Устройство для токовой защиты от замыкания на землю в сети переменного тока с заземленной нейтралью Советский патент 1982 года по МПК H02H3/08 

если ток замыкания имеет большую апериодическую слагающую, а также использование сложного реле, уставка которого должна эагрубляться при наличии в токе нулевой последовательности признаков БТН: апе.риодической слагагацей или второй гармоники.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для токовой защиты от замыкания на землю в сети переменного тока с заземленной нейтралью, содержа1цее реле ускорения, трансформатор тока нулевой последовательности, выход которого подключен к двум основным реле тока с различными уставками срабатывания, три реле времени, выходы которых через первый логический -элемент ИЛИ подключены к входу исполнительного органа, причем входы двух реле времени подключены соответственно к выходам двух указанных основных реле тока, а вход третьего реле времени - к выходу логического элемента И, первый вход которого подключен к выходу реле ускорения , второй - к выходу второго логического элемента НЛН, а третий к выходу основного реле тока с меньшей уставкой срабатывания, введены трансформаторы фазных токов и треть реле тока с тремя входами, подключеными к выходам трансформаторов фазных токов, причем инверсный выход третьего реле тока подключен к первому входу второго логического элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу основного реле тока с болыней уставкой.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит три реле тока 1, 2 и 3. Входы реле тока 2 и подключены к трансформатору тока нулевой последовательности, а реле тока 1 - к трансформаторам фазных тков (не показаны). Логические элементы ИЛИ 4 и И 5 объединяют выходы реле тока 1,2 и 3. Выходы реле времени 6,7 и 8 через логический элемент ИЛИ 9 подключены к исполнительному органу 10, Реле И ускорения подключено к логическому элементу J1 5,

В нормальном рабочем режиме ра-боты защищаемой линии к устройству подведены токи фа, по величине не превыидд1Ю1ИИ@ номинальный ток-линии. Ток нулевой преледовательности отсуствует. Реле ускорения 11 не работает, На инвевсном BtJXQfle то ка 1, регулирующего на максимальный ия фазных трков, сигнал имеет высокий уровень, на выходах грубого 2 и чувствительного 3 реле тока нулевой последовательности - низкий, на выходе элемента ИЛИ 4 - высокий на выходах элементов И 5, реле времени 6,7,8 элементы ИЛИ 9 и исполнительного органа 10 - низкий, устройство не работает на отключение выключателя .линии.

При замрлкании на землю во время работы линии отсутствует сигнал от реле 11 ускорения, поэтому на выходе элемента И 5 не появляется сигнал с высоким уровнем, реле тока 2 3 работают каждое со своей выдержко времени, без ускорения.

При подаче напряжения на линию выключателем предьщущего участка, а такясепри трехфазном коротком замыкании на линии, питающей силовые трансформаторы, которые могут в йто время не нести нагрузку, после отключения этого замыкания по линии протекает бросок тока намагничивания трансформат;оров. Цепь ускорения { через элемент- И 5 и элемент задержки 6) не работает. Грубое реле тока 2 срабатывает в течение времени разновременности включения или отключения фаз выключателя включающего в транзит или отключающего короткое замыкание, но после включения (отключения) третьей фазы отпадает. Это объясняется тем, что при форме броска тока намагничивания в нулевом проводе, характерной для трехфазных сетей с заземленной нейтралью, уставка грубого реле тока 2 выше максимально возможной величины переменной составляющей тока нулевой последовательности после установления полнофазного режима, а на затухающую со временем апериодическую слагающую тока реле не реагирует благодаря поглощению ее входным трансформатором тока реле. Чувствительное реле тока 3 может в зависимости от его уставки остаться в сработанном состоянии на время существования переменной. Однако это время составляет 0,15-0,3 с, а выдержка времени неускоренной чувствительной ступени значительно больше этого времени (больше 1 с), поэтому исполнительный орган 10 защиты не срабатывает ,

При включении линии с трансформатором посредством защищаемого выключателя действие обоих реле тока 2 и 3 по цепям собственных выдержек времени через реле времени 7 и 8 аналогично предыдущему случаю. Однако, цепь ускорения работает, но защита заблокирована, так как если периодическая слагающая тока нулевой последовательности (после довключения третьей фазы) превышает уставку чувствительного реле тока 3, то это означает, что.

по крайней мере, в одной из фаз протекает ток, превышающий номи- нальный (фазный ток при броске тока намагничивания). Длительность существования большого фазного тока (7-8 с) значительно превышает длительность нахождения чувствительного реле тока 3 в сработанном состоянии. Поэтому защита заблокирована элементом И 5.

При включении линии на неустраненное замыкание на землю посредством защищаемого выключателя работает реле 11 ускорения, работаютгрубое реле тока 2 (так как место замыкания, расположено на защищаемой линии ) и чувствительное реле тока 3. Защита срабатывает с выдержкой времени реле времени 6, предназначенной для отстройки от неодновременности включения фаз выключателя, В этом режиме устройство имеет большее быстродействие чем защиты, использующие реле, уставка которых загрубляется при наличии в токе апериодической слагающей или второй гармоники, которые могут присутствовать не только в броске тока намагничивания, но и в токе замыкания, особенно, при насыщении трансформатора тока апериодической слагающей тока.

Кроме того, отсутствие реле тока защиты фильтров основной или второй гармоники приводит к тому, что в защите нет дополнительных Зс1медлений, вызванных переходными процессами в этих фильтрах.

Использование устройства для защиты трехфазных линий переменного то ка в сетях с заземленной нейтралью

позволит уменьшить время отключения

выключателя при его включении на замыкание на землю, что уменьшит ушерб, причиняемый высоковольтному оборудо- .анию, от такого включения. Упростится настройка и наладка защиты, а

соответственно, и расходы при изготовлении и эксплуатации защиты.

Формула изобретения

Устройство для токовой защиты от

замыкания на землю в сети переменного тока с заземленной нейтралью, содержащее реле ускорения, трансформатор тока нулевой последовательности, выход которого подключен к

двум основным реле тока с различными уставками срабатывания, три реле времени, выходы которых через первы логический элемент ИЛИ подключены к входу исполнительного органа, причем входы двух реле времени подключены соответственно к выходам двух указанных основных реле тока, а вход третьего реле времени - к выходу логического элемента И, первый вход которого подключен к выходу реле ускорения, второй -,к выходу второго логического элемента ИЛИ, а- третий - к выходу основного реле тока с меньшей уставкой срабатывания, отличающ е е с я тем, что, с целью повыше25

ния быстродействия, введены трансформаторы фазных токов и третье реле тока с тремя входами, подключенными f( выходам трансформаторов фазных токов, причем инверсный выход третьего

30 реле тока подключен к первому входу второго логического элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу основного реле тока с большей уставкой.

35 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Кожин А.Н., Рубинчик В.А. Релейная эгицита линий с ответвлениями. М., Энергия, 1967, с.32-33.

40 2. Малый А.П., Нудельман Г.С. и Найман А.Н, Полупроводниковая токовая направленная защита нулевой последовательности,Труды ВНИИР, вып. 5, Чебоксары, 1976, с.192-204.