Устройство для определения поврежденной фазы в трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью Советский патент 1980 года по МПК H02H3/16 

независимости от з 1ачения эталонной величины и повышение надежности определения поврежденной фазы.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем фильтр напряжения нулевой последовательности и по числу фаз пороговые элементы сравнения, последние подключены входами к цепям образованным путем последовательного и встречного включения вторичных обмоток разделительных трансформаторов, подключенных первичными обмотками на фазные напряжения сети, и промежуточного трансформатора, первичная обмотка которого присоединена к вновь введенному источнику постоянного напряхсения через вновь введенный формирователь добавочного вектора, состоящий из транзисторных ключей с параллельно включенными диодными ограничителями, базовые цепи которых через фазосдвигающую цепочку подключены к фильтру напряжения нулевой последовательности, а выходы пороговых элементов подключены к входу вновь введенного логического блока.

Работа устройства основана на принципе формирования результирующих векторов посредством геометрического вычитания из векторов фазных напряжений добавочного вектора, модуль которого изменяют и зависимости от модуля вектора напряжения нулевой последовательности по заданным математическим законам и определения поврежденной фазы по амплитудам, двух результирующих векторов,соответствующих не поврежденным фазам и превьшаюших эталонную величину.Это позволяет расширить зону чувствител1гности до 0 Rr, 3,32 Xf., сделать ее независимой от значения эталонной величины р повысить надежность определения поврежденной фазы.

На фиг.1 изображена общая схема устройства; на фиг. 2 - векторная диаграмма, поясняющая принцип Формирования результирующих векторов;.

Устройство состоит из раздейителькых трансформаторов 1, подключённых первичными обмотками к измерительному трансформатору 2 напряжения, а вторичными обмотками - к пороговым элементам 3 и к соответствующим вторичным обмоткам промежуточного трансФорматора 4. Первичная обмотка трансформатора 4 присоединена к источнику 5 постоянного напряжения через формирователь 6 добавочного вектора, представляющий собой фазосдвигагадие цепочки 7,8, транзисторные ключи 9, 10 и включенные параллельно ик диодные ограничители 11,12. Формирователь б входными цепями подключен к выходу фильтра 13 напряжения нулевой последовательности. Пороговые элементы 3 сравнения выходами присоединены к выходному логическому блоку 14 осуществляющему однозначный выбор поврежденной фазы при срабатывании пороговых элементов 3, соответстаующих неповрежденным фазам,

В исходном состоянии (сеть не повреждена) на входе формирователя 6 напряжение нулевой последовательности DO отсутствует, транзисторные ключи 9,10 закрыты и в первичную обмотку трансформатора 4 напряжение от источника 5 не подается. Векторы фазных напряжений ОА, ОС и ОБ образуют симметричную звезду.

При возникновении замыкания на землю {например, при повреждении Фаз А) векторы фа нь х напряжений займут положение ОД , ОВ, ОС . При этом концы у :азанных векторов в зависимости от величины переходного сопротивления в месте зат сыкания и емкости сети могут занимать любое полож(ие на дугах полуокружностей АА .Модули векторов напряжений ОА, ОВ, бс будут прикладываться через обмотки разделительных трансформаторов 1 к пороговым элементам 3 и последовательно включенным вторичным обмоткам промежуточного трансформатора 4.

На входе формирователя 6 появляется напряжение нулевой последовательности U, которое сдвигается на требуемый угол за счет специально подобранных параметров фазосдвигающих цепочек 7,8. Под действием этого напряжения попеременно открываются транзисторные ключи 9,10, вследствие чего на первичную обмотку трансформатора 4 подается от источника 5 напряжение UQ , сдвинутое по фазе относительно исходного напряжения нулевой последовательности UQ на требуемый угол. Трансформатор 4 выполнен с таким коэффициентом трансформации, который необходим для обеспечения заданного порога срабатывани элементов 3 при значении напряжения нулевой последовательности, равном 0,1 UCP . Так как вторичные обмотки трансформатора 4 включены встречно обмоткам трансформаторов 1, то обеспечивается вычитание сформированного вектора напряжения Уо,от векторов фазных напряжения ОЛ, ОВ|1,,ОСр. Полученные образом результирующие векторы ОВ, модулю будут превышать уставку срабатывания, на которую настраиваются пороговые элементы 3, а модуль вектора ОА, соответствующий поврежденной фазе, оказывается ниже уставки срабатывания.

Вследствие этого элементы 3, подключенные к поврежденным фазам В и С, оказываются под напряжениями, , превытаюцдами пороги срабатывания и на логический блок будут воздействовать два соответствую тшх сигнала, по которым он однозначно определяет Ьоврежценную фазу А. Для исключения ложных срабатываний модуль добавочного вектора ограничивается диодными ограничителями 11 и 12 напряжений до значения, не превышаквдего фазного напряжения при нормальном режиме работы сети. Предложенное устройство имеет рас ширенную зону чувствительности, независимую от значения эталонной вели чины уставки срабатывания, обладает высокой надежностью определения поврежденной фазы за счет подачи на вход логического блока двух сигналов поступающих с пороговых элементов не поврежденных фаз. Использование пред лагаемого устройства позволяет повысить электробезопасность при эксплуатации кабельных электрических сетей с изолированной нейтралью на угольных карьерах. Формула изобретения Устройство для определения поврежденной фазы в трехфазной электри ческой сети с изолированной нейтраль содержащее фильтр напряжения нулевой последовательности и по числу фаз пороговые элементы сравнения, о Т;личаюш. ееся тем, что, с целью расширения зоны чувствительности, обеспечения ее независимости от значения заданной эталонной величины и повышения надежности определения поврежденной фазы, пороговые элементы сравнения подключены входами к цепям, образованным путем последовательного и встречного включения вторичных обмоток разделительных трансформаторов, подключенных первичными обмотками на фазные напряжения сети, и промежуточного трансформатора, первичная обмотка которого присоединена к вновь введенному источнику постоянного напряжения через вновь введенный формирователь добавочного вектора, состоящий из транзисторных ключей с.параллельно включенными диодными ограничителями, базовые цепи которйх через фазосдвигающую цепочку подключены к фильтру напряжения нулевой последовательности, а выходы пороговых элементов подключены к входу вновь введенного выходного логического блока.