Устройство для защиты от замыкания на землю и контроля изоляции электроустановки переменного тока Советский патент 1982 года по МПК H02H3/17 G01R27/16 

9 помехи суммируется с током полезного сигнала, определяемого величиной содротивления изоляции защищаемого оборудования. Если ток намагничивания соизмерим Ь током полезного сигнала или гфевьшает его (при больших значениях сопротивления изоляции), колебания тока намагничивания при изменениях выходног напряжения источника определяют колебания суммарного тока в иа{иерительном органе защиты и в органе контроля изоляции и не позволяют выявлять незначительный ток полезного сигнала. Даже при стабильном выходном напряжении источника возможные в .эксплуатации незначительные захрубления измерительног органа защиты и органа контроля изоляции, которые могут приводить к существенной потере чувствительности устройства по контролируемому параметру (зна чению сопротивления изоляции электроустановки). Уменьшение тока намагничивания раз делительного трансформатора традиционными путями (увеличение числа витков обмоток и сечения магнитопровода) приводит к усложнению конструкции трансформатора и увеличению его размеров. Цель изобретения - повышение чувствительности устройства и точности его работы. Указанная цель достигается тем, что в устройство введен орган компенсации остаточного тока намагничивания, имеющий два входа и один выход, причем первый вход органа компенсации включе параллельно выходу источника переменно го напряжения, второй вход включен последовательно с первичной обмоткой раз делительного трансформатора, а на выход органа компенсации включены измер тельный орган защиты и орган контроля изоляции. Кроме того, устройство снабжено под ключенным параллельно .вторичной обмот ке разделительного трансформатора конденсатором. При этом указанный орган компенсации может быть выполнен на резисторе и двух промежуточных трансформаторах, причем резистор и первичная обмотка одного из промежуточных трансформаторов соединены последовательно, а их св бодные концы образуют первый вход орг на компенсации, концы первичной обмотк второго -промежуточного трансформатора образуют второй вход органа компенсации, вторичные обмотки обоих промежу74точных трансформаторов соединены встречно-последоватепьно, а их свободные концы образуют выход органа компенсации. Орган компенсации может быть выполнен на двух резисторах и катущке инуктивности, параллельно которой включен конденсатор, компенсирующий основную гармонику реактивной составляющей тока катушки, причем первый резистор и катушка с параллельно включенными конденсатором соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход органа компенсации, концы второго резистора образуют второй вход органа компенсации, а точка объединения первого резистора с катую/Кой и точка объединения последовательно соединенных второго резистора с первичной обмоткой разделительного трансформатора образуют ВЫХОД органа компенсации. Орган компенсации может быть выполнен на трех резисторах, причем два резистора соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход органа компенсации, концы третьего резистора образуют второй вход органа компенсации, точка объединения двух первых резисторов и точка объединения последовательно соединенных третьего резистора с первичной об1моткой раздели--« тельного трансформатора образуют выход органа компенсации. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2-4 варианты вылолнения органа компенсации. Источник 1 переменного напряжения (фиг. 1) через разделительный трансф(матор 2 соединен с вьшрямителем 3, выпрямленное напряжение которого накладывается на цепи защищаемой электроустановки 4 через нейтраль первичных обмоток трансформатора 5 напряжения. Шунтирующий конденсатор 6 обеспечивает путь для протекания переменного тока. Фильтр 7 ослабляет переменное напряжение, которое может подаваться на защиту со стороны защищаемой электроустановки. Разрядник 8 предусмотрен на случай нарушения цепи шунтирующего конденсатора 6. Параллельно одной из обмоток разделительного трансформатора 2 включен конденсатор 9, компенсирующий основную гармонику индуктивной состав-ляющей тока намагничивания трансформатора. Возможно подключение двух конденсаторов как к одной, так и к другой обмоткам трансформатора. Орган lO компенсации остаточного тока намагничивания своим первым входо 11 включен параллельно источнику I, а вторым входом 12 включен последовательно с первичной обмоткой разделитель ного трансформатора 2. На выход 13 органа 10 компенсации включены измерительный орган 14 защиты с исполнительным блоком и орган 5 контроля изоляции, соединенные между собой последовательно или параллельно. Выбс способа соединения измеритель ного qpraHa и органа кош-роля- зависит о их вьтолнения: при полупроводниковых ор ганах предпочтительным является параллельное соединение. Орган 16 блок1фовки предусмотрен для исключения ложного действия измерительного сргана 14 защиты и органа 15 контроля изоляции от зарядного тока шунтирующего конденсатора 6 в момент подачи питающего напряжения на источник 1 переменного напряжения. Ток на входе 11, пропсрциональный величине выходного напряжения источника 1 переменного напряжения, в органе 1О компенсации взаимно компенсируется с током намагничивания разделительного трансфс матора 2, поступающим на вхсд 12. В результате при бесконечно большом сопротивлении изоляции контролируемой электроустановки 4 на выходе 13 присутствует лишь небольшой сигнал, обусловленный нгточностью компенсации. Таким образом, орган 1О KOMneHcauJO позволяет уменьшить зависимость работы измерительного органа 14 защиты и органа 15 контроля изоляции от тока намагничивания разделительного трансфер матора 2, повысить чувствительность ycf ройства и точность его работы. В устройстве орган 10 компенсации С фиг. 2) выполнен из резистора 17 и двух промежуточных трансферMaTqpoB 18 И 19. Резистор 17 и первичная обмотка трансформ 18 соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход 11 сагана компенсации. Кон цы первичной обмотки трансформатч а 19 образуют второй вход 12. Выход 13 органа компенсации образован свободными концами вторичных обмоток промежуточных трансформаторов 18 и 19, соединенных встречно-последовательно. При бесконечно большом сопротивлении изоляции контролируемой электроуставки 4 происходит взаимная компенсация напряжений на вторичных обмотках трансформаторов 18 и 19. Трансформаторы 18 337 и 19 обеспечивают также электрическую развязку саганов устройства в случаях, когда такая развязка необходима. В устройстве орган 1О компенсации (фиг. З) вьшолнен из двух резисторов 20и 21 и катушки 22 индуктивности, параллельно которой включен конденсатор 23, компенсирующий основную гармонику реактивной составляющей тока катушки. Резистс 20 и катушка 22 с параллельно включенным конденсатором 23 соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход 11 органа компенсации. Концы резистора 21 образуют второй вход 12. Точки объединения резистора 2О с катушкой 22 и резистора 21 с первичной обмоткой разделительного трансформатора 2 образуют выход 13 органа 10 компенсации. При бесконечно большом сопротивлении изоляции контролируемой электроустановки 4 падения напряжений на резисторах 2О и 211фимерно равны и напряжение на выходе 13 близко к нулю. Использование катушки 22 и конденн сатора 23 позволяет получить наименьшую зависимость работы устройства от изменений частоты и искажений формы напряжения источника I. В устройстве орган Ю компенсации (фиг. 4) Вьшолнен из трех резисторов 24-26. Резисторы 24 и 25 соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход 11 органа компенсации. Концы резистора 26 образуют второй вход 12. Точки объединения резистора 24 с резистором 25 и резистора 26 с первичной обмоткой разделительного трансформатора 2 образуют выход 13 органа 10 компенсации. Устройство с использованием органа компенсации по фиг. 4 имеет бапее простое исполнение по сравнению с устро ством, в котором используется срган компенсации по фиг. 3, и используется в случаях, когда могут быть снижены требования к чувствительности и точности работы. Предлагаемое устройство позволяет повысить чувствительность и точность ра боты, благодаря чему расширяется область его использования. Формула изобретения I. Устройство для защиты от замыканкя на землю и контроля изоляции элек троустановки переменного токп по авт. св. 79 М 690584, отличающее, ся тем, что, с целью повышения чувствнтель ности устройства и точности его работы, в него введен орган компенпации остаточного тойа намагничивания, имеющий два входа к один выход, причем первый вход органа компенсации включен паралле льно выходу источника переменного напр жения, второй вход включен последовательно с первичной обмоткой разделитель ного трансформатора, а на выход органа компенсации включены измерительный орган защиты и орган контроля изоляции. 2. Устройство по п.-1, отличают е е с я тем, что оно снабжено под ключенным параллельно вторичной обмотке разделительного трансформатора конденсатором. 3. Устройство по п. 1, отлич а- ю щ е е с я тем, что упомянутый орган компенсации выполнен на резисторе и двух пре 1ежуточных трансформаторах, причем резистор н первичная обмотка одного из промежуточных трансформаторов соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход органа компенсации, концы первинной обмотки второго промежуточного трансформатора образуют второй вход органа ком пенсации, вторичные обмотки обоих промежуточных трансформаторов соединены встречно-последовательно, а их свободные концы образуют выход органа компенс ции. 7 4. Устройство по п. I,отличающее с я тем, что упомянутый орган компенсации вьшолнен на двух резисторах и катушке индуктивности, параллельно которой включен конденсатор, компенсирующий основную гармонику реактивной составляющей тока катушки, причем порвый резистор и катушка с параллельно включенным конденсатором соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход органа компенсации, концы второго резистора образуют второй вход органа компенсации, а точка объединения первого резистора с катушкой и точка объединения последовательно соединенных тгоррго резистора с первичной обмоткой разделительного трансформатора образуют выход органа компенсации. 5. Устройство по п. 1, отличающее с я тем, что упомянутый орган компенсации выполнен на трех резистоpax, причем два резистора соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход органа компенсации, концы третьего резистора образуют второй вход органа компенсации, точка объединения двух первых резисторов и точка объединения последовательно соединенных третьего резистора с первичной обмоткой разделительного трансформатора образуют выход органа компенсации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 69О584, кл- Н О2 Н 3/17, 1977.

Фе/г. /

-

n

-r

11

r/2

r

f2

фиг,3

Фг/г.