(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОГО ФИДЕРА ПРИ ОДНОФАЗНОМ ЗАМЫКАНИИ
I
Изобретение относится к области за- шиты электрических сетей от аварийных и ненормальных режимов работы, а именно к защите от однофазных замыканий на землю, и может быть использовано в трехфазных электрических сетях, работающих с изолированной нейтралью.
Известны устройства для определения поврежденного фидера, основанные на принципе измерения угла между векторами токов нулевой последовательности защищаемых фидеров и вектором напряжения нулевой последовательности Г ЗТакие устройства содержат фильтры токов и напряжений нулевой последовательности, токовый и фазочувствительный органы, причем токовый орган выполнен в виде усилителя переменного тока с фильтром промышленной частоты, а фазочувствитепьный орган выполнен в виде фазочувствительного усилителя, к выходу которого подключено исполнительное реле.
Недостатком устройства данного типа является низкая точность выбора повреж;денного фидера в результате непостоянства угла между током и напряжением нулевой последовательности, завис1пцего от параметров сети и величины переходного сопротивления в месте замхдкания. Тяк при переходном сопротивлении в месте замыкания 100-7ОО Ом и емкости .сети 0,8-1,8 мкФ- на фазу напряжение нулевой последовательности UQ в первый полупериод может составить в зависимое ти от фазы замыкания 3-5% от фазного напряжения U. Такой уровень UQ не превышает напряжение естественной не- симметрии, которое в воздушно-кабель - ных сетях может достигнуть 15% от U. Поэтому в устройствах данного типа обычно применяют дополнительные технические решения, чтобы снизить влияние изменения сдвига фаз между током и напряжением нулевой последовательности на селективность и чувствительность. Однако .несмотря на усложнение схем зашиты, достижение данной цели представляет значительные трудности. 38 Указанные недостатки частично устраняются в устройстве для определения повреждений линии , основанном на сравнении в переходном режиме фаз токов нулевой последовательности зашища- емых линий с фазой тока нулевой последовательности одной заранее выбранной пинии с наименьшей вероятностью повреж дения. Устройство содержит трансформаторы тока нулевой последовательности, установленные на защищаемых линиях, источник опорного сигнала, отбираемого от заранее выбранной пинии, пороговый детектор, а также блоки сравнения, запоминания и выходной блок. Однако и данное устройство имеет рад существенных недостатков, основные из которых следующие: 1.Исключается возможность защиты собственно линии, от которой производит ся отбор опорного сигнала для сравнения фаз токов, что в сетях с равновероятной повреждаемостью линий приводит в целом к снижению надежности защиты. 2.Исключается возможность защиты одиночных линий. 3.Защита склонна к потере чувствительности при замыкании через переходные сопротивления, эквивалентные электрическому сопротивлению тела человека 4.Время срабатывания защиты из-за пропуска блоком сравнения одного полупериода тока оказывается завышенным, . что делает неэффективной ее применение для защиты от поражения электротоком. Целью изобретения является повышение надежности в работе, чувствительнос ти и быстродействия. Цель достигается тем, что в извест- ном устройстве, содержащем на каждом фидере трансформаторы тока нулевой последовательности, к которым подключены первые входы блоков сравнения, вклю чающие по два транзистора, сравнивающи фазы токов нулевой последовательности, к вторым входам которых подключен выход источника опорного тока нулевой последрватепьности, а выходы соединены с блоками усиления, запоминания и выходным блоком, выход источника тока нулевой поспедовательности, выполненного искусственно сформированным, подключен к эмиттер-базовым цепям транзисторов указанных блоков сравнения, а трансформаторы тока нулевой последовательности фидеров подключены к эмиттер-коллектор ным цепям этих же транзисторов, приче к запрешающелчу входу блоха у си пени я подкпк)ч(зн блок запрета повторисл-о действия. На чертеже изображена принципиальная схема предложенного устройства. Устройство подключается к трансформаторам 1 тока нулевой последовательности, устанавливаемым на всех защищаемых фидерах, и к источнику 2 опорного тока нулевой последовательности, уставов. ленному на искусственно сформированном из конденсаторов фидере. Устройство содержит блоки сравнения 3, усиления 4, запрета повторного 5 действия, запоминания 6, сброса 7, пороговый детектор 8 и выходной блок управления 9 Блок сравнения состоит из входных трансформаторных ячеек 10, число которых соответствует числу защищаемых фидеров. Каждая ячейка состоит из двух транзисторов 11, 12, разделительных диодов 13-18 и резисторов 19-21. Выходы с искусственно сформ1фованного источника 2 тока нулевой последовательности подключены к эмиттер-базовым цепям транзисторов 11, 12 через разделительные диоды 22-29, а трансформаторы 1 тока нулевой последовательности, установленные на защищаемых фидерах, подключены к эмиттер-коллекторным цепям этих транзисторов, параллельно которым подключен блок усиления 4, При нормальном режиме работы электрической сети на выходах трансформаторов 1 токов нулевой последовательности и источника 2 тока нулевой последовательности сигналы отсутствуют, вследствие чего транзисторы 11, 12 закрыты и на блок усиления 4 входньте сигналы не поступают, а выходной блок управле ния 9 не формирует командные сигналы. Появление однофазного замыкания на землю на одном из фидеров, например на первом, приводит к появлению на выходах всех трансформаторов 1 тока нулевой последовательности и источника 2 тока нулевой последовательности электрических сигналов. По модулю сигналы CI ц , снимаемые с неповрежденных фидеров, и 7от снимаемые с искусственно сформированного фидера, пропорциональны емкости токов этих фидеров, а .ток ;jj) снимаемый с поврежденного фидера, равен сумме токов неповрежденных и Q искусственно, сформированных фидеров. По аргументу и , волны различаются на угол , причем величина этого угла остается неизменной в широком диапазоне изменения параметров сети и
Ь. 8
переходиото сопротивпония в мосте замыкания. Так как ток )ог| находится в про- тивофаэе с. током QJ j снимаемым с искусственно сформированного фидера, то токи, проходящие по цепям управления
транзисторов 11, 12 в ячейках, соответствующих поврежденному фидеру, будут запирать транзисторы, вследствие чего от поврежденного фидера сигнал пройдет в соответствующий канал блока усиления 4. На поврежденных фидерах токи, протекающие по цепи управления транзисторов соответствующих ячеек, совпадают по фазе с током, протекающим по главным цепям, вследствие чего транзисторы отпира- ются и шунтируют входы соответствующих каналов блока усиления 4, так как последний подключен параллельно эмиттер коллекторным цепям этих транзисторов. Таким образом, в блок усиления поступает сигнал только от поврежденного фидера, который проходит далее в блок запоминания, выдающий сигнал в блок запрета повторного действия, чем обеспечивается однозначный выбор поврежденного фидера в сетях произвольной конфигурации, что повышает надежность в работе, быстродействие и чувствительность. Формула изобретения
Устройство для определения поврежденного фидера при однофазном замыкании
содержащее на каждом фидере трансформаторы тока нулевой последовательности, к которым подключены первые входы блоков сравнения, включающие по два транзистора, к вторым входам KOTOIM IX подключен выход источника опорного тока нулевой последоватетшности, а выходы соединены с блоками усиления и запоминания и с выходным блоком, отличающееся тем, что, с целью повьпиения надежности в работе, быстродействия и чувствительности, выход источника опорного тока нулевой последовательности, выполнерного искусственно сформированным, подключен к эмиттер-базовым целям транзисторов указанных блоков сравнения, а трансформаторы тока нупев Л последовательности фидеров подкгаочены к эмиттер-коллекторным цепям этих же транзисторов, причем к запревшющему входу блока усиления подключён блок запрета повторного действия.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР № 172898, кл. Н 01 Н 3/16. 1963.
2.Авторское свидетеш ство СССР № 353309, кл. Н 02 Н 3/16, 1966 (прототип).
