Устройство для защиты от повреждения изоляции в сети переменного тока Советский патент 1980 года по МПК H02H3/16 H02H3/38 

Изобретение относится к электроте нике и может быть использовано для защиты от повреждения в трехфазных электрических сетях путем контроля сопротивления изоляции сети трехфазными токами непромышленной частоты для защиты от утечек тока. Известны устройства для защиты электрических сетей от замыканий на земто, в которых производят измерение угла сдвига фаз между током и напряжением нулевой последовательнос ти си и С 23. Однако возможности этих устройств ограничены, поскольку они не могут защищать от утечек тока между фазами сети переменного тока. В качестве прототипа выбрано устройство для направленной защиты от замыканий на землю, содержащее транс форматор напряжения, трансформатор тока, вторичные обмотки которого сое динены с формирователем прямоугольны импульсов, выход которого соединен с фаэочувствительным органом, который соединен с реагирующим органом . Однако такое устройство не контро лирует сопротивления изоляции между фазами сети переменного тока, не реагирует на междуфазные короткие замыкания. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения защиты от междуфазных коротких замыканий. Цель достигается тем, что устройство, содержащее трансформатор напряжения, связанный с первым входом фазочувствительного органа, к второму входу которого подключен выход форм-ирователя прямоугольных импульсов канала тока, а выход фазочувствительного органа соединен с реагирующим органом, и трансформаторы тока, снабжено подключенным к защищаемой сети источником тока непромышленной частоты и блоком совмещения векторов тока непромыиленной частоты, входы которого соединены с вторичными обмотками трансформаторов тока через фильтры тока непромышленной частоты, а выход подключен к входу формирователя прямоугольных импульсов канала тока, причем трансформатор напряжения подйлючен к первому входу лазочувствигельного органа через вновь введенный формирователь прямоугольных импульсов канала напряжения. При этом блок совмещения векторов тока непромышленной частоты выполнен в виде фазосдвигающих цепочек, выходы которого соединены с входами сумма-тора. Устройство позволяет измерять угол сдвига фаз между оперативным напряжением и током каждой фазы и за счет этого контролирова ь оперативным трехфазным током сопротивление изоляции как по отношению к земле, так и между фаз.ами, На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы; на фиг. 3 - векторные диаграммы. Вторичные обмотки трансформаторов тока 1, 2, 3, включенных в каждую фазу контролируемой .сети и настроен-. ных с помощью конденсаторов 4, 5, б на частоту оперативного тока, подсоединены к входам блока 7- совмещения векторов тока непромышленной частоты который состоит из фазосдвигающих цепочек 8, 9, 10 и сумматора. 11, и выход которого подключен к входу формирователя 12 прямоугольных импульсов в канале тока. Выход трансформатора напряжения 13, вход которого подсоединен к сети 14, соединен с входом формирователя 15 прямоугольных импульсов к-ансша напряжения. Выходы фор мирователей 12 и 15 прямоугольных импульсов подсоединены к входам фазо чувствительного органа 16, выход которого подсоединен к входу реагирующего органа 17. На входы фазосдвигающих цейочек 8 9, 10, которые являются входами блока 8 совмещения векторов, поступают индуктируемые трехфазные оперативным током во вторичных обмотках трансфор маторов тока 1, 2, 3 ЭДС (фиг. 2 а), угол сдвига фаз между которыми 120 (фиг. За). Фазосдвигающие цепочки .8, 9, 10 соответственно сдвигают фазу этих ЭДС на 0 120 и 240° (фиг. Зб), в результате чего на выходе фазосдви гающих цепочек 8, 9, 10 синусоидальные сигналы уже совпадают по фазе (фиг. 2 б и фиг. 36). Эти три сигнала суммируются сумматором 11. На выходе блока 7 совмещения векторов появляется сигнал синусоидальной формы который является результирукзщим вход ных сигналов после совмещения их по фазе (фиг, Зв). Выходные сигналы бло ка 7 совмещения и трансформатора напряжения 13 (фиг. 2в, г) преобразуют ся соответственно формирователями 12 и 15 прямоугольных импульсов в прямо угольные импульсы (фиг. 2д,в} и поступают на входы фазочувствительного органа. 16, в :котором измеряется угол сдвига iTia3 ff между током и напряжен ем непромышленной частоты (фиг. 2в), величина которого зависит от величин сопротивления изоляции ответвления. С изменением сопротивления изоляции еняется угол сдвига фаз / между оперативным током и напряжением (фиг, Зв) и при превьаиении им уставки фазочувствительный орган 16 вьщает импульс на срабатывание реагирующего органа 17. Использование блока 7 совмещения векторов обеспечивает измерение угла сдвига фаз между оперативным напряением и током каждой фазы контролируемого ответвления, что дает возможость контролировать сопротивление изоляции ответвления как между фазами, так и по отнсяиению к земле. Применение предлагаемого устройства в системе селективного контроля сопротивления изоляции сети трехфазными токами непромышленной частоты для защиты от утечки тока позволяет повысить электробезопасность, надежность электроснабжения промышленных установок, уменьшить число аварий из-за коротких замыканий. Формула изобретения 1.Устройство для за11иты от повреждения изоляции в сети переменного тока, содержащее трансформатор напряжения, связанный с первьда входом фазочувствительного органа, к второму входу которого подключен выход формирователя прямоугольных импульсов канала тока, а выход фазочувствительного органа соединен с реагирующим органом, и трансформаторы тока, о тличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения защиты от междуфазных коротких за1 иканий, .оно снабжено подключенным к защшцаемой сети источником тока непромышленной частоты и блоком совмещения векторов тока непрокишленной частоты, входы которого соединены с вторичными рбмотками трансформаторов тока через фильтры тока непромышпеиной частоты, а выход подключен к входу формирователя прямоу:рольных импульсов канала тока, причем трансформатор напряжения подключей к первому входу фазочувствительного органа через вновь введенный формирователь прямоугольных импульсов канала напряжения. 2.Устройство по п. 1, отличающёе-ся тем, что блок совмещения векторов тока непромышленной частоты выполнен в виде фазосдвигающих цейсчек, выходы которого соединены с входами сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертиза 1.Авторское свидетельство СССР I 162883, кл. Н 02 И 3/16, 1962. 2.Авторское свидетельство СССР 840824, кл. Н 02 Н 3/16, 1965.

Т

W

-г

х: А

17

IS

3

э

f

j

1

J

t

tf

4

.

Pari