Устройство для направленной защиты от замыкания на землю в компенсированной сети переменного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 801019536. А 3(51) Н 02 Н 3 16 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Вс,7 АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ак Почета" В.И,Ленина ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56 ) 1.Авторское свидетельство СР 723717, кл. Н 02 Н 7/26, 1976,2, Авторское свидетельство ССМ 476632, кл. Н 02 Н 3/16, 1975,(54 1(57 ) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ЗМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛИ ВКОМПЕНСИРОВАННОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГОТОКА, содержащее измерительный преобразователь напряжения, подключенный через фазовращатель к генераторуопорного сигнала, а также на каждомзащищаемом присоединении сети измерительные преобразователи тока нулевойпоследовательности и частотные фильтры, выходы которых через логический блок сравнения знаков подключены к исполнительному органу, о т л и ч а ю ц е е с я тем, что, сцелью повышения чувствительности, введены блок .подавления составляющей промышленной частоты и для каждого защищаемого присоединения блоки перемножения, первые входи которых подключены к выходам своих измерительных преобразователей токов нулевой после довательности, вторые входы через блок подавления составляющей промышленной частоты подключены к выходу генератора опорного сигнала, а выходы блоков перемножения подключены к входам соответствующих частотных фильтров, причем в качестве генератора опорного сигнала использован генератор суммы гармоник, кратных промышленной частоте.2, Устройство по п.1, о т л ич а ю ц с е с я тем, что в Качестве частотных фильтров использованы фильтры постоянной составляющей.40 Изобретение относится к электро- технике и энергетике и может быть использовано дляопределения повреж. денного присоединения при устойчивых замыканиях на землю в компенсированных сетях. 5Известно устройство для защиты, выполненное на базе синхронного детектора, содержащее датчики входных сигналов, подключенные к двум входам множителя, выход которого подключен 10 через фильтр постоянной составляющей к исполнительному органу 1).Для защиты сети с ком пенсированной нейтральв сигналы на входе множителя могут оказаться недостаточными для надежной работы устройства.Известно также устройство для централизованной направляющей защиты от замыканий на землю, работа которого основана на выделении из тока нулевой последовательности каждого присо20 единения составляющей 3-й гармоники и определения ее направления по отношению к постоянному по уровню опор" ному (поляризуемому ) напряжению трой. ной частоты, получаемом от генератора опорного сигнала, выполненного на базе утроителя частоты, питаемого от источника, подключенного к шинам 2).Однако возможности обеспечения устойчивости функционирования устройства ограничены, так как оно реагирует только на одну 3-ю гармоническую составляющую, в то время как состав высших гармоник тока нулевой 35 последовательности и их уровни не только различны в различных сетях, но и зависят от режима работы сети, степени компенсации, уровня напряжения .и других Факторов.Целью изобретения является повышение чувствительности.указанная цель достигается тем, что в устройство для направленной защиты от замыкания на землю в ком пенсированной сети переменного тока, содержащее измерительный преобразователь напряжения, подключенный через фаэовращатель к генератору опорного сигнала, а также на каждом защищаемом присоединении сети измерительные преобразователи тока нулевой последовательности и частотные Фильтры, выходы которых через логический блок сравнения знаков подключены к исполнительному органу, введены блок подавления составляющей промышленной частоты и для каждого защищаемого присоединения блоки пере; множения, первые входы которых подключены к выходам своих измеритель ных преобразователей токов нулевой последовательности, вторые входы через блок подавления составляющей промышленной частоты подключены к выходу генератора опорного сигнала, 65 а выходы блоков перемножения подключены к входам соответствующих частотных фильтров, причем в качествегенератора опорного сигнала.использован генератор суммы гармоник, кратных промышленной частоте.При этом в качестве частотныхфильтров используются Фильтры постоянной составляющей.На чертеже приведена функциональная схема устройства.Устройство содержит блоки 1 переяножения и частотные фильтры 2 постоянных составляющих по числу присоединений защищаемого объекта, генератор 3 суммы гармоник, кратных промышленной частоте, включенный на напряжение сети через фазовращатель 4,трансформатор 5 напряжения, блок бподавления составляющей промышленнойчастоты. Логический блок 7 сравнениязнаков, сравнивающий знаки постоянных,составляющих на выходах блоков 2,подключен к исполнительному органуне показан, Блоки перемножения подключены к измерительному преобразователю 8 тока нулевой последовательности,На один иэ входов блоков 1 перемножения (в качестве которых могутбыть использованы, например, интегральные микросхемы перемножениядвух величин ) от измерительных преобразователей 8 тока нулевой последовательности подается сигнал, пропорциональный току нулевой последовательности соответствующего присоединения и содержащий в общем случаесоставляющую основной частоты сетиЕ = 50 Гц и кратные ей высшие гармонические составляющие. На другиевходы блоков перемножения подаетсясигнал, представляющий сумму высшихгармоник, кратных основной частотесети Е = 50 Гц, от генератора 3 высших гармоник. В качестве такого генератора может быть использован нелинейный преобразователь синусоидальногонапряжения сети в несинусоидальноенапряжение (например, пик-трансформатор, подключенный через трансформатор5 напряжения на напряжение сети ).Для подавления основной гармоники счастотой Е = 50 Гц в выходном напряжении генератора высших гармоник служит блок (фильтр ) б.При эамыкании на землю, ток нулевой последовательности 1неповрежденного присоединения, имеющего емкость фазы по отношению к земле С,равен где щщ у - частота и фаза щ-й гар 3 Ымоники;101953 б Составитель Ю. БарабановРедактор Р. Цицика Техред Т.фанта .Корректор Л.Вокшан Заказ,3719/48 Тираж 617 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Ф 4 е ше ш шееефилиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Ток нулевой последорательностиповрежденного присоединения 1 О, равенсумме токов неповрежденных присоединений, взятых с обратным знаком, и.тока компенсирующих катушек сети, которым для высших гармоник можно пренебречьй =41 С;-Сю)а%О есоз 0 М Е),где С - емкость фазы на землю повпоВрежденного присоединения;п - число присоединений,Напряжение на выходе генератора 3с учетом подавления первой гармоникиблоком б равно 15ООц к " Ц щ щц+ )фгде Оп,ав,9 - амплитуда, частота ифаза генерируемой гармоники,Тогда на выходах блоков 1 перемножения, подключенных к неповрежденнымприсоединениям, постоянные составляющие определяются соотношениемц ЯО25пост 1 ф.1,."фом 0 юф (Чкгбп),а на выходе .блока 1, подключенного кповрежденному присоединению, соотношением ,цОосФ ПОЮи;МЪ(.,ЕС;-Спов)щО О,Чи(%п,-9,),где Й врезультирующий коэффициент.преобразования измерительныхпреобразователей тока и блоков перемножения.Таким образом, знак постояннойсоставляющей на выходе блока перемножения, подключенного к поврежденному присоединению, всегда противоцоложен знакам постоянных составляющих;на выходах блоков перемножения, подключенных к неповрежденным присоединениям.Ъ Постоянные составляющие на выхо" дах блоков перемножения выделяются с помощью блоков 2, и знаки и. сравниваются в логическом блоке 7, Логи" ческий. блок 7 выполняется таким об" разом, чтобы сигнал появлялся только на выходе его присоединения, у которого знак постоянной составляющей на выходе блока 7 иной чем на всех остальных присоединениях. Сравнение знаков постоянных составляющих может выполняться поочередно, например, с помощью прибора, реагирующего на среднее значение электрической величины, а также с использованием логических элементов И, ИЛИ.Для .получения наибольшей чувствительности генератора 3 включается на напряжение сети через регулируе - мый фазовращатель 4. При изменении фазы напряжения, подаваемого На.вход генератора высших гармоник, меняются их начальные фазы ф, и, следовательно, величина постоянной составлякщей на выходах блоков перемножения. Фазо" вращатель устанавливают в такое положение, при котором постоянные составляющие сигналов на выходах блоков перемножения максимальны. Для того, чтобы значения постоянных составляю-. щих сигналов на выходах блоков перемножения не зависели от того, какая из трех фаз сети повреждена, генератор высших гармоник целесообразно включить на напряжение нулевой последовательности. При выполнении устройства всегда можно обеспечить уровень высших гармо ник. на выходе генератора 3 е запасом, превышающим уровень, необходимый для устойчивой рабсвы блоков перемножения, т.е. требуемую чувствительность по поляризующей величине, что повышает надежность обнаружения поВреждения.