Устройство для защиты от повреждения изоляции в сети переменного тока

ОП И САН И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскииСоциалистическихРеспублик 11)3 001274(22) Заявлено 201081 (21) 3347391/24-07с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 280283 Бюллетень М 8Дата опубликования описания 280233 511 М. Кл.з Н 02 Н 3/16 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открнтнй(72) Авторы изобретения Киевский ордена Ленина политехййчесий институтим. 50-летия Октябрьской социалистической-:.революции(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПОВРЕЖДЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Изобретение относится к электро- . .технике и может быть использовано в трехфаэных электрических сетях в системе селективного контроля сопротивления изоляции сети трехфаэными.токами оперативной частоты для защиты от утечек тока.Известно устройство для защиты электрических сетей от замыканий1 О на землю, содержащее трансформатор напряжения и тока нулевой последовательности, Формирователи прямоугольных импульсов, фазочувствительный орган,Устройство использует принцип,ко торый заключается в измерении угла сдвига Фаз между током и напряжением нулевой последовательности (.1.Недостатком указанного устройства является низкая чувствительность к изменению сопротивления изоляции сети, невозможность защиты от утечек тока между фазами сети переменного тока, влияние емкостной составляющей на стабильность уставки. 25Наиболее близким к предлагаемому является устройство для защиты от пов. реждения изоляции в сети переменного тока,.содержащее трансформатор напряжения, .связанный с входом Формирова теля прямоугольных импульсов, трансформаторы тока в каждой из фаз сети,выходные обмотки каждого иэ которыхчерез фильтр тока оперативной частоты связаны с входом отдельной фаэосдвигающей цепочки, сумматор, входкоторого соединен с выходом каждойфазосдвигающей цепочки, формировательпрямоугольных импульсов, вход которого соединен с выходом сумматора, фазочувствительный орган, первый вход.которого соединен с выходом формирова-.теля прямоугольньк импульсов в кана- .ле тока а второй вход соединен свыходом формирователя прямоугольныхимпульсов в канале напряжения, и ре"агирующий орган, вход которого соединен с выходом фаэочувствительного органа 1.21Недостатком известного устройства является низкая чувствительность к изменению сопротивления изоляции сети в каждой Фаэе поскольку фазочувствительный орган измеряет угол сдвига Фаз между суммарным вектором тока оперативной частоты, который равен сумме векторов тока каждой Фазы сети и вектором напряжения оперативной частоты одной иэ Фаэ сети.Изменение этого угла при возникновении повреждения изоляции сети намного меньше, чем угла между вектором тока оперативной частоты каждой Фазы и вектором напряжения оперативной частоты одной. иэ Фаз.Цель изобретения - повышение чувствительности к изменению сопротивлеЬия изоляции сети в каждой Фазе.Поставленная цель достигается тем, то устройство для защиты от повреж( дения изоляции в сети переменного тока, содержащее подключенный к сети ,источник тока оперативной частоты,.трансформатор напряжения, сзоим вхо дом подключенный к фазам сети, а 1 выходом - к входу Формирователя прямоугольных импульсов, трансформаторы тока в каждой иэ фаэ сети, выходные обмотки каждого из которых соединены через Фильтр тока оперативной час О тоты с входом отдельной фаэосдвигающей цепочки, фазочувствительный орган, соединенный своим выходом с входом реагирующего органа, первым входом - с выходом Формирователя прямо" угольных импульсов в канале напряже ния, а вторым входом - с выходом формирователя прямоугольных импульсон в канале тока, снабжено по числу Фаз дополнительными фаэочувствительными органами и дополнительными формирователями прямоугольных импульсов в каналах тока, причем первые нходы дополнительных фоточувствительных органов подключены к ныходу формирователя прямоугольных импульсов в канале напряжения, вторые входы каждого фазочувствительного органа подключены,к соответствующей цепочке через соответствующие Формирователи прямоугольных, импульсов в каналах 4 Ь тока, выходы дополнительных Фаэочувствительных органов соединены с вхо-. дами реагирующего органа.На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства, 45 на фиг. 2 - векторные дна,гаммы.Устройство содержит трансформаторы 1-3 тока в каждой иэ фаэ контролируемой сети, Фильтры 4-6 тока оперативной, частоты, которые подсоединены ко вторичным обмоткам трансформаторов 1-3 тока, фазрсдвигающие цепочки 7-9, входы которых подсоединены к выходам Фильтров 4-6 тока оперативной частоты, формирователи 10-12 прямоугольных импульсов, входы которых подсоединены соответственно к выходам фаэосдвигающих цепочек 7-9; трансформатор 13 напряжения, вход которого подсоединен к сети 14, формиронатель 15 прямоугольных импульсов, вхоц которого соединен с выходом трансформатора 13 напряжения, фазочувстнительные органы 16-18, первый вход которых соединен соответственно с ныходами формирователей прямоугольных импульсов 65 10-12 в канале тока, а второй вход " с выходом формирователя прямоугольных импульсов 15 в канале напряжения,. реагирующий орган 19, вход кото. рого соединен с выходом Фаэочувствительных органов 16-18.Фильтры 4-6 тока выполнены в виде стандартных ЙС-фильтров, фазо.сдвигающие цепочки 7.-9 - в виде наборов активных интегрирующих элементов. Формиронатели прямоугольных импульсов.15, 10-12 выполнены на дифФеренциальных усилителях на микросхеме 1 УТЧ 01 Б.Фаэочувствительные органы 16-18 построены как совокупность схемы измерения разности Фаз (например,на микросхеме 1 ТК 552 (Ъ-триггер) интегратора и нуль-органа. Реагирующий орган 19 ныполнен в виде схемы иэ логического элемента ИЛИ, ключей, выполненных по обычной схеме, ы электромагнитных реле.Предлагаемое устройство функционирует. следующим образом. На входы фаэосдвигающих цепочек 7"9 через Фильтры 4"6 тока оперативной частоты поступают ЭДС индуктируемые трехфаэным оперативным током но вторичных обмотках трансформаторов1-3 тока, угол сдвига Фаз между которыми 120 О (фиг. 2 а), Фаэосдвигающие цепочки 7-9 соответственно сдвигают Фазу ЭДС на О"., 120 и 240" (Фиг. 2 б),в результате чего на выходе фаэосдвигающих цепочек 7-9 сигналы уже совпадают по фазе (фиг, 2 б).(Выравниваниесигналов по фазе необходимо, чтобыимуть возможность сравнивать уголсдвига фаз между током каждой Фазы инапряжением любой фазы, а не напряжением каждой Фазы сети и, таким образом,.упростить схему и уменьшить габариты устройства за счет уменьшенияколичества применяемых трансформаторов напряжения до одного). Выходные сигналы Фаэосдвигающих цепочек 7-9 и трансформатора 13 напряжения преобразуются в прямоугольные импульсы со" ответственно формирователями прямоугольных импульсов 10-12 и 15 и поступают соответственно на .первый и второй входы Фазочувствительных органов 16-18.Фазочувствительные органы 16-18 измеряют соответстненно угол Ч 1,между вектором Э,,тока оперативной частоты соответстненно первой, в орой, третьей фазы и вектором О напряжения оператинной частоты (фиг. 2 г). При ухудшении изоляции в какой-либо Фазе сети изменяется угол Ч или 9, или 9или нсе углы сразу в случае ухудшения изоляции сразу в трех фазах сети. При иэ;1 енении углов Ч, Ч, Ч больше некоторого критического значения, фаэочувствительные органы 16-18 выдают импульс на35 срабатывание реагирующего органа 19, который выдает сигнал на отключение контролируемой сети 14.По сравнению с прототипом применение предлагаемого устройства для за-. щиты от повреждения изоляции в сети .переменного тока позволит повысить чувствительность к изменению сопротивления изоляции сети в каждой фазе за счет увеличения диапазона реаги- рования на величину угла сдвига фаз 10 между током и напряжением оперативной частоты в каждой фазе сети и таким образом более точно настраивать устройство на отключение поврежденного участка сети при достижении со противлением изоляции критического значения. Так, например, при ухудшении изоляции третьей Фазы контролируемой сети известное устройство измеряет угол 9 между суммарным век тором Э оперативного тока, равного сумме векторов Э, 5 , 5 оперативных токов трех фаэ и вектором 0 опера" тивного напряжения (фиг. 2 в). Изме- нение угла, на которое реагирует уст-ройство, равно Ь= Ч -(фиг. 2 в).Предлагаемое устройство измеряет угол " между вектором 5 оперативного тока третьей фазы и тем же вектором ц оперативного напряжения (фиг. 2 в). Изменение угла, на которое реагирует устройство в этом случае, равно ЬМ =9 - 9 фиг 2 в). На фиг. 2 в видно, что 6 ф ) д. Таким образом увеличен диапазон изме- нения угла Ч , на который реагирует устройство.Это дает возможность уменьшить шаг настройки .(шаг уставки) устройства, что позволитему реагировать на достаточно малое изменение сопротив ления, изоляции и более точно настраи.вать устройство на срабатывание в зоне критических значений сопротивле" ния изоляции. Повышена чувствительность устройства к изменению сопро тивления изоляции сети в каждой Фазе при достижении этим сопротивлением критического значения. Это позволяет повысить электробеэопасность промышленных установок, уменьшить число аварий по вине коротких замыканий.формула изобретенияустройство для защиты от повреждения изоляции в сети переменного тока,содержащее подключенный к сети источник тока оперативной частоты, своимвходом подключенный к фазам сети, авыходом " к входу формирователя прямоугольных импульсов, трансформаторытока в каждой иэ Фаэ сети, выходныеобмотки каждого иэ которых соединены через фильтр тока оперативной час"тоты с входом отдельной фаэосдвигающей цепочки, фаэочувствительный орган, соединенный своим выходом с входом реагирующего органа, первым входом - с выходом формирователя прямоугольных импульсов в канале напряжения, а вторым входом - с выходом формирователя прямоугольных импульсов,в канале тока, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышениячувствительности к изменению сопротивления изоляции сети в каждой фазе, оно снабжено по числу фаз дополнительными фаэочувствительными орга"нами и дополнительными формирователями прямоугольных импульсов в каналах тока, причем первые входы дополнительных фаэочувствительных органовподключены к выходу формирователяпрямоугольных импульсов в канале напряжения, вторые. входы каждого Фазочувствительного органа подключены ксоответствующей фаэосдвигающей цепочке через соответствующие формирователи прямоугольных. импульсов в каналахтока, выходы дополнительных фаэочув .ствительных органов соединены с входами реагирующего органа..Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССРР 240824, кл. Н 02 Н 3/16, 1965,2. Авторское свидетельство СССР9 792449, кл. Н 02 Н 3/16, 1979.1001274 Составитель Л.Васьковадактор А.Власенко Техред И.Тепер Корректор Г.Ог исио 4 филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная Заказ 1430/65 Тираж 615 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Р