Устройство для определения поврежденной фазы сети Советский патент 1982 года по МПК H02H5/12 H02H3/16 

(5М УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ СЕТИ

I

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для контроля изоляции при однофазных замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью с целью ее использования, например, совместно с быстродействующей аппаратурой защиты от поражения электрическим током при случайном прикосновении человека к любой из фаз сети, напряжением 1,1 - 10 кВ.

Известны устройства для определения поврежденной фазы, применяемые в релейной защите электрических сетей с изолированной нейтралью, работающие на основе сравнения двух напряжений (токов) по фазе или абсолютной величине ll.

Известно устройство для определения (детектор) поврежденной фазы, содержащее выпрямители и усилитель постоянного тока, в выходной цепи которого включено исполнительное реле.

Работа этого устройства основана на сравнении по абсолютной величине двух выпрямленных токов, обусловленных двумя фазными напряжениями - опорным и измерительным. Диод, включен- . ный согласно с выпрямителем и встречно с источником питания является элементом, сравнивающим опорный ток с измерительным.

В нормальном режиме (при отсут10ствии однофазного замыкания на землю) должно соблюдаться условие

UUIM

Uo, или 1щн 1о„ Д1)

ts

При замыкании на землю одной из фаз сети (например фазы А ) напряжение между фазой и землей на поврежденной фазе снижается (фиг.2),пропорционально снижается и измеритель-:

20 ный ток; при достижениизначения из; мерительного тока меньше опорного тока сравнивающий диод запирается и через эмиттер-базовый переход усилителя протекает разность опорного и измерительного токов, вызывая его срабатывание 12. Недостатком указанного устройства является его низкая чувствительность из-за ограничений по сохранению условия (1) на отстающей (здоровой) фазе. Из векторной диаграммы на фиг,2 (точка 0;,) видно, что при определенном соотношении емкости фаз сети относительно земли и сопротивлении замыкания на землю условие (1) для последующей фазы 8 нарушается, т.е. UU,M СВ) Uo (В) а их разность может привести к ложным срабатываниям на последующей фазе 6. Во избежании этого приходится загрублять чувствительность ус лителя, реагирующего на указанную разность токов, что в итоге существенно ограничивает чувствительност устройства по сопротивлению однофазной ут еч ки на з емлю. Так, например, при емкости фаз сети относительно земли 1 мкФ/фазу чувствствительность данного устройства составит не более 1,5 кОм/ф ЗУ. Следовательно, чувствительность в известном устройстве ограничивается условием несрабатывания исполнительного органа на последующей (здоровой фазе. Цель изобретения - повышение чувствительности и быстродействия устройства для определения поврежденной фазы сети. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для определения поврежденной фазы сети, содержащем выпрямители и усилители постоянного тока по числу фаз, в выходной цепи , каждого из которых включено исполнительное реле, вход одного выпрямител подключен к фазе сети через схему расщепления на три напряжения, вход другого выпрямителя аналогично - к опережающей по отношению к упомянуто фазе сети, а выходы упомянутых выпрямителей соединены с соответртвующим усилителем постоянного тока по схеме сравнения двух напряжений по абсолютной величине. Введение схемы расщепления на три напряжения перед каждым выпрямителем -дает возможность практически безынерционно сглаживать выпрямленный входной сигнал, поступающий на уситель, что выгодно отличает ее от схемы емкостного сглаживания со значительной задержкой срабатывания в известном устройстве. На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства для определения поврежденной фазы; на фиг. 2 векторная диаграмма, поясняющая ринцип действия устройства (для случая однофазного замыкания на фазе А),. Устройство для определения поврежденной фазы (фиг.1) включает в себя выпрямители 1 и 2 (например, трехфазные по схеме Ларионова),усилитель 3 постоянного тока с исполнительным реле (например, с герконовым реле или оптроном) в выходной цепи и схемы Д и 5 расщепления на три сдвинутых по фазе напряжения и функционально объединено в блок 6. Аналогично выполнены блоки 7 и 8. Блоки 6,7 и 8 Подключены соответствующим образом к фазам и 11 сети. Устройство работает следующим образом. I В нормальном режиме на входы выпрямителей 1 и 2 блока 6 (для одной из фаз 9 сети) через схемы расщепления из соответствующих фаз контролируемой сети поступают симметричные напряжения, которые выпрямляются и сравниваются между собой. При симметричности фаз сети на вход усилителя 3 постоянного тока поступает разность напряжений фаз 9 и 11,равная нулю, т.е. Ug(.i 0, вч«) (i Для блоков 7 и 8 соответственно двух других фаз 10 и 11 на входы их усилителей поступают также аналогичные разницы, равные нулю, так как UBX(B) О и UBKCO О, - и 8(10 , вх(с) (40) - с(11) При однофазном замыкании на землю (например фазы А 9) нарушается симметрия фазных напряжений сети и на вход выпрямителя 2 поступает напряжение опережающей фазы LI(;(i) по величине большее, чем поступающее на вход выпрямителя 1 напряжение поврежденной фазы НАС) . Тогда на вход усилителя 3 поступает положи5тельная разница напряжений, по уров ню достаточная для открывания усилителя постоянного тока, в выходной цепи которого срабатывает исполнительное реле. На входы соответствующих усилителей двух других фаз (в блоках 7 и 8 фиг.1) согласно выражениям Ci) и (5) поступают отрицательные разни цы, поскольку(векторная диаграмма фиг.2) при этом триоды усилителей заперты и реле на этих фазах не срабатывают. Как видно из фиг.2 (точка 0) чувствительность устройства по условию несрабатывания на последующей (здоровой) гфазе выше, чем в известном устройстве. Таким образом, становится возмож ным определять поврежденную фазу пр замыканиях на землю через значитель но большие сопротивления (при емкости фаз сети относительно земли 1 МКФ/фазу) до 6 кОм/фазу. Кроме того, в предлагаемом устройстве, по сравнению с известным, значительно повышается и быстродействие выбора фазы. Поскольку чувствительность и быстродействие являются основными параметрами безопасности, то применение предлагаемого устройства для определения поврежденной фазы сети в качестве основного релейного элемента в быстродействующей аппаратуре защиты людей от поражения электрическим током существенно повышает уровень безопасности обслуживания электрических сетей. Формула изобретения Устройство для определения повреж денной фазы сети, содержащее выпрямители , каждый из которых включен на фазное напряжение, и усилители постоянного тока по числу фаз, в вы ходной цепи каждогр из которых включено исполнительное реле, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и быстро действия, вход одного выпрямителя подключен к фазе сети через схему расщепления на три напряжения,вход другого выпрямителя аналогично - к опережающей по отношению к упомянутой фазе сети, а выходы этих выпрямителей соединены с соответствующим усилителем постоянного тока по схеме сравнения двух напряжений гёо абсолютной величине. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 335763, кл. Н 02 Н 3/16, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР If 531228, кл. Н 02 Н 5/12, 1973.

) VAX

OhM- c-V tx(crV,-Uc

9{fHfl) Vet