Устройство для защиты участка линии напряжением до 1000в от обрыва проводов Советский патент 1982 года по МПК H02H5/10 

1

Изобретение относится к релейной защите электрических сетей напряжением до 1000 В, в первую очередь к устройствам для защиты участка однофазной линии- напря ; ением до 1000 В от обрыва фазного и нулевого проводов в смешанных трехфазно-однофазных сетях.

Обрывы фазного и нулевого проводов в сетях до 1000 В приводят к нарушению технологического процесса у потребителя, выходу из строя электрооборудования и представляют повышенную опасность для людей и животных.

Известны устройства для защиты электрических сетей при помощи автоматов и предохранителей Е 1 J.

Недостатком данного технического решения является невозможность защиты электрических сетей напря хением до 1000 В от обрыва проводов вследствие отсутствия информативного признака в начале линии, т.е. в месте установки отключающего аппарата.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для контроля изоляции и защитного отключения электрических аппаратов в сетях с заземленной нейтралью напряжением до 1000 Bi;2.

Недостатком известного устройства является невозможность использования

10 его для контроля обрыва проводов участка однофазной линии в смешанйых трехфазно-одиофазнь1х сетях.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устрой15ства путем контроля обрыва фазного и нулевого проводов в смешанных трехфазно-однофазных сетях.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты

20 участка линии напряжением до 1000 В от,обрыва проводов в сетях с заземленной нейтралью, содержащее контур заземления подстанг(ии и фильтр

тока нулевой последовательности, установленный в начале контролируемого участка линии электропередачи, на выход которого подсоединен исполнительный орган, введены диода, первый из которых включен через введенный токоогранич(1ваю1чий резистор между фазой и землей до фильтра тока нулевой последовательности, второй между той же фазой и землей в конце контролируемого участка линии, причем упомянутые диоды по отношению к земле включены встречно, а третий между нулевым проводом и землей в конце контролируемого участка линии, )5 причем второй и третий диоды включены по отношению к земле согласно, исполнительный орган выполнен в ви, де фильтра токов четных гармоник и порогового органа, при этом величина токоограничивающего резистора определяется по выражению: - V« T/VVV где R - величина сопротивления токоограничивающего резистора R - сопротивление контура заземления подстанции; д - сопротивление провода участ ка линии от ее начала до конца контролируемой зоны: R-J - сопротивление участка земли от места установки исполнительного органа до кон ца контролируемого участка сети. V На фиг. 1 показана функциональная схема устройства для защиты участка линии напряжением до 1000 В от обрыва проводов; на фиг. 2 - схема выходных сигналов фильтра тока нулевой последовательности; на фиг. 3 схема замещения участка сети и предлагаемого устройства. В конце защищаемого участка трех фазно-однофазной линии 1 между фазным проводом и землей подсоединен диод 2, а между нулевым проводом и землей - диод 3. В начале контролируемого участка линии электропередач до фильтра тока нулевой последовательности,на выход которого подсоединен исполнительный орган 5. а выход последнего подключен к защитному автомату 6, между тем же фазным проводом и землей подсоединен токоограничивающий резистор 7 и диод В. Нейтраль питающего трансформатора 9 сое динена г. ;1емпе.й через сопротивление

контура заземления (показан в виде резистора 0 . Диоды 2 и 8 по отношению к земле включены встречно, а диоды 2 и 3 согласно (фиг.1) .

Устройство работает следующим образом.

При нормальной работе электрической сети ток протекат по цепи: в первый полупериод - через диод 8, резистор 7 и диод 3 и цепочку, образованную диодом 8, резисторами |t 7 и 10. Во второй полупериод - через диод 2 и резистор 10. Вследствие этого на выходе фильтра k тока нулевой последоватёльности .будет постоянный двухполупериодный сигнал ( фиг.2а). Исполнительный орган 5 не срабатывает при наличии этого сигнала. При обрыве фазного провода контролируемого участка 1 сети ток протекает по Цепи: диод 8, резистор 7, диод 3 диод 8, резисторы -7 и 10 и на выходе фильтра тока -нулевой последовательности появляется однополупериодный сигнал, что приводит к ерабатьшанию исполнительного органа 5i котОрый либо сигнализирует об обрыве, либо пpoизвoдиt откльэчение защитного автомата 6 (фиг.2б). При обрыве нулевого провода участка сети 1 ток протекает по цепи: диод 2, резистор 10. В этом случае также на выходе фильтра 4 тока нулевой последовательности появляется однополупериодный сигнал, что приводит к срабатыванию устройства (фиг.2в). Однако цепочка, образованная диодом 8, ре зисторами 7 и 10, не входит в. контур измерения фильтра k тока нулевой последовательности, а это вносит погрешность в измерение тока, протекающего по контролируемой цепи в первый полупериод,- в результате, чего возможно ложнОе срабатывание устройства. Поэтому, чтобы исключить BO3MO KHOcfV ложного срабатывания устройства, необходимо соблюдение следующего условия. Ток, проте.-, кающий в первый полупериод по цепи: диод 8, резистор 7, диод 3 и входящий в контур измерения фильтра тока нулевой последовательности 1(,(фиг.3а). должен быть равен току, протекающему по цепи: резистор 10, диод 2 - во второй полупериод 12.(фиг.3б). Такое равенство токов Li l2.co6людается при определенном соотношеНИИ сопротивлений R и F, которое определяется из фиг.За и 36 как фазное напряжение сети; величина сопротивления токоограничивающего резистора;сопротивление участка земли от места установк исполнительного органа до конца контролируемог участка сети; сопротивление провода участка линии от ее до конца .сонтролируемой зоны; сопротивление заземляющего контура подстанции контурный ток I контура контурный ток II контура;ток, гтротекаюидий в первый .полупериод через фильтр тока нулевой последовательности.; ток,протекающий во вто рой полупериод через (| ильтр тока нулевой последовательности. Используя и;звестное правило элек тротехники , можем записать следующие уравнения: из фиг.За (R7fRVRAЬjзjJ J j Л из фиг.36 Ii( Определив из уравнения|2) S R е и подставив его в урав VV% нЪйие Cl) , :-™ . cR,( , . получим : 1,. (fe, Для правильного срабатывания уст ройства необходимо, чтобы f|. довательно: Приравнивая токи 1 , и 1, определим величину токоограничивакицего резистора R. Следовательно, при соблюдении этого равенства токи, протекающие в первом,и втором полупериодах, равны между собой, и на выходе фильтра то8ка нулевой последователы:1ости будет сигнал, исключающий ложно.е срабатцвание устройства. В случае соизмеримости .сопротивления суммой сопротивлений R.+ Я, , достих ение равенства . - .- . , ,L определится соотнощением,5R. Формула изобретения Устройство для защиты участка линии напряжением до 100.0 В от обрыва проводов в сетях с заземленной нейтралью, содержащее контур заземления подстанции и фильтр тока нулевой последовательности, установленный в начале контролируемого участка линии электропередачи, на выход которого включен исполнительный орган,; о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения фу кциональных возможностей путем контроля обрыва фазного или нулевого проводов в смешанных трехфазно-однофазных сетях, Е| него введены три диода, первый из которых включен через введенный тоkooгpaничивaющйй резистор между фазным проёодом и до фильтра тоЧ ка нулевой последовательности., втоp6й- мземлей в конце контролируемого уцасТ ка линии, причем упомянутые диоды п0 отношению kземле встреч. но, а третий - между нулевым проводс|м и землей в конце контролируемого участка линии, причем второй и третий диоды включены по отношению к земле согласно, исполнительный орган выполнен в виде фильтра токов четных гармоник и порогрвого органа, при этом величина токоограничивающего резистора определяется rio выражению: т - величина сопротивления . токоограничивающего pieзистора;сопротивление контура за землемия пбдстанции сопротивление провода, участка линии от ее на чала до конца контролируемой зоны; г 7Э сопротивление участка земли от места установки исполнительного органа до конца контролируемого участка сети. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 5ЭЗВ8 1 . Гессен В, Ю. Аварийные режимы и защита от них в сельскохозяйственных электросетях, Л-М., 1Эб1, с.237. 2, Мотуско Ф, Я. Защитные устройства в электроустановках. М,, Энергия, 1973, с. 5.

ffl

,н8)

г г

ФИ1.1

«VI

/Г|

к л

-dZb

ч