блокировочная обмотка которого через накопительный конденсатор и вспомогательные жилы дистанционного управления силового кабеля подключена к первому выходу ввсденного в блок защитпого отключения на каждом присоедипении триггера, второй выход которого подключен к выходному реле, а вход подключен к указанному выпрямителю. Датчик сигнала нулевой последовательности выполнен в виде фильтра напряжения нулевой последовательности.

На чертеже представлена блок-схема устройства для селективной защиты от замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью.

В узле щахтной участковой электросети установлен общесетевой блок 1 автоматического контроля сопротивления изоляции, функции которого выполняет аппарат защиты, содержащий фильтр напряжения пулевой последовательности 2, к выходу которого через полосовой фильтр 3 подключен электронный усилитель 4, к выходу которого, в свою очередь, через выпрямитель 5 подключен триггер 6, служащий для запуска генератора непромышлепной частоты 7, а выход носледнего через фильтр присоединения 8 подключен к трем жилам 9 силового кабеля 10. Кроме того, к выходу триггера 6 подключена рабочая обмотка 11 выходного реле 12, контакты KOTOpojo iiaxoдятся в цепи отключающей катущки 13 аато.матического фидерного выключателя (АФВ) 14. Выходное реле 12 имеет блокировочную обмотку 15, которая через накопительный конденсатор 16 подключена к двум жнлам днстапцпо}П10го управлепия 17 силового кабеля 10. Общесетевой блок 1 управляет работой АФВ 14, от которого электроэнергия но силовому кабелю 10 подается к взрывоискробезопасны.м пускателям 18, через которые к бронированному кабелю 10 нодключе)ы линии 19 (Л), JIj и т. д.) потребителей электроэнергии. В каждо.м из этих пускателей установлен блок защитного отключения 20 (БЗь БЗ и т. д.), содержащий фильтр токов пулевой носледовательпости (ФТНП) 21, к выходу которого через фильтр токов непромыщленной частоты (ФТНЧ) 22 подключен электрониый усилитель токов пенромыщленной частоты 23, к выходу которого, в свою очередь, через вынрямитель 24 нодключеп триггер 25, а с его выходом соединена об.мотка выходного реле 26 блока 20, контакты которого находятся в цепи обмотки отключеппя 27 пуекателя 18. Кроме того, к выходу триггера 25 подключены две жилы дистанционного управления 17 силового бронироваппого кабеля 10.

Устройство работает следующим образом.

Нри уменьщении сопротивления изоляции относительно земли у одной или двух фаз какой-либо из линий 19 (например, линии Л) на выходе фильтра напряжения } улевой нослеловательности 2 электросети появляется сигнал нанряження нулевой носледовательности, который подается на полосовой фильтр 3. Нолосовой фильтр 3 необходим для подавления всех сигналов, кроме сигнала напряжения нулевой последова1сльиости, который усиливается усилителем 4, выпрямляется выпря.мителем 5 и поступает на вход триггера 6, который в результате этого перебрасывается и вызывает срабатывание генератора НЧ 7, от него импульсы низкой частоты через фильтр присоединения 8 по трем жилам 9 силового кабеля 10 посылаются от узла энергосети во все линии 19 энергосети, которые через нускате.тп 18 подключепы к силовому бронироБянному кабелю 10. Кроме того, с выхода Tj)Hrrepa 6 получает нитапне рабочая обмотка 11 выходного реле 12. Одиако отключения всей электросети не произойдет, так как одновременно нмпульсы тока низкой частоты, проходя по бронированному кабелю 10, но одной из линий 19 (нанример, линии JIi), которая получила повреждение, по месту повреждения 28 через землю 29 ириходит онять к генератору НЧ 7.

Такн.м образом, контур для токов НЧ оказывается замкнутым через место повреждения 28 липии 19 (Л)). По остальным линиям (Лг и т. д.) ток НЧ не нроходит, так как для него нет замкнутого контура. Нрохождение тока НЧ по контакту повреждения вызывает появление слабого сигнала ПЧ в фильтре токон нулевой последовательиости 21. Кроме сигнала НЧ на выходе фильтра ФТНП 22 имеется также и сигнал тока нулевой последовательноети. С выхода фильтра 21 суммарный сигнал поступает на вход фильтра токов НЧ 22, где сигнал токов НЧ отфильтровывается от сигнала токов нулевой иоследовательноети, затем отфильтрованный НЧ сигнал с выхода фильтра 22 иодается на электронный усилитель 23, а с его выхода через выирямитель 24 подается иа триггер 25, который в результате этого опрокидывается, включает выходное реле 26 блока защиты 20. а оно своими контактами отключает питание обмотки 27 пускателя 18, и контакты 30 иускателя 18 размыкаются, отключая аварийную линию 19 (Л). Одновременно с выхода триггера 25 по двум жилам дистанционного управления 17 через накопительный конденсатор 16 в течение некоторого времени получает питание блокировочная обмотка 15 выходного реле 12, и реле устройство заблокируется. Поэтому в то время, как происходит срабатывание контактов 30 иускателя 18 поврежденной линии 19 (Л), общесетевой блок 1 не производит отключения всей щахтной электросети. Через 1-2 с накопительный конденсатор 16 заряжается, ток в блокировочной обмотке 15 практически исчезает, и устройство защиты разблокировывается. Но поврежденная линия 19 уже отключена, и энергосеть будет продолжать работу. Таким образом, обеспечивается селективность защиты.

В случае, если поврежденная не будет отключена собственным устройством защиты за время блокировки, то устройство защиты иосле разблокировки отключит всю участковую энергосеть. Если же повреждеииая линия, наири.мер Л2, не будет отключена контактами 30 нускателя ПВМ, хотя 6;iOK эюго пускателя сработает, то после блокировки аннарат защиты отключит всю участковую энергосеть. Этим обеспечивается резервирование работы местных устройств защиты линий. В случае за.мыка: ия в силовом кабеле 10 общесетевой бл(ж KOHI роля 1 мг}1овенно ироизведет отключение всей энергосети, так как в этом случае контур для токов низкой частоты не охватывает линий. Предлагаемое устройство новьииает чувствительность защиты и cnoco6)io обеспечить селективность, непрерывность KOirrpo;|я изоляции, резервирование и надел-сность работы.

Оиытный образец данного устройства защиты от замыканий на землю в щахтни.х подземных электросетях иоказал при ncniiiтании в лаборатории безотказную работу при сопротивлении однофазной утечки 80 кОм и токе замыкания на землю 2,75 мА (напряжение сети 380 В). В известных устройствах ири6ч 380В сопротивление однофазной уички P;.H;IO 6000 Ом; 6, 660 В сопротивление однофазной утечки 11000- 14000 Ом; В сопротивление однофазной утечки 40000 Ом.

Ф о ) м у ,1 а и 3 о б р е т е и и я

1.Устройство для селективной защиты от замыкания иа землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее общесетевой блок автоматического контроля изоляции, установленный }ia пптающем конце броиироваипого кабеля, подключенный к авто.матическому фидерному выключателю и выполненный на генераторе тока ненромыщленной частоты, присоединенном к защищаемой сети через фильтр присоединеиия и имеющий связь с землей, на носледовательио соединенных датчике сигнала нулевой последовательности, полосовом фильтре, силителе и выпрямителе и на выходном реле, блок защитного отключения на каждом нрисоеди 1ении, выполненный па соедииеиных последовательно фильтре тока нулевой последовательности, фильтре тока иеиромыщлеиной частоты, усилителе, выпрямптеле и выходном реле, подключаемом к пускателю взрывоискробсзопасному, о т л и чающееся тем, что, с целью иовыщеиия надежности работы, в общесетевой блок авто.матического контроля С01 ротивле}1ия изоляции введен триггер, первый выход которого подключен к запускающему входу генератора иеиромышлеппой частоты, а второй BI Iход - к рабочей обмотке выходного реле, блокировочная обмотка которого через накопительный кокденсатор и вспомогательiibie жилы диста щиоп11ого уиравлеипя силового кабеля подключена к первому выход введенного в блок защитного отключе :ия на каждом присоединении трштера, второй выход которого иодк.иочеи к выходиому pe,ie, а в.ход подключен к указанному

вынрямитслю.

2.Устройство по п. 1, от л и ч а ю щ е е с я тем, что датчик сигнала нулевой носледовател ности вынолиеи в виде фильтра иапряже1П я нулевой последовательности.

Источ 1ики информации,

иринятые во виимание ири эксиерти.че 1. Лейбов Р. М. Утечки в щахтных электрических сетях, М, «Углетех1 здаг 1952, с. 304-305, рис. 118.

2. Шуцкий В. 11. 1 яр. Опыт применения защитных устройств в э.чектросисте.мах иаиряжеииемдо 1000 В. .1., «ЦППЭМ, 1970, с. 13.

3.Шииунов М. В. Защитное отк.иочеиие, Л ., «Энергия, 9ti8, рис. 7--5.

4.Авторское сни.и-те.и.тво СССР ЛЬ 180238, кл. Н 02Н 3/16, 19(53. 18 21