Способ защиты сети переменного тока от замыкания на землю

МЗ СОНЕ СНИХ ОЫ 1 АЛЙС 1 ИЧСН Р Ф,1394 51)4 Н 02 Н 3/ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ О(54) С 110 СОН ЗАЩ ТОКА ОТ ЗАМЫКАН (57) Изобретени технике, в част щите электричес ет реализовать на землю сетей игнал.на вы 5 и 6полярнос амыкания, ти тока .и овательно Цель изоб енин надеж Я олярности динаковой пая через ксаторо хода появ ся сигн посг и оторые, пост лок 8 на исп ут его сраба логиче цесса увели и нительныивание. ан 13 ГОСУДАРСТВЕННь 1 Й НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОКРЕТЕНйй И ОТНРЬГ:1 й БТОРСИОМУ СьйДЕТЕПЬС(71) Волжское объединение по производству легковых автомобилей(56) Авторское свидетельство СССР Ф 1078526, кл. Н 02 Н 3/16, 1982.Авторское свидетельства СССР 11 930474, кл, Н 02 Н 3/16, 1980,ТЫ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГОЯ НА ЗЕМЛЮ е относится к электроюсти к релейной заих систем, и позволяащиту от замыкании малым током аднофазреагирующую на по- напряжения нулевой ти переходного проретения состоит в ности энергоснабжения утем повышения селективности и строики от помех. При однофазном замыкании на землю на выходах датчиковтока и напряжения нулевой последовательности 2 и 1 появляются сигналы,пропорциональные производным и вынужденным составляющим входных величин. При достижении производной токанулевой последовательности порогового значения пусковой орган 5, срабатывая, вызывает фиксацию знака производной тока нулевой последовательности фиксатором 7 полярности тока.В момент изменения полярно"ти производной тока срабатывает фиксатор 6полярности прсизводной напряжения.Если замыкание на землю произошловне защиты, то фиксаторы полярности5 и 6 зафиксируют сигналы разной полярности и на выходе логического блока 8 сохранится нулевои сПри замыкании в зоне защитыИзобретение относится к электро-технике, в частности к релейной защите электрических систем, и можетбыть использовано для защиты сетей,работающих как с изолированной, так5и с компецсированцоц цейтралью, атакже в сетях с компенсацией потенциала поврежденной фазы,Цель изобретения - повышение надежности электроснабжения путем увеличения селектцвцости ц помехоустойчивости,На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ,Устройство содержит преобразователь 1 напряжения нулевой последовательности, преобразователь 2 токанулевой последовательности, блок 3контроля отсутствия междуфазногокороткого замыкания, блок 4 возврата,пусковой орган 5, фиксатор 6 полярности производной напряжения, фиксатор 7 полярности производной тока,логический блок 8 с элементом задержки, исполнительный орган 9.Устройство работает следующим образом.В нормальном режиме работы сетивеличины напряжения нулевой последовательности и тока нулевой последовательности близки к нулю. На выходах преобразователей 1 и 2 имеютсявыходные напряжения цебаланса, величины которых недостаточны для срабатывания блоков 4 и 5. На выходахблоков 3-8 - нулевые сигналы. Исполнительный орган 9 находится в исход"цом.состоянии,Гри одцофазцом замыкании ца землю в месте замыкания протекает ток переходного процесса, который содержит две свободных и одну вынужденную составляющую, те же составляю щие содержатся и в направлении нулевой последовательности, На выходах преобразователей 1 и 2 появляютсясигналы, пропорциональные производной и вынужденной составляющим входных величин, Сигнал, пропорциональный производной тока нулевой последовательности, поступает ца второй вход фиксатора 7 полярности тока и на Второй вход пускового Органа 5. 55 Фиксатор 7 полярности тока заблокирован нулевым сигналом от пускового органа 5. Сигнал, пропорциональный производной напряжения нулевой последовательности, поступает на первыйаналоговый вход фиксатора 6 полярности напряжения, который также заблокирован нулевым сигналом с первого выхода пускового органа 5, Придостижении входным сигналом порогового значения снимается блокирующийсигнал с входа фиксатора 7 полярности тока с выдержкой времени, отстроенной от длительности существованиясвободной составляющей, обусловленной разрядом емкости поврежденнойфазы. Последний, срабатывая, фиксирует знак производной тока нулевойпоследовательности в момент снятиявходного блокирующего сигнала,При положительной полярности выходной сигнал появляется на первомвыходе фиксатора 7, а при отрицательной - на втором. Одновременное появление или наличие выходных сигналовца первом и втором выходах исключено.Исключено также переключение выходных сигналов при изменении полярности входного сигнала. В момент изменения полярно .ти производной токанулевой последовательности, т.е, вмбмецт достижения экстремума первойполуволны свободной составляющейтока, обусловленной дозарядом емкостей неповрежденных фаз, снимаетсяблокирующий сигнал с входа фиксатора 6 полярности напряжения, Последний, срабатывая, фиксирует знак производной напряжения нулевой последовательности в момент снятия блокирующего сигнала со своего входа, Работа блока 6 аналогична работе блока 7,Выходной сигнал с второго выхода пускового органа 5 запускает блок 4 возврата 4, однако появившееся напряжение на первом выходе блока 1, пропорциональное вынужденной составляющей напряжения нулевой последовательности, превысив установленный порог,блокирует работу блока 4 на все время существования однофазного замыкания. Если замыкание на землю произошло вне зоны защиты, то фиксаторы полярностей напряжения 6 и тока 7 зафиксируют сигналы разной полярности, и ца их выходах единичные сигналы присутствуют либо на первом выходе блока 6 и втором выходе блока 7, либо ца втором выходе блока 6 и первом блока 7. Таким образом, в любом слуСпособ защиты сети переменного тока от замыкания на землю, включающий измерение напряжения и тока нулевой последовательности при переходном процессе, определение, запоминание и сравнение начальных знаков контролируемых величин, а также выдачу командного воздействия на исполнительный орган защиты с задержкой по времени при сочетании знаков контролируемых величин, соответствующем замыканию в зоне защиты, причем дополнительно осуществляют контроль отсутствия междуфазного замыкания и запоминание знаков контролируемых величин на время существования напряжения смещения нейтрали сети выше порогового значения при отсутствии междуфазного замыкания, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности энергоснабжения путем увеличения селективности и помехоустойчивости, при определении знаков в качестве контролируемых величин используют производные по времени тока и напряжения нулевой последовательности, причем определение начального знака производной тока нулевой последовательности производят в момент достижения ею порогового значения, а определение начального знака производной напряжения нулевой последовательности осуществляют в момент достижения экстремума первой полуволны свободной составляющей тока нулевой последовательности, обусловленной зарядом емкостей неповрежденных фаз сети. 3 139431чае на выходе блока 8 остается нулевой сигнал.При замыкании на землю в зоне защиты высокочастотные составляющие5тока и напряжения нулевой последовательности и их производные совпадают по фазе, В результате фиксаторыполярностей тока 7 и напряжения 6фиксируют сигналы одинаковой полярности и на их одноименных выходахлибо на первых, либо на вторых появляются единичные сигналы. Через логический блок 8 с элементом задержкисигнал поступает на исполнительный 15орган 9, который срабатывает.При исчезновении в сети однофазного замыкания на землю сигнал, пропорциональный вынужденной составляющей напряжения нулевой последовательности, становится по величине нижепорогового значения. Тем самым снимается запрет работы блока 4 возврата.Последний срабатывает и возвращаетпусковой орган 5 в исходное состояние. Исчезновение единичных сигналовс выхода блока 5 возвращает в исходное состояние блоки 6-8 и исполнительный орган 9,При коммутационных помехах характер переходного процесса в токе инапряжении нулевой последовательности аналогичен описанному. При этомна одной части присоединений этотпроцесс аналогичен процессу при замыкании в зоне защиты, а на другойчасти - вне ее. При этом блоки 1,2,5-7 работают в соответствии с полярностью сигналов тока и напряжения нулевой последовательности, подведен 40ных к входам устройства. Однако эасчет того, что задержка, вводимаяблоком 8, больше времени существования смещения нейтрали, вызванногокоммутационной помехой, блок 4 возвращает устройство в исходное состо 45яние раньше, чем срабатывает исполнительный орган 9.При возникновении в сети междуфаэного короткого замыкания на выходе блока 3 появляется единичный сигнал на все время с ществования в сети междуфазного эа.ыкания. ПоявлениеФуказанного сигнала на первом входеблока 4 приводит к появлению на еговыходе сигнала, который блокирует 55работу пускового органа. При исчезновении в сети междуфазного замыка 34ния исчезает сигнал с выхода блока 3, однако блокирующий сигнал на выходе блока 4 продолжает существовать до тех пор, пока не исчезнет смещение нейтрали. После исчезновения последнего снимается блокирующий сигнал с первого входа блока 5, и все устройство возвращается в исходное состояние.Таким образом, при появлении в сети однофазного замыкания на землю сработает устройство, установленное на поврежденном присоединении, а устройство на неповрежденных присоединениях оказываются заблокированными. Формула изобретения