Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью

(51) 4 Н 02 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИС ОБРЕТЕНИ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е. сс ьство СССР16, 1979.тво СССР16, 1980.(54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАИЫКАНИЯ НА ЗЕИВ В СЕТИС ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ(57) Изобретение относится к областиэлектротехники и предназначено длярелейной защиты в сети с изолированной нейтралью. Цель изобретенияповьппение селективности. При появлении замыкания на землю производитсяпуск генератора 35, который размыкает ключи 7 и 8, вследствие чего конденсаторы замыкающих элементов 9и 10 заряжаются. После исчезновениявыходного импульса генератора 35ключи 7 и 8 снова переходят в замкну(56) Авторское свидетелВ 807426, кл. Н 02 Н 3/Авторское свидетельсР 896710, кл. Н 02 Н 3/ тое состояни С этого момента начинается проце интегрирования выходных напряжений запоминающих элементов 9 и 10, при котором на входах пороговых элементов 17 и 18 появляются напряжения, изменяющиеся по экспоненциальному закону. Когда уровни этих напряжений достигают пороговых значений, срабатывают пороговые элементы 17 или 18, после чего сигнал через схему ИЛИ 19 возвращает запоминающие элементы 9 и 10 н интегрирующие элементы 13 и 14 в исходное состояниеНапряжение на выходах сумматоров 20 и 2 1 появляется только при поступлении на их входы двух- трех импульсов с выходов пороговых Ей элементов 17 и 18. При срабатывании соответствующего элемента памяти н исполнительного органа на схемах совпадения 22 и 23 исчезает разрешающий сигнал, что исключает возможность неправильного функционирования защиты в послеаварийном режиме. 1 з.п. ф-лы, 1Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты от однофаэного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью.Цель изобретения - повышение селективности защиты.На чертеже представлена функцио" нальная схема устройства для защиты от однофазного замыкания на землю,Устройство содержит трансформаторы 1 и 2 тока нулевой последовательности, установленные соответственно на присоединениях 3 и 4, преобразователи 5 и 6 тока в выпрямленное напряжение, размыкающие ключи 7.и 8, запоминающие элементы 9 и 10, выполненные на конденсаторах и диодах по схеме с закрытым входом, замыкающие ключи 11 и 12, интегрирующие элементы 13 и 14, диоды 15 и 16, пороговые элементы (компараторы) 17 и 18, дополнительный элемент ИЛИ 19, сумматоры (счетчики) 20 и 21 импульсов, эле менты 22 и 23 совпадения, элементы ПАМЯТЬ 24 и 25, исполнительные органы 26 и 27, общий элемент ИЛИ 28, элементы НЕ 29 и 30, трансформатор 31 напряжения нулевой последовательности, пусковой орган 32, блок 33 управления, состоящий из элемента 34 выдержки времени (ЭВВ) и генератора 35 прямоугольных импульсов (ГПИ).Устройство работает следующим образом.При отсутствии в сети однофазного замыкания на землю пороговые элементы 17 и 18, элементы ПАМЯТЬ 24 и 25, исполнительные органы 26 и 27, пусковой орган 32 и ЭВВ 34 находят"40 ся в исходном состоянии. Ключи 7 и 8 замкнуты, ключи 11 и 12 разомкнуты, ГПИ 35 не работает.При возникновении в сети однофаз" ного замыкания на землю, например на присоединении 3, первым срабатывает пусковой орган 32 и происходит пуск ЭВВ 34 и переключение элемента НЕ 30 в состояние, при котором сигнал на его выходе исчезает. Спустя неболь ную выдержку времени (порядка нескольких миллисекунд), необходимую для отстройки защиты от кратковременных помех, срабатывает ЭВВ 34, осуществляющий пуск ГНИ 35, на выходе 55 которого во время его работы появля" ются прямоугольные импульсы с заданной длительностью. При появлении первого импульса ключи 7 и 8 размыкаются и конденсаторы запоминающих элементов 9 и 10 начинают заряжаться. Длительность выходных импульсов ГПИ 35 выбирается достаточной для заряда данных конденсаторов до уровней выходных сигналов преобразователей 5 и 6. После исчезновения выходного импульса ГПИ 35 ключи 7 и 8 снова переходят в замкнутое состояние, С этого момента начинается процесс интегрирования выходных напряжений запоминающих элементов 9 и 10, при котором на входах элементов 17 и 18 появляются напряжения, изменяющиеся по экспоненциальному закону с постоянной времени, одинаковой для всех присоединений. Когда уровни этих напряжений достигают пороговых значений (принимаемых также одинаковыми для всех присоединений), срабатывают компараторы 17 или 18. В нашем случае первым срабатывает компаратор 17, посколькуон находится в канале защиты поврежденного присоединения 3, имеющего, как правило, наибольший ток замыкания на землю. Этому току соответствует и наибольший сигнал .на выходах соответственно преобразователя 5 и элемента 9.При срабатывании компаратора 17 появляется сигнал (импульс) на входе сумматора 20 и на управляющих входах ключей 11 и 12. В результате указанные ключи замыкаются (кратковременно). С их помощью осуществляется переход запоминающих элементов 9 и 10 и интегрирующих элементов 13 и 14 в первоначальное состояние, т,е.состояние, при котором конденсаторы этих элементов разряжены и напряжения на их выходах отсутствуют. Таким путем обеспечивается невозможность срабатывания компаратора 18 неповрежденного присоединения 4. Быстрому разряду конденсаторов интегрирующих элементов 13 и 14 способствуют диоды 15 и 16.Напряжения на выходах сумматоров 20 и 21 появляются только в случае поступления на их входы двух-трех импульсов с выходов пороговых элементов 17 и 18.В рассматриваемом случае напряжение кратковременно появляется на выходе сумматора 20. В результате этого срабатывает элемент ПАМЯТЬ 24 н исполнительный орган 26. Одновремен1.3943 5 45 ВНИППИ Заказ 229/50 Ти аж 650 Подписное 11 роизв,-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 но исчезает сигнал на нижних входахэлементов 22 и 23 совпадения и появляется сигнал на блокирующем входеГПИ .35, Последний возвратится в исходное (нерабочее) состояние. Исчез 5новение сигналов на нижних входахэлементов 22 и 23 исключает возможность неправильного функционированиязащиты в послеаварийном режиме, т.е.после отключения выключателя присоединения 3, сопровождающемся появлением напряжения и токов нулевой последоватепьности на неповрежденныхприсоединениях, изменяющихся во времени с частотой ниже промышленной.После исчезновения напряжения нулевой последовательности и возвратапускового органа 32 в исходное состо.яние устройство готово к повторномудействию,Аналогично устройство работаетпри однофазном замыкании на землюна присоединении 4,Введение сумматоров, исключающихвозможность срабатывания защиты откратковременных замыканий (одиночныхпробоев изоляции) элементов совпадения, выполняющих функцию запретадействия защиты в послеаварийном ре 30жиме однофазного замыкания на землю,замыкающих ключей, обеспечивающихустановку запоминающих и интегрирующих элементов в исходное состояние после первого срабатыванияпороговых элементов и не возможность 35срабатывания пороговых элементов неповрежденных присоединений, а такжевыполнение блока управления с использованием генератора прямоугольных .импульсов позволяет повысить селективность действия защиты путем исключения ложных срабатываний при кратковременных замыканиях на землю ивоздействии различного рода помех,Это сокращает простои потребителейпо причине неоправданного прекращения их питания и дает определенныйэкономический эффект. Формула изобретения 50 1. Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее на каждом присоединении последовательно соединенные трансформатортока нулевой последовательности, преобразователь тока в выпрямленное напряжение, запоминающий, интегрирующий и пороговый элементы, элементыпамять, входы которых функционально связаны с выходом пороговых элементов, а выходы подключены к исполнительному органу и к соответству-: ющим входам общего на все прйсоединения элемента ИЛИ, пусковой орган,подключенный своим входом к трансформатору напряжения нулевой последовательности, а выходом - к входу блока управления, блокирующий вход которого подключен к выходу общего элемента ИЛИ, а выход соединен с управляющими входами размыкающих ключей, элемент НЕ, вход которого соединен с выходом пускового органа, а выход - с входами установки элементов ПАМЯТЬ в исходное состояние,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения селективности, вве" дены по числу присоединений сумматоры импульсов, элементы совпадения и замыкающие ключи, включенные параллельно выходам запоминающих элементов, параллельно входам которых подключены соответствующие размыкающие ключи, при этом входы сумматоров импульсов подключены к выходам пороговых элементов, а выходы - к одним из входов элементов, совпадения, другие входы которых объединены и через вновь введенный элемент НЕ подключены к выходу общего элемента ИЛИ, выходы вновь введенных элементов совпадения подключены к входам элементов ПАМЯТЬ, а управляющие входы вновь введенных замыкающих ключей подключены через вновь введенный дополнительный элемент ИЛИ к выходам пороговых элементов.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления выполнен на генераторе прямоугольных импульсов, управляющий вход которого соединен с выходом элемента выдержки времени, вход которого соединен с входом блока управления, его блокирующий вход соединен с блокирующим. входом генератора, выход которого подключен к выходу блока управления.