Устройство для защитного отключенияВ СЕТи C изОлиРОВАННОй НЕйТРАлью Советский патент 1981 года по МПК H02H3/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ

чувствительности устройства защитного О1ключения.

Указанная цель достигаете тем, что устройство, содержащее подключенные к фазам сети-, вентильный блок фильтр напряжения нулевой последовательности, к выходу которого подклчен выпрямитель, исполнительный ор.ган, выход которого соединен последовательно с отключающей катушкой автоматического выключателя, снабжено транзисторными усилителем постоянного тока, источником оперативного питания и оптроном, при этом выход фильтра напряжения нулевой последовательности подключен на вход усилителя постоянного тока, а выход этого усилителя подключен к управляющему входу исполнительного органа, выполненного в виде симистора, причем светодиод ontpOHa включен между вентильным блоком и землей, а фоторезистор оптроЙа подключен параллельно выводам база-коллектор входного транзистора усилителя постоянного тока, источник питания плюсом подключен к эмиттерным, а минусом к коллекторным цепям усилителя постоянного тока.

Снабжение устройства усилителем постоянного тока позволяет прежде всего повысить входное сопротивление фильтра напряжения нулевой последовательности и тем самым повысить сопротивление нулевой последовательности, что, в свою очередь, ведет к увеличению чувствительности устройства. Кроме того., наличие усилителя постоянного тока обеспечивает при относительно малой мощнодти сигнала, снимаемого с разомкнутой обмотки трансформатора фильтра напряжения нулевой последовательности, упраление мощным симистором, коммутирующим отключающую катушку и тем самым за счет исключения электромагнитного реле позволяет повысить как надежность, так и быстродействие устройства.

Снабжение устройства оптоэлектронным прибором(оптроном), содержащим светодиод и фоторезист (Эр, позволяет наиболее просто осуществить гальваническую развязку между вентильной схемой и исполнительной частью устройства - симистором.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства защитного отключения; на фиг. 2 - зависимость отключающих значений переходного сопротивления в функции сопротивлений фазы относительно земли.

Устройство защитного отключения содержит трансформаторный фильтр 1 нг.пряжения нулевой последовательности с разомкнутой обмоткой 2 открытый треугольник, подключенной к выпрямителю 3 и источником 4 оперативного питания, питающимся от обмоток трансформатора фильтра 1 напряжения

нулевой последовательности, соединенных в звезду. Напряжение, снимаемое с диодного выпрямителя 3, подается на вход двухкаскадного усилителя 5 постоянного тока, первый кас,кад усилителя 5 постоянного тока выполнен на транзисторе б по схеме эмиттерного повторителя, второй каскад на транзисторе 7 по схеме с общим эмиттером, нагрузкой усилителя 5 постоянного тока служит управляющий переход симистора 8. Последовательно ,с симистором 8 включена отключающая катушка 9, воздействующая на меха. низм расцепления фидерного автомата 10.- Вентильный блок 11 подключен к

5 трем фазам сети, а общая точка вентильного блока 11 подключена к аноду светодиода оптрона 12, катод светодиода оптрона 12 подключен к контуру заземления. Фоторезистор оптрона

0 12 подключен параллельно выводам базаколлектор входного транзистора бусилителя 5 постоянного тока. Источник 4 оператичного питания подключен плюсом к эмиттерным, а минусом - к

5 коллекторным цепям усилителя 5 постоянного тока.

Устройство защитного отключения рботает следующим образом.

В дежурном режиме при отсутствии замыкания напряжение на выходе разомкнутой обмотки 2 фильтра 1 напряжения нулевой последовательности отсутствует. При -высоком уровне сопротивления- изоляции сети относительно зe.vши напряжение, приложенное к светодиоду оптрона 12, недостаточно для его включения.

При возникновении однофазного замыкания на землю появляется напряжение на разомкнутой обмотке 2, которое выпpя /шяeтcя диодным выпрямителем 3 иминусом приклады.вается к, базе входного транзистора б усилителя 5 постоянного тока. Напряжение, снимаемое с нагрузки входного транзистора б, усиливается вторым каскадом усилителя 5 постоянного тока и подается на управляющий переход симитора 8, последний включается, и отключающая катушка 9 фидерного автомата 10 обтекается током до момента расхождения контактов фидерного автомата 10, обесточивающего поврежденный участок сети. При отключении сети, естественно, отключается и устройство защитного отключения.

При симметричных проводимостях изоляции фаз фильтр 1 напряжения нулевой последовательности не работает. При значительном симметричном снижении сопротивления изоляции фаз напряжение, приложенное к светодиоду оптрона 12, увеличивается, и светодиод включается, что вызывает резкое уменьшение сопротивления фоторезистора оптрона 12. Уменьшение сопротивления фоторезистора ведет к увличению базового тока входного траизиотора 6 усилителя 5 постоянного тока и далее, как и в предыдущем случае, ведет к включению отключающей катушки 9 фидерного автомата 10.

По результатам испытаний построен зависимость отключающих значений переходного сопротивления готкл функции сопротивлений фазы относительно земли гд (фиг. 2) при емкости фаз относительно зегллк 0,25 мкФ.

Из рассмотрения зависимости откл (е,) видно, что при минимальном необходимом устойчивом сопротивпении изоляции сети, требующемся для работы, например, и равном 21 кОм, значения отключающего переходного сопрот;ивления достигают 25 кОм, т. е. превышают тот же показатель , равный 6,2-7,5 кО в три раза. Критическое сопротивлени изоляции (симметричное) при испытаниях задается равным 5 кОм.

Предлагаемое устройство повышает уровень электробезопасности и надежность электроснабжения. Отсутствие электромагнитного реле в таком устройстве сокращает время отключения поврежденного участка сети, которое определяется практически только скоростью расхождения силовых контактов фидерного автомата, а отсутствие контактов существенно повышает надежность устройства.

Формула изобретения

Устройство для защитного отключения в сети с изолированной нейтралью, содержащее подключенные к фазам сети, вентильный блок, фильтр напряжения нулевой последовательности,. к выходу которого подключен выпрямитель, исполнительный орган, выход которого соединен последовательно с отключающей катушкой автоматического выключателяi отлич.ающ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, быстродействия и чувствительности, оно снабжено транзисторным усилителем пос0тоянного тока, источником оперативного питания и оптроном, при этом выход фильтра напряжения нулевой последовательности подключен на вход усилителя постоянного тока, а выход

5 этого усилителя подключен к управляющему входу исполнительного органа, выполненного в ьиде симистора, причем светодиод оптрона включен между вентильным блоком и землей, а фоторезистор оптрона подключен па0раллельно выводам база-коллектор входного транзистора усилителя, источник оперативного питания подключен плюсом к эмиттерным, а минусом к , коллекторным цепям усилителя пос5тоянного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шипунов И. В. Защитное отключе30ние. М., Энергия, 1968, с. 49-50, 69-72.

2: Бухтояров В. Ф. Новые устройства для защиты от замыканий на землю в электрических сетях карьеров.35 Обзор ЦНИЭИ Уголь. М., 1976, с. 1922.,

3. Шипунов И. В. Защитное отклю чение. М., - Энергия, 1968, с. 128132.

У отнл. . ним

Зона

W ffrftff/jfiJveM tiA

W

го 30

Фие.1