Устройство для выбора поврежденнойфазы b трехфазной электрическойсети c изолированной нейтралью

ОП ИСАНИЕ Союз СоветсннкСоцналнстнческнаРесвублнк К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) УДК 621.316. ,925 (088.8) Опубликовано 15.06.81. Бюллетень 22Дата опубликования описания 17.06.81 до делам изебретеиий и открытий/, сВосточный научно-исследовательский институт по 1 зеъмасноети работв горной промышленности и Ново-Краматорский машиностроительныйзавод(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫБОРА ПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ В ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮИзобретение относится к защите от замыканий на землю и поражения электротоком при однофазном прикосновении к токо- ведущим частям и может быть использовано в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью.Известно устройство выбора поврежденной фаазы, включающее источник опорных напряжений, формируемых посредством отбора части линейных напряжений, не изменяющихся по модулю при однофазных замыканиях, три Т-образных моста, осуществляющих сравнение фазных напряжений сети с опорными напряжениями, и пороговые, элементы, подключенные входами к сравнивающим мостам, а выходами к исполнительным элементам, осуществляющим искусственное замыкание поврежденной фазы на землю 1.Существенными недостатками данного устройства являются низкая чувствительность, обусловленная принципом определения поврежденной фазы посредством сравнения абсолютных значений фазных напряжений с опорными напряжениями и выбором поврежденной фазы по превышению амплитуды напряжения опережающей фазы над опорным напряжением; возможность ложных срабатываний, вызванная тем, что транзисторы пороговых элементов не имеют на входе элементов с релейной характеристикой, а следовательно, не могут гарантированно обеспечить релейную характеристику и на выходе. Поэтому при несимметричных режимах могут происходить срабатывания (выбор) любой фазы, напряжение которой превышает опорное напряжение.Наиболее близким к изобретению явля О ется устройство, состоящее из фильтра фазных напряжений, выполненного по схеме ЗВ, анализатора несимметрии, блока сравнения, выполненного на пороговых элементах, и источника питания схемы, причем пороговые элементы подключены непосред ственно к фильтру фазных напряжений навыпрямленном токе, за счет которого увеличивается чувствительность устрЬйства 2 . Однако это устройство имеет невысокую чувствительность, обусловленную измерениями абсолютных величин напряжений, формируемых схемой ЗВ, а также возможны ложные срабатывания при колебаниях напряжения сети,838866 Цель изобретения - расширение зоны чувствительности и повышение точности выбора поврежденной фазы.Указанная цель достигается тем, что устройство для выбора. поврежденной фазы в трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью, содержащее подключенный к сети фильтр фазных напряжений, выполненный по схеме ЗВ, блок сравнения, выходы которого подключены к соответствую. щему исполнительному органу, подключенный к сети анализатор несимметрии, диоды, резистор и блок коммутации, снабжено тремя запоминающими конденсаторами, блокировочным и промежуточным транзисторами и дросселем, а блок сравнения выполнен на транзисторах, базы которых соединены с первыми обкладками запоминающих конденсаторов и с выходами фильтра фазных напряжений через соединенные последовательно диоды и замыкающие контакты блока коммутации, эмиттеры транзисторов блока сравнения объединены через последовательно соединенные резистор, замыкающий контакт блока задержки, коллекторно-эмиттерный переход блокировочного транзистора со вторыми обкладками запоминающих конденсаторов, соединенными с нулевой точкой фильтра фазных напряжений, подключенной к земле через дроссель, при этом управляющий вход блокировочного транзистора подключен к выходу промежуточного транзистора, управляющий вход которого через диоды соединен с выходами исполнительных органов, причем выход блока анализатора подключен ко входам блока коммутации и блока задержки.На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства.Устройство состоит из фильтрафазных напряжений, выполненного по схеме ЗВ с переменными резисторами 2 - 4; с которых сигналы подаются через замыкающие контакты 5 - 7 блока 8 коммутации на запоминающие конденсаторы 9 - 11. К этим же конденсаторам подключены базами через диоды 12 - 14 транзисторы 15 в 17 блока 18 сравнения. К коллекторам транзисторов 15 17 присоединены входные цепи исполнительных органов 19 - 21, а к эмиттерам, объединенным в общую точку, присоединяется резистор 22 блока 18 сравнения, который вторым выводом через замыкающий контакт 23 блока 24 задержки и блокировочный транзистор 25 присоединен к общей точке запоминающих конденсаторов 9 - 11. Блокировочный транзистор 25 цепью управления присоединен к коллектору промежуточного транзистора 26, база которого подключена к выходным цепям исполнительных органов 19 - 21,. Нулевая точка фильтра 1 фазных напряжений подключена к земле через дроссель 27. Анализатор 28 несимметрии входными цепями присоединен к контролируемой сети, а выходными цепями воз 4действует на блоки коммутации 8 и задержки 24. Устройство питается от источника 29 питания.В исходном состоянии (замыкание наземлю в сети отсутствует) на резисторах 2 - 5 4 выделяются одинаковые напряжения, исигналы на выходе анализатора 28 несимметрии отсутствуют. Следовательно, блок 8 коммутации не возбужден, и его контакты Ъ - 7 разомкнуты. На запоминающие конденсаторы 9 - 11 н блок 18 сравнения напряжение не поступает, а пороговые элементы 19 - 21 обесточены, При возникновении замыкания на землю на одной из фаз сети, например по фазе А, на резисторах 2 - 4 фильтра 1 напряжения происходит разбаланс напряжений. При этом напряжение на резисторе 2, подключенном к опережающей фазе С, больше, чем на резисторах 3 и 4. Появление замыкания возбуждает анализатор 28 несимметрии, который дает команду на срабатывание блока коммутации 8 и задержки 24, Блок 8 коммутациисвоими контактами 5 - 7 подключает запоминающие конденсаторы 9 - 11 к резисторам 2 - 4. Вследствие этого они заряжаются до напряжений, выделяемых на резисторах 2 - 4. После полной зарядки запоминающих конденсаторов 9 - 1замыкается контакт 23 блока 24 задержки. При этом открывается транзистор 15, так как к его базе приложен потенциал больший по сравнению с потенциалами на базах транзв зисторов 16 и 17, и сработает исполнительный орган 19, Таким образом, произведен выбор фазы С, опережающей поврежденную фазу А. Включение эмиттеров транзисторов 15 - 17 в общую точку, присоединенную к сравнивающему резистору 22, исключает ложное отпирание транзисторов, подключенных к конденсаторам 9 и 10, в начальный момент сравнения. Однако после того, как конденсатор 11 начинает разряжаться через открывшийся транзистор . 15 и его напря 4 в жение оказывается ниже, чем на конденсаторе 10, подключенном к отстающей фазе, может произойти ложное отпирание транзистора 16. Для исключения этого в устройство введен блокировочный транзистор 25, который после срабатывания исполнитель ного органа 19 запирается через промежуточный транзистор 26 и не допускает дальнейшего протекания тока через транзисторы 15 - 17, а следовательно, выключает любое ложное срабатывание их. С целью обеспечения гарантированного превышения напряжения опережающей фазы над напряжениями отстающей и поврежденной фаз при малых переходных сопротивлениях замыкания между нулевой точкой фильтра 1 фазных напряжений и землей включен дросы сель 27.Предлагаемое устройство имеет расширенную зону чувствительности за счет того, что позволяет измерять не абсолютные зна838866 Формула изобретения с Те Ти ь Л. Васьковайкас К тавителед А. Бож 675 актор Л. Копепкааз 4458/82 Рошко орректоПодписнокомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5од, ул. Проектная,ВНИИПИ Госу по делам 113035, Москва,филиал ППП Патеарственного изобретений Ж - ,35, Рау т, г. Ужго чения фазных напряжений, а превышение напряжения опережающей фазы над напряжениями отстающей и поврежденной фаз в пределах от 0,5 В и выше.Использование предлагаемого устройства позволяет повысить электробезопасность при эксплуатации электрических сетей с изолированной нейтралью на горных предприятиях с открытым способом добычи полезных ископаемых. Устройство для выбора поврежденной фазы в трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью, содержащее подключенный к сети фильтр фазных напряжений, выполненный по схеме ЗВ, блок сравнения, выходы которого подключены к соответствующему исполнительному органу, подключенный к сети анализатор несимметрии, диоды, резистор и блок коммутации, отличающееся тем, что, с целью расширения зоны чувствительности и повышения точности работы, оно снабжено тремя запоминающими конденсаторами, блокировочным и промежуточным транзисторами и дросселем,а блок сравнения выполнен на транзисторах, базы которых соединены с первыми обкладками запоминающих конденсаторов и с выходами фильтра фазных напряжений через соединенные последовательно диоды и замыкающие контакты блока коммутации, эмиттеры транзисторов блока сравнения объединены через последовательно соединенные резистор, замыкающий контакт блока задержки, коллекторно-эмиттерный переход блокировочного транзистора со вторыми обкладками запоминающих конденсаторов, соединенными с нулевой точкой фильтра фазных напряжений, подключенной к земле через дроссель, при этом управляющий вход блокировочного транзистора подключен к выходу промежуточного транзистора, управляющий вход которого через диоды соединен с выходами исполнительных органов, причем выход блока анализатора подключен ко входам блока коммутации и 20 блока задержкиИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР469182, кл. Н 02 Н 3/16, 1972.2. Авторское свидетельство СССР603042, кл. Н 02 Н 3/16, 1973.