Устройство для защиты от замыканий на землю в электрической сети с изолированной нейтралью

(19) П 1 2 Н 3 16 СССР КРЫТИ РЕТ ЕТЕЛЬСТ тут инженер производст А.А.МеренковКузнецов ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛ 10 В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИС ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ(57) Изобретение относится к областиэлектротехники и предназначено длязащиты электрических сетей с изолированной нейтралью от замыканий наземлю. Цель изобретения - повышениеточности работы путем компенсацииосновной гармоники напряжения небаланса. При однофазных замыканиях наземлю нагрузка на.трансформатор тока,установленный в поврежденной фазе линии, из-за отсутствия обратного провода резко меняется. Это приводит кпоявлению разности потенциалов междунейтральными точками обмоток трансформаторов 7,8,9 тока и переменныхрезисторов 13,14,15. Исполнительныйорган срабатывает, подавая сигнал оналичии замыкания на линии. При настройке величины сопротивлений переменных резисторов 13,14,15 подбираются такими, чтобы при отсутствиитока нулевой последовательности напряжение основной гармоники междунулевыми точками трансформаторов 7,8,9 и переменных резисторов 13,14,15равнялось бы нулю. Поскольку токовыеи угловые погрешности измерительныхтрансформаторов тока 1,2,3 и сопротивления обмоток измерительных приборов 10, 11, 12 при изменении токанагрузки линии от нуля до номинального изменяется незначительно, напржение основной гармоники небалансапрактически остается равным нулю.Таким образом, предложенное устройство обеспечивает одновременно нормальный режим работы трансформаторовтока и, следовательно. снюкение ос1358031новной гармоники напряжения небалан- увеличение напряжения на выходе фильга на выходе фильтра и значительное тра в режиме замыкания на землю. 1 ил.1Изобретение относится к техникерелейной защиты, а именно к устрой"ствам защиты от замыканий на землюв электрических сетях с изолированной нейтралью. 5Целью изобретения является повышение точности работы путем компенсации основной гармоники напряжениянебаланса.На чертеже показана принципиальная электрическая схема устройствадля защиты электрических сетей с изолированной нейтралью.Устройство состоит из трех трансформаторов 1-3 тока, установленныхв фазах 4-6 линии электропередачи,К вторичным обмоткам 7-9, соединенным в полную звезду, подключены двеполных звезды из постоянных резисторов 10-12 и переменных резисторов 2013-15. Между нулевыми выводами резисторов 13-15 и обмоток 7-9 трансформаторов тока включен исполнительный орган 16 Величины сопротивленийпостоянных резисторов 10-12 принимаются не более известной величины сопротивления допустимой нагрузки натрансформаторы тока,Минимальные значения сопротивлений переменных резисторов 13-15 уста- ЗОнавливаются не менее, чем на порядокбольше значений сопротивлений резисторов 10-12.В качестве резисторов 10-12 могутбыть использованы токовые обмотки из- З 5мерительных приборов, например амперметров и счетчиков активной энергии.Так как эти приборы в схемах защитыи измерений обязательно присутствуют,то в целом устройство защиты еще более упрощается.В дальнейшем изложение ведетсядля схемы, где в качестве резисторов10,11,13 используют обмотки измерительных приборов. 45В нормальном режиме работы линииэлектропередачи режим работы трансформаторов тока с вторичными обмотками 7-9 определяется величиной токав линии и сопротивлением измерительных приборов 10-12, Поскольку в диапазоне рабочих токов характеристики .трансформаторов 1-3 тока линейны, топри идентичности трансформаторов иодинаковых значениях сопротивленийизмерительных приборов 10-12 разностьпотенциалов между нейтральными точками вторичных обмоток 7-9 трансформаторов тока 1-3 и измерительных приборов 10-12 равна нулю. В связи сэтим отпадает необходимость в обратном проводе в схеме полной звезды. Потенциал нейтральной точки звезды переменных резисторов 13-15 можно менять, изменяя величину сопротивлений резисторов, В устройстве величины сопротивлений переменных резисторов 13-15 при настройке подбираются такими, чтобы при отсутствии тока нулевой последовательности в линии напряжение основной гармоники между нейтралями вторичных обмоток 7-9 трансформаторов и переменных резисторов 13-15 равнялось нулю. Это легко удается осуществить и в том случае, когда характеристики измерительных трансформаторов 1-3 тока резко неидентичны, Поскольку токовые и угловые погрешности измерительных трансформаторов 1-3 тока и сопротивления обмоток измерительных приборов 10-12 прй изменении тока нагрузки линии от нуля до номинального изменяются незначительно, напряжение основной гармоники небаланса практически остается равным нулю. Третью гармонику напряжения небаланса фильтра токов нулевой последовательности можно легко отфильтровать в исполнительном органе 16 с помощью, например, простого заграждающего КС-фильтра. Влиянием высших гармонических составляющих, кратных13580 Составитель Л.ВаськоваРедактор Л,Лангазо Техред А,Кравчук Корректор А Обручар Тираж 618 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Заказ б 003/53 Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная,4 трем, из-эа их малости можно пренебречь.При однофазных замыканиях на землю нагрузка на трансформатор тока, установленный в поврежденной фазе линии, из-эа отсутствия обратного провода резко изменяется. Последнее приводит к появлению разности потенциалов между нейтральными токами об моток 7-9 трансформаторов тока и переменных резисторов 13-15. На входе исполнительного органа появляется напряжение, и он срабатывает, подавая сигнал о наличии замыкания на линии. 15 Для обесгечения селективности действия исполнительный орган выполняется направленньм, Ток повреждения в случае двойного замыкания на землю, когда точки повреждения находятся на 2 О разных линиях распределительной сети, имеет значительную величину (первое значение порядка 1,5-2,0 кА). Это может привести к перенапряжениям на вторичных обмотках ТТ а также к вы:" ходу из строя устройства. Поэтому необходимо правильно подобрать параметры устройства, например исполнительный орган должен иметь разделительный трансформатор, обеспечивающий малое ЗО входное сопротивление, могут быть также использованы разрядники типа РБ.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает одновременно 314нормальный режим работы трансформаторов тока и, следовательно, снижение основной гармоники напряжения небаланса на выходе фильтра, а также значительное увеличение напряжения на выходе фильтра в режиме замыкания на землю,формула изобретения Устройство для защиты от замыканий на землю в электрической сети с изолированной нейтралью, содержащее подключаемые к фазным проводам Сети трансформаторы тока, вторичные обмотки которых соединены в звезду, фазные выводы которых связаны с регулируемыми резисторами, соединенными в звезду, нулевой вывод которой подключен к одному выводу исполнительного органа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы путем компенсации основной гармоники напряжения небаланса, в него введены дополнительные три резистора, соединенные в звезду, выводы которой подключены к фазным выводам вторичных обмоток упомянутых трансформаторов тока, нулевой вывод которых соединен с другим выводом исполнительного органа, при этом сопротивления регулируемых резисторов, по крайней мере на порядок больше сопротивлений дополнительных резисторов.