I
Изобретение относится к электроизмерительной техники и может быть использовано при создании устройств контроля однофазных замыканий в сетях с изолированной нейтралью.
Известно устройство для определения места однофазного замыкания на землю, додержащее датчики тока и напряжения, каналы преобразования тока и напряжения, фазосравнивающий элемент и индикатор Щ,
Недостатком этого усаройства является низкая помехоустойчивость.
Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее фазосравнивающий элемент и индикатор |2
Недостатком является невысокая точность измерений и низкая помехоустойчивость.
Целью изобретения является повьпиение точности и помехоустойчивости.
Это достигается тем, что устройство для определения места однофазного замыкания на землю, содержащее фазосравниваюший элемент и индикатор, снабжено
1операщюнным усилителем с разомкнутой обратной связью и ограничивающим стабилитроном на входе, RC - фильтром второго порядка и усилителем-ограничителем, а фазосравнивающий элемент выполнен в виде управляемого ключа на полевом транзисторе, исток которого подключен к выходу усилителя-ограничителя, затвор - к выходу операционного усилителя с разомкнутой обратной связью, а сток - к входу
10 индикатора.
На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.
Оно содержит низкочастотный активный RC-фильтр 1 эгорого порядка и усилитель15ограничитель 2, осуществляющие преобразование тока нулевой последовательности, операционный усилитель 3 с разомкнутой обратной связью, ограничивающий стабилит рон 4 и резистор 5, осуществл$пощиэ пре20сбразовакие напряжения нулевой последовательности, фазосравнивающий элемент .
6,включающий в себя полевой транзистор
7,диод 8, резистор 9 и индикатор 1О. 75 Устройство работает следующим обраэом. При наличии в сети однофазного замыкания, на вкоды устройства поступают сиг на71ы, пропорциональные току 1оИ напряжению Uo . В канале тока входной сигнал посту,пает на активный RC-фильтр 1, который одновременно осуществляет подавление высокочастотных помех и поворот фазы входного сигнала промьшленной частоты на угол, равный 90 эл. град. С выхода фильтра 1 сигнал, подается на усилительограничитель 2, который инвертирует его и формирует из синусоидального налряжения периодическую прследовательность прямоугольных импульсов с периодом сле Трр (период промышлен дования, равным ной частоты) и длительностью fj- -(Г - Т ,/2, (+) Ч-) прВ канале преобразования напряжения операционный усилитель 3 также инверти рует входной сигнал и формирует из него аналогичное напряжение прямоугольной формы, смещенное относительно выходного сигнала в канале IQ на угол, равный 4,,где Сро - фазовый сдвиг между .током и напряжением нулевой последовательности. Затем управляющие импульсы с выход усилителя 3 поступают через диод 8 на затвор полевого транзистора 7. Отсутствие обратной связи в операционном усилителе 3 обеспечивает крутое нарастание фронта прямоугольных управляющих импульсов и вследствие этого четкую работу транзисторного ключа. При этом для управляющего напряжения, формируемого в канале Ug не тре буется стабилизация по уровню, необходи мая в информационном канале l., Значительно меньший уровень помех во входном сигнале Ug по сравнению с током Ig позволяет при измерениях обо тись без частотного фильтра в канале преобразования напряжения. Импульсное напряжение, формируемое в управляющем канале Uo переводит транзисторный ключ в открытое состояни каждые полпериода промышленной частоты. При отсутствии фазового сдвига межд сигналами UQ о за время на выход полевого транзистора с информ пиоююго канала 1 о поступит импульс попожите; ьной полярности длительностью г(;Тпр / и равный ему по длительности отрицательный импульс а(-) а(гпр Таким образом, суммарное усредненное з}щчение выходного напряжения, поступающего на регистрирующий прибор при (j О, также равно нулю. При отставании напряжения Uo от тока IQ (повреждение на контролируемом присоединении, Von О ) продолжительность открытого ключа остается той же ( йа период), но за это время на регистрирующий прибор поступит положительный импульс длительностью Tjff.) Гор/4 и отрицательный импульс длительностью (.) Тлр /4 . Таким образом, суммарное значение измеряемого напряжения будет отрицательного знака, а по величине пропорционально значению угла оп . При установке на неповрежденной линии ( 0 ) соотношение длительности положительного и отрицательного импульсов на выходе ключа меняется ( jr-f) 1 f- ). При этом регистрирующий прибор покажет положительное значение выходного напряже}шя,. по величине пропорциональное углу Ц оН . Устройство может быть использовано в сочетании с трансформаторными фильтрами тока и напряжения Н5левой последовательности для избирательного -определения поврежденного присоединения при однофазном замыкании на данной подстанции (отключение стрелки вправо от нулевой отметки - повреждено контролируемое присоединение, отклонение влево - повреждено соседнее присоединение). При подключении к выходу управляемого ключа волыт етра, проградуированного в угловых градусах, устройство использовать для количественной оценки изменения фазового угла между током и напряжением нулевой последовательности при различных видах однофазных замыканий в сетях с различным количеством присоединений, то есть для исследования несимметричных режимов в сетях с изолированной и компенсированной нейтралью. , При подключении на выход устройства самописца можно фиксировать появление во времени утечки тока и характер однофазных замыканий на данной линии, а следовательно проводить своевременную профилактику распределительной сети.
При испопьзоваянн устройства с магнитными датчиками тока и напряжения антенного типа, оно позволяет фиксировать не только поврежценное присоединение, но и конкретное место повреждения.
Формула изобретения
Устройство для определения места 0
однофазного замыкания на землю, содержащее фазосравниваклций элемент и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости, оно снабжено операционным 5 усилителем с разомкнутой обратной связью и ограничивающим стабилитроном на его
взводе, RC-фильтром второго порядка и усилителем-ограничителем, а фазосравнивагадий элемент выполнен в виде управлямого ключа на полевом транзисторе, исток которого подключен к выходу усилителя-ограничителя, затвор - к выходу операционного усилителя с разомкнутой обратной связью, а сток - к входу индикатора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Патент Великобритании
№ 14О9287 кл, Н 2 К, 25.О5.75.
2.Пенович Е. И. Отыскание мест замыкания на землю в распределительных сетях 6-10 кв. М., Энергия,
1975, с. 54-56 (прототип).
