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

(55 Н 02 Н САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(71) Научно-исследовательский и проектнконструкторский институт по добыче поленых ископаемых открытым способом(56) Авторское свидетельство СССРМ 1136243, кл, Н 02 Н 3/16, 1982.Авторское свидетельство СССРМ 1406680, кл, Н 02 Н 3/16, 1987,(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ (57) Использование; устройство используют для релейной защиты электроустановок. Сущность изобретения; выполнение блока запрета действия защиты на ЯС-цепи 23, согласующих трансформаторах 24, 25, выпрямителях 26 - 28 и компараторе 29, а блока 6 сравнения импульсов - на оптотранзисторах с диодно-конденсаторным преобразователем позволяет повысить надежность и быстродействие устройства, 1 ил,9Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты отоднофазного замыкания на землю в сети сизолированной нейтралью.Целью изобретения является повышение надежности и быстродействия устройства.На чертеже приведена функциональнаясхема устройства для защиты от замыканияна землю. 10Устройство для защиты от замыкания наземлю содержит трансформатор 1 напряжения нулевой последовательности (ТННП), квыходу которого подключен преобразователь 2 напряжения нулевой последовательности (ПННП), трансформатор 3 токанулевой последовательности (ТТНП), установленный на защищаемом присоединении4, к выходу которого подключен преобразователь 5 тока нулевой последовательности 20(ПТНП), блок 6 сравнения импульсов (БСИ),входы которого подключены к выходамПННП 2 и ПТНП 5, а выход соединен с одновибратором 7, выходной (реагирующий)орган (ВО) 8, блок 9 запрета действия защиты (БЗДЗ), элемент 10 "Запрет" и исполнительный орган (ИО) 11.Вторичные обмотки ТННП 1 и ТТНП 3включены так, что ток нулевой последовательности на поврежденном присоединении (сигнал на выходе ТТНП 3) опережаетнапряжение нулевой последовательности(сигнал на выходе ТННП 1),ПННП 2 включает компаратор 12 с делителем напряжения на входе и транзистором 13 на выходе.ПТНП 5 состоит из компаратора 14 ссогласующим трансформатором 15 на входеи транзистором 16 на выходе.БСИ 6 представляет собой фазочувствительный орган, реагирующий на сдвиг фазмежду сигналами тока и напряжения нулевой последовательности. Он выполнен начетырех основных оптотранзисторах: первом 17, втором 18, третьим 19 и четвертом 4520 и одном вспомогательном оптотранзисторе 21 с диодно-конденсаторным преобразователем 22 с закрытым входом.Одновибратор 7 выполняет функциюрасширителя поступающих на его вход коротких импульсов,БЗДЗ 9 состоит из РС-цепи 23, согласующих трансформаторов 24 и 25, встречновключенных выпрямителей 26 и 27 с конденсаторами и резисторами на выходе, вспомогательного выпрямителя 28 и компаратора29, Сопротивления резистора и конденсатора РС-цепи 23 принимаются одинаковыми.Компараторы 12 и 14 преобразуют изменяющиеся во времени выходные сигналы ТННП 1 и ТТНП 3 в прямоугольные импульсы отрицательной полярности. Транзисторы 13 и 16 работают в ключевом режиме.Оптотранзисторы 17 и 19 выполняютфункцию элементов "Запрет", а оптотранзисторы 20 и 21 - функцию элементов совпадения. Благодаря их применениюустройство мало восприимчиво к воздействию электромагнитных полей и помех, приэтом существенно упрощается его структура.Диодно-конденсаторный преобразователь 22 - формирователь коротких импульсов - формирует сигналы по срезу заднегофронта.Устройство работает следующим образом.При отсутствии в сети однофазного замыкания на землю одновибратор 7, ВО 8,ИО 11, компараторы 12, 14 и 29 находятся висходном состоянии. На выходах компараторов 12 и 14 присутствуют сигналы положительной полярности. Транзисторы 13 и 16закрыты, В закрытом состоянии находятсятакже и оптотранзисторы 17-21,При возникновении на присоединении4 однофазного замыкания на землю сначалапоявляется сигнал на выходе ТТНП 3, затемчерез приблизительно четверть периода -сигнал на выходе ТННП 1. Если уровни этихсигналов оказываются достаточными длясрабатывания компараторов 12 и 14, последние переключаются в противоположное состояние и на их выходах поочереднопоявляются отрицательные импульсы, следующие с частотой положительных полуволн тока и напряжения нулевойпоследовательности и открывающие тран-.зисторы 13 и 16.При первоочередном появлении сигнала трансформатора 3 тока открываются оптотранзисторы 17 и 18, Последующеевоздействие сигнала трансформатора 1 напряжения не изменяет состояния схемы дотех пор, пока не исчезнет сигнал трансформатора 3 тока, Сигнал на выходе вспомогательного оптотразистора 21 появляется вмомент исчезновения сигнала трансформатора 3 тока. Сигнал на входе одновибратора7 появляется только при совпадении во времени управляющего импульса оптотранзистора 21 (выходного импульсадиодно-конденсаторного преобразователя22) и импульса компаратора 12, Таким образом, сигнал на входе одновибратора 7 появляется только в случае первоначальногопоявления и исчезновения сигнала трансформатора 3 тока и наличия общей временной зоны этого сигнала и сигналатрансформатора 1 напряжения.1737598 Формула изобретения Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью; содержащее трансформаторы тока и напряжения нулевой последовательности, к выходам которых подключены входы соответственно преобразователей тока и напряжения нулевой последовательности, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения импульсов, выполненного на формирователе коротких импульсов и оптическом элементе совпадения, первый вход которого подключен к выСоставитель В.БухтояровТехред Ы.Моргентал Корректор Н,Король Редактор А.Лежнина Заказ 1900 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 При срабатывании одновибратора 7 на его выходе появляется сигнал, длительность которого устанавливается приблизительно равной периоду выходных и ря моу гол ьн ых им пул ьсов компараторов 12 и 14, В результате срабатывают выходной Ы и исполнительный 11 органы и происходит отключение выключателя присоединения 4.При внешнем замыкании на землю устройство не работает, поскольку сигналы на входе одновибратора 7 отсутствуют,При возникновении в сети субгармонических колебаний с частотой ниже промышленной, возникающих, в частности, после отключения поврежденного присоединения, на входе выпрямителя 28 появляется сигнал, равный разности выходных напряжений выпрямителей 26 и 27, и происходит срабатывание компаратора 29. При срабатывании компаратора 29 поступает сигнал на управляющий вход элемента "Запрет" 10, при помощи которого осуществляются разрыв цепи питания исполнительного органа 1 1. и блокирование действия защиты при воздействии сигналов, частота которых меньше 50 Гц, Аналогично устройство функционирует при появлении на его входе сигналов высокой частоты,Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность защиты, ее быстродействие и помехоустойчивость, что способствует повышению надежности электроснабжения потребителей и улучшению электробезопасности при эксплуатации электроустановок. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ходу упомянутого формирователя коротких импульсов, а выход подключен к выходу блока сравнения импульсов, блок запрета действия защиты, вход которого функционально связан с выходом трансформатора напряжения нулевой последовательности, элемент "Запрет", основной вход которого функционально связан с выходом блока сравнения импульсов, а управляющий вход соединен с выходом блока запрета действия защиты, исполнительный орган, вход которого подключен к выходу элемента "Запрета", о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия устройства, оно снабжено одновибратором, вход которого подключен к выходу блока сравнения импульсов, а выход соединен с входом элемента "Запрет", при этом блок запрета действия защиты выполнен в виде ВС-цепи, подключенной своим входом к входу блока запрета действия защиты, вход которого соединен непосредственно с выходом трансформатора, напряжения нулевой последовательности, двух согласующих трансформаторов, входы которых подключены к выходам ВС-цепи, двух встречно включенных выпрямителей, подсоединенных своими входами к выходам согласующих трасформаторов, вспомогательного выпрямителя, вход которого соединен с выходами встречно включенных выпрямителей, и компаратора, вход которого подключен к выходу вспомогательного выпрямителя, а выход соединен с выходом блока запрета действия защиты, блок сравнения импульсов дополнен первым и вторым оптическими элементами "Запрет", основные входы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока сравнения импульсов, а управляющие входы подключены соответственно к второму и первому входам блока сравнения импульсов, причем выход первого элемента "Заперт" соединен с входом формирователя коротких импульсов, который выполнен на оптотранзисторе с диодно-конденсаторным преобразователем с закрытым входом, а выход второго элемента "Запрета" соединен с вторым входом элемента совпадения, выполненного на оптотранзисторах.