Способ направленной импульсной защиты от однофазного замыкания на землю в сетях с компенсированной и изолированной нейтралью

союз советснихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН П Н 02 Н 3/ про Ф(71) Ивановский орзнергетический инснина(56) 1, АвторскоеМ 136445, кл, Н 022. Авторское свР 574810, кл, Н 02 Б НАПРАВЛЕННОЙ ИМПУЛЬСНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯТЯХ С КОМПЕНСИРОВАННОЙОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, включаюмгновенных значений 8007 52 А тока нулевой последовательности иопорной величины при переходномцессе, возникающем в момент нарушения изоляции фазы сети на землю,сравнение и запоминание начальныхзнаков переходного тока и опорнойвеличины и выдачу командного воздействия на исполнительные органы защиты при совпадении, знаков указанныхвеличин, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения селектиности н устойчивости функционирования, в качестве опорной величины используют скорость нарастания мгновенных значений напряжения нулевой последовательности переходного процесса в момент нарушения изоляции,фиксируемый по факту броска переходного тока.Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите электрических систем, и может быть использовано для выполнения устройств селективной сигнализации и защиты с действием на отключение при 5 кратковременных, перемежающихся и устойчивых замыканиях на землю в сетях, работающих с изолированной нейтралью или с нейтралью, заземленной через дугогасящую катушку. 10Известен способ определения поврежденного присоединения при устой" чивых, кратковременных и перемежающихся замыканиях на землю в компенсированных и некомпенсированных се- . 15 тях, основанный на сравнении амплитуд переходных токов нулевой последовательности во всех присоединениях защищаемого объекта 13.Недостатком данного способа является то, что при небольших кратностях токов в поврежденном и неповрежденных присоединениях возможны нарушения устойчивости функционирования защиты за счет погрешностей трансформаторов тока нулевой последовательности, Кроме того, устройства эащить 1 по указанному способу могут быть применены только в сетях ради,альной конфигурации.Наиболее близок к предлагаемому30способ выполнения импульсной направленной защиты от однофазных замыканий на землю, включающий измерениемгновенных значений тока нулевой последовательности и опорной величины -напряжения нулевой последователь"ности переходного процесса, возникающего при нарушении изоляции сети,определение, запоминание и сравнение начальных знаков переходного тока и опорной величины, блокировкузащиты при сочетании знаков, соот,ветствующем внешнему замыканию, ивыдачу командного воздействия на срабатываниена сигнал или на отключение ) при сочетании знаков, соответствующем замыканию в зоне,Защита, выполненная по известному способу, является наиболее универсальной, так как позволяет обеспечить селективное определение поврежденного присоединения при кратковременных, перемежающихся и устойчивыхзамыканиях на землю в компенсированных и некомпенсированных сетях любойконфигурации 23.ФНедостатком способа является воэможность неселективных действий за щиты при искажениях начальных знаков напряжения Оо или тока 1 о засчет смещения нейтрали сети, появляющегося в нормальном .режиме принесимметрии емкостей фаэ сети наземлю, при перемежающихся дуговыхзамыканиях на землю или создаваемогоискусственно для обеспечения нормальМ и моорор ЬроЗ 03 принужденные составляющие тока и напряжения нулевой последовательности промиаленной частоты;свободные составляющие тока 1 о и напряжения Оо, обусловленные разрядом емкостейповрежденной фазы се. ти;свободные составляющие тока и напряжения,обусловленные зарядомемкостей неповрежденных фаз сети. ного функционирования некоторых устройств автоматической настройки дугогасящих катушек сети. Кроме того,устройства защиты по данному способумогут неправильно действовать из-занедостаточной чувствительности понапряжению при возникновении замыкания в момент, когда напряжение наповрежденной фазе и, следовательно,амплитуда первой полуволны переходного напряжения нулевой последовательности близка к нулю,Цель изобретения -.повышение селективности и устойчивости функционирования защиты.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу направленной импульсной защиты от однофазногозамыкания на землю в сетях с компенсированной и изолированной нейтралью,включающему измерение мгновенных значений тока нулевой последовательности и опорной величины.при переходномпроцессе, возникающем в момент нарушения изоляции фазы сети на землю,сравнение и запоминание начальныхзйаков переходного тока и опорнойвеличины и выдачу командного воэ"действия на исполнительные органызащиты при совпадении знаков .указанных величин, в качестве опорной веЯичины используют скорость нарастания мгновенных значений напряжениянулевой последовательности переходного процесса в момент нарушенияизоляции, Фиксируемый по факту появления броска переходного тока.На чертеже приведен вариант структурной схемы защиты, реализующей.способ.Действие защиты, выполненной попредлагаемому способу, основано наследующем.Переходный ток нулевой последовательности поврежденного присоединения, имеющего емкость фазы по отношению к земле, с достаточной точностью определяется выражениемаиоо =ор 14 +оз = о 1 д+Переходный ток нулевой последовательности поврежденного присоединения равен сумме переходных токов 1 всех неповрежденных присоединений (подключенных к шинам защищаемого объекта), взятых с обратным знаком.= Г +о поеопр пов ор поз ф вз поз( Оопр + Оор+ О оз ) фгде С - суммарная емкость фазы сеоХти на землю;,Сопоз- емкость Фазы на землю поврежденного прйсоединения. 15Влиянием тока дугогасящей катушки на переходной ток в поврежденном присоединении в начальной стадии переходного процесса можно пренебречь вследствие его малого значения по сравнению .с разрядной и зарядными составляющими тока ор пов "оз павИз приведенных соотйомений следует, что начальные знаки переходного тока о о и его свободных составляющих ор по и оз пов в поврежденномор ловприсоединении всегда совпадают соответственно с начальными знаками скорости нарастания напряжения, оцениваемой, например, производной ЬОр/Ьс и его свободных составляющих ЬОо /Ьс и. ЬО.о /Ьс независимо от соотношений между начальными знаками токов 1 о ювор и и оз и напряоз пов жений Оо, О и Оо, которые могут быть искажены из-за влияния смещения 35 нейтрали или активных сопротивлений в цепи тока замыкания на, землю. В неповрежденных присоединениях начальные знаки переходного токаи его свободных составляющихор 40 и Оо всегда противоположны началь 03ныл знакам скорости нарастания на;пряжения нулевой последовательности .ЬОо/Ьс и ее соответствующих состав- . ляющих ЬОор/Ь с и ЬОоз /Ь с о45Иэ приведенных соотношений следуету что соотношения между начальными знаками переходного тока и скорости изменения напряжения нулевой последо" вательности не меняются при подавлении в токе и напряжении составля жх 50 промышленной частоты или отдельных свободных составляющих.Защита, реализующая представленный способ, содержит блок 1-,. формирующий сигнал, пропорциональный"скорости 55 нарастания напряжения нулевой последовательности (например, дифференциатор ), блоки 2 и 3 сравнения начальных знаков и входных величин, элементы 4 и 5 памяти и блок б взаимной 60 блокировки на время существования замыкания на землю элементов 4 и 5 памяти при срабатывании одного иэ них.Устройство работает следующим образом. 6 При возникновении замыкания на землю напряжение от фильтра напряжения нулевой последовательности поступает на вход блока 1, С выхода блока 1 сигнал, пропорциональный скорости нарастания напряжения нулевой Последовательности, подается на входы блоков 2 и 3 сравнения зйаков. На другие входы указанных блоков подается сигнал, пропорциональный току нулевой последовательности о от Фильтра токов нулевой последовательности, Сигналы на выходах блоков 2 и 3 появляются только при наличии сигналов на обоих входах, т,ев момент возникновения замыканияна землю, когда появляется бросок переходного тока. Если зажкание произошло на защищаемом присоединении, то начальные знаки переходного тока 1 о и скорости нарастания напряжения ЬОо/Ьс совпадают и на выходе блока 2 йоявляется сигнал, обусловливающий срабатывание элемента 4 памяти, С выхода элемента 4 амяти подается сигнал о срабатывании защиты. Одновременно выходным сигналом элемента 4 памяти через блок 6 осуществляется блокировка элемента памяти 5, чем предотвращается возможность его неправильного срабатывания в последующие моменты времени, когда при развитии переходного процесса соотношения знаков токаи скорости нарастания напряжения ЬОо/Ьс могут изменяться. Элементы 4 и 5 памяти и блок б должны обладать быстродействием, обеспечивающим их срабатывание в течение первых полуволн контролируемых величию. При замыкании вне эоны начальные знаки переходного тока и скорости нарастания напряжения не совпадают, поэтому первым появляется сигнал на выходе блока 3 сравнения и обуслбвливает срабатывание элемента 5 памяти. Выходной сигналэлементах 5 памяти через блок б блокирует элемент 4 памяти на время существования замыкания на землю, исключая воэможность срабатывания защиты при изменении соотношений знаков скорости изменения напряжения и переходного тока в пос-: ледующие моменты времени переходного процесса. Таким образом, обеспечивается селективность защиты при нарушениях соотношений между начальными знаками переходного тока и напряжения нулевой последовательности или их отдельными составляющими, обусловленных смещением нейтрали сети или влиянием акгивных сопротивлений в цепи тока эа" ьвкания на землю, а также повышена устойчивость ее Функционирования при возникновении замыкания в мэмент наличия на поврежденной фазе напряжения, близкого к нулю.