Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью (его варианты) Советский патент 1982 года по МПК H02H3/16 

Описание патента на изобретение SU896710A1

вательности, преобразователь ток выпрямленное напряжение, запоминающ ячейку, индикатор наибольшего напря жения,, выходы которого подключены к соответствующим исполнительным орга нам, Пусковой орган, подключенный своим входом к трансформатору напряжения нулевой последовательности, а выходом - по входу блока управления выход которого подключен к управляющим входам ключа и выключателя, введены дополнительные , ключи, общее количество которых равно числу присоединений, элемент фиксации срабатывания исполнительных органов, причем указанные ключи включены параллельно заполняющим ячейкам, выполненным по схеме с закрытым входом, а дополнительный вход блока управления соединен с вьаходом элемента фиксации срабатывания исполнительных органов, включенного последовательно с выключателем в цель питания исполнительных Органов, ,а выход блока управления подключен также к управляющим рходам всех дополнительных ключей. При этом блок управления выполнен на элементе Запрет, управляющий вход которого через элемент И соединен с элементом НЕ и с элементом Вы держка времени. На . 1 приведено устройство дл защиты от однофазного замыканяя на землю, 1-й вариант, на фиг. 2 - то же, 2-й вариант. Устройство содержит ТННП 1, к вто ричной обмотке которого подключен ПО 2, ТТНП 3 и 4, установленные на присоединениях 5 и б соответственно и связанные через преобра зователь 7 и 8 тока в выпрямленное напряжение (ПТН) входами ИБН 9, выходы которого подключены к ИО 10 и 11, размыкающие ключи 12 и 13, пoдк пoчe«ныe параллельно выходам ПТН 7 и 8, управляющие входы которых подключены к выходу блока 14 управления, первый вход которого подключен к выходу ПО 2, а второй - к вьесоду элемента Фиксации срабатывания исполнительных органов Эфе 15, замыкающий .ключ 16, включенный последовательно с ЭФС 15. ПТН 7 и 8 выполнены в виде трансреакторов 17 и 18, конденсаторов 19 и 20, диодов 21 и 22 и разрядных резисторов 23 и 24. ИБН 9 выполнен на транзисторах с обауалк резистором и накопительным ковденсатором и на импульсных трансформаторах . ИО 10 и 11 содержат тиристоры и катушки отключения выключателей присоединений 5 и 6. Блок 14 управления содержит элементы Запрет 25, совпадения 26, НЕ 27 и Выдержка времени 28. Устройство работает следующим образом. При отсутствии в сети однофазного замыкания на землю ПО 2, ИО 10 и 11, ЭФС 15 и элемент Выдержка времени 28 находятся в исходном срстоянии.Ключи 12 и 13 замкнуты, а ключ 16 разомкнут. При возникновении замыкания на землю, например, на присоединении 5 срабатывает ПО 2 и производится пуск элемента 28 выдержки времени. Одновременно замыкается ключ 16 и размыкаются ключи 12 и 13, конденсаторы 19 и 20 начинают заряжаться. Спустя заданную выдержку времени, достаточную для заряда конденсаторов 19 и 20 до максимальных амплитуд, срабатывает элемент 28 и ключи 12и 13 замыкаются. В результате на все входы ИБН 9 подаются сигналы,пропорциональные токам нулевой последовательности, причем на поврежденном присоединении величина тока замыкания, как правило, наибольшая. Поэтому откроется верхний транзистор: и произойдет разрядка накопительного конденсатора ИБН 9 на первичную обмотку верхнего импульсного трансформатора. Вследствие этого сработает ИО 10 и выключатель присоединения 5 отклю-- чится. При срабатывании исполнительного органа 10 (открытии верхнего тиристора) срабатывает ЭФС 15 и снимается сигнал с управляющего входа элемента Запрет 25. В результате ключи 12 и 13размыкаются, чем исключается возможность неселективного срабатывания исполнительных органов неповрежденных присоединений из-за более быстрого разряда конденсатора (запоминающего) с максимальным напряжением. После отключения поврежденного присоединения ПО 2 и элемент 28 выдержки времени возвращаются в исходное состояние, ключи 12 и 13 размыкаются, а ключ 16 размыкается. Возвращается в исходное состояние и ЭФС 15. Устройство готово к повторному действию, Аналогично устройство работает при замыкании на присоединении б. При появлении на выходах ТТНП 3 и 4 сигналов небаланса конденсаторы 19 и 20, будучи зашунтированными ключами 12 и 13, от этих сигналов не заряжаются. Поэтому сигналы небаланса никакого влияния на точность работы ИБН 9, а следовательно, и на селективность защиты не оказывают. Несинфазность сигналов, достигающая наибольшего значения в начальный момент заряда конденсаторов 19 и 20, также не оказывает никакого влияния на селективность работы, поскольку, конденсаторы 19 и 20 заряжаются через диоды 21 и 22, падение напряжения на которых, обусловленное зарядным током, имеет знак, противоположный знаку н.апряжения отпирания транзисторов ИбТТ 9. Введение в устройство для защиты от замыкания на землю размыкающих ключей с блоком управления и выполн ние запоминающих ячеек по схеме с закрытым входом позволяет выполнить более селективную защиту и способст вует в конечном итоге повышению надежности электроснабжения и безопас ности при эксплуатации электроустановок. Устройство может фиксировать как переходные, так и установившиеся значения тока замыкания на землю. Втррой вариант устройства для за щиты от замыкания на землю обеспечивае повышение чувствительности и селективности работы и содержит устанавденные на каждом присоединении пос.ледовательно соединенные трансформа тор тока нулевой последовательности преобразователь ток - выпрямленное напряжение и запоминающую ячейку, блок сравнения, выходы которого под ключены к соответствующим исполнительнйам органам, соединенными с соо ветствующими катушками отключения, пусковой орган, подключенный своим входом к трансформатору напряжения нулевой последовательности, а выходом - ко входу блока управления, выход которого соединен с управляющим входом ключа , введены интегрирующие элементы по числу присоедине ний, дополнительные размыкающие клю чи, общее количество которых равно числу присоединений,элемент НЕ, а блок сравнения выполнен на пороговы элементах по числу присоединений,пе вые входы которых подключены к источнику опорного напряжения, а вторые - к выходам интегрирующих элементов, входы которых соединены с выходами соответствующих запоминающих ячеек, а исполнительные -органы выполнены на RS-триггерах, прямые выходы которых подключены к вновь введенному элементу И, выход которо го соединен с дополнительным входом блока управления, выход которого подключен также к управляющим входа всех дополнительных размыкающих ключей, которые включены параллельно выходам соответствующих интегрирующих элfмfeнтoв, причем выход пускового органа соединен через элемен НЕ с S входами упомянутых триггеров инверсные выходы которых соединены с соответствующими катушками отключения. При этом блок управления выполне на элементе Запрет, выход которог подключен .к R-входу RS-триггера, S-вход которого с запрещающим входом элемента Запрет подключены к выходу элемента ИЛИ, к первому входу которого включен выход элемента И, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом элемента Выдержка времени, вход которого подключен к инверсному входу RS-триггера. Устройство содержит ТННП 29, к вторичной обмотке которого подключен ПО 30, ТТНП 31 и 32, установленные на присоединениях 33 и 34 и связанные через последовательно соединенные ПТВН 35 и 36, и запоминающие элементы 37 и 38 с интегрирующими элементами 39 и 40, компараторы 41 и 42,первые входы которых присоединены к источнику опорного напряжения ИОН 43, а вторые - к выходам интегрирующих элементов 39 и 40, ИО 44 и 45, подключенные к выходам пороговых э 1ементов 41 и 42, выходные органы - катушки отключения КО 46 и 47, блок управления БУ 48, входы которого подключены к выходам ПО 30 и ИО 44 и 45, ключи 49 и 50, подключенные параллельно выходам интегрирующих элементов 39 и 40, элемент НЕ 51, ИО 44 и 45 выполнены на RS-триггерах, автоматическая установка которых в исходное состояние осуществляется элементом НЕ 51. БУ 48 состоит из элементов Запрет 52, НЕ 53, ИЛИ 54, Выдержка времени 55 и триггера 56. БУ 48 соединен с прямыми выходами RS-триггеров , выполняющих роль исполнительных органов, через элемент Совпадение 57. Устройство работает следующим образом. При отсутствии в сети однофазно-, го замыкания на землю ПО 30, ИО 44 и 45 и выходные органы 46 и 47 находятся в исходном состоянии. Верхние выходы триггеров 44, 45 и 56 находятся под напряжением (сигнал 1) , на нижних выходах сигналы отсутствуют. Ключи 49 и 50 замкнуты.. При возникновении в сети однофазного замыкания на землю, наприме) на .присоединении 33 срабатывает ПО 30 и ключи 49 и 50 размыкаются. Одновременно происходит пуск элемента Выдержка времени 55. На выходах интегрирующих элементов 39 и 40 появляется постоянное (выпрямленное) напряжение, пропорциональное току замыкания на землю. Поскольку на поврежденном присоелинении величина тока замыкания, как правило, наибольшая, то на выходе интегрирующего элемента поврежденного, присоединения Г в рассматриваемом случае на выходе элемента 39) выходное напряжение в любой момент времени будет больше напряжения на выходах остальных интог)ирующих элементов. При величине этого, напряжения , равной и большей величины опорного напряжения,поступившего на первый вход порогового элемента 41, на выходе последнего появится сигнал и произойдет срабатывание ИО 44. Вследствие этого отключится выключатель поврежденногоприсоединения 33. После срабатывания ИО 44 триггер 56 возвратится в исходное состояние и ключи 49 и 50 вновь замкнутся, чем предотвращается возможность каскадного срабатывания компараторов и исполнительных органов неповрежденных присоединений. Замыкание ключей обес печивает также защиту элементов устройства от опасных напряжений. При действии кратковременных сигналов устройство не срабатывает, так как выходное напряжение интегрирующих элементов 39 и 40 не успевает увеличиться до напряжения срабатывания. Замыкание ключей 49 и 50 в этом случае осуществляется элементом 55 выдержки времени, имеющим вьщержку времени, большую общего времени срабатывания устройства. Введение в устройство для защиты пороговых элементов с зависимой токо временной характеристикой и источником опорного напряжения, ключей с бл ком управления позволяет удовлетворить одновременно два противоречивых требования к защите по чувствительности и селективности, что будет спо собствовать повышению надежности электроснабжения потребителей. Кроме того, введение компараторов с одинаковым опорным напряжением обеспечивает возможность выполнения защиты одной общей на все присое динения :уставкой, а это приводит к уменьшению затрат на наладку и настройку завдиты. Формула изобретение 1. Устройство для защиты от однофазного заглыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее установленные на каждом присоединении последовательно соединенные трансформатор тока нулевой последовательности, преобразователь ток выпрямленное напряжение, запоминающую ячейку, индикатор наибольшего на пряжения, выходы которого подключены к соответствующим исполнительным органам, пусковой орган, подключенный своим входом к трансформатору напряжения нулевой последовательности, а выходом - ко входу блока управ леь(;-1я, выход которого подключен к управляющим входам ключа и выключате ля, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности работы путем увеличения точности замера амплитуд контрольных сигналов введены дополнительные ключи, общее количество которых равно числу присоединений, элемент фиксации срабаты вания исполнительных органов, причем указанные ключи включены параллельно заполняющим ячейкам, выполненным по схеме с закрытыг/i входом, а дополнительный вход блока управления соединен с выходом элемента фиксации срабатывания исполнительных органов, включенного последовательно с выключателем в цепь питания исполнительных органов, а выход блока управления подключен также к управляющим входам всех дополнительных ключей. 2.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что блок управления выполнен на элементе Запрет, управляющий вход которого через элемент И соединен с элементом НЕ и с элементом Выдержка времени. 3.Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее установленные на каждом присоединении последовательно соединенные трансформатор тока нулевой последовательности, преобразователь ток - выпрямительное напряжение и запоминающую ячейку, блок сравнения, выходы которого подключены к соответствующим исполнительным органам, соединенными с соответствующими катушками отключения, пусковой .орган, подключенный своим входом к трансформатору напряжения нулевой последовательности, а выходом- ко входу блока управления , выход которого соединен с управляющим входом ключа, о т л и ч а юч е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, введены интегрирующие элементы по числу,при-, соединений, дополнительные ключи, общее количество которых равно числу присоединений, элемент НЕ, а блок сравнения выполнен на пороговых элементах по числу присоединений, первые входы которых подключены к источнику опорного напряжения, а вторые - к выходам интегрирующих элементов, входы которых соединеныс выходами, соответствующих запоминающих ячеек, а исполнительные органы выполнены на RS-триггерах, прямые выходы которых подключены к вновь введенному элементу И, выход которого соединен с дополнительным -входом блока управления, выход которого подключен также к управляющим входам всех дополнительных ключей, которые включены параллельно выходам соответствую- . щих интегрирующих элементов, причем выход пускового органа соединен через элемент НЕ с S-входами упомянутых триггеров, инверсные выходы которых соединены с соответствующими катушками отключения. 4.Устройство по п, 3, о т л и чающееся тем, что блок управления выполнен на элементе Запрет, выход которого подключен к R-входу RS-триггера, S-вход которого с запре щающим входом элемента Запрет подключены к выходу элемента ИЛИ, к

первому входу которого включен выход элемента И, второй вход элемента ИЛИ соединен,с выходом элемента Выдержка времени, вход которого подключен к инверсному входу КЗ-триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 319990, кл. Н 02 Н 3/16, 1966.

2. Промышленная энергетика. 1976, 11, с. 38-40 (прототип).

Похожие патенты SU896710A1

название год авторы номер документа
Устройство для централизованной защиты от замыкания на землю в сетях с изолированной и компенсированной нейтралью 1980
  • Бухтояров Василий Федорович
SU928503A1
Устройство для централизованной защиты от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью 1980
  • Бухтояров Василий Федорович
  • Бухтояров Игорь Васильевич
SU1061211A1
Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью (его варианты) 1980
  • Бухтояров Василий Федорович
  • Бухтояров Игорь Васильевич
SU943960A1
Устройство для защиты от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью 1978
  • Бухтояров Василий Федорович
SU792442A1
Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью 1988
  • Бухтояров Василий Федорович
SU1628121A1
Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью 1986
  • Бухтояров Василий Федорович
SU1394314A1
Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью (его варианты) 1983
  • Бухтояров Василий Федорович
  • Поляков Валентин Ефимович
SU1129688A1
Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью 1982
  • Бухтояров Василий Федорович
  • Бухтояров Игорь Васильевич
SU1053204A1
Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью 1986
  • Бухтояров Василий Федорович
SU1394315A1
Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью 1982
  • Бухтояров Василий Федорович
SU1032510A1

Иллюстрации к изобретению SU 896 710 A1

Реферат патента 1982 года Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью (его варианты)

Формула изобретения SU 896 710 A1

. 2

SU 896 710 A1

Авторы

Бухтояров Василий Федорович

Бухтояров Игорь Васильевич

Даты

1982-01-07Публикация

1980-02-11Подача