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

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Н 9) Я) и) ) 50 А ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН А 8 ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров сельскохозяйственного производства им. В. П. Горячкина(56) 1, Авторское свидетельство СССР639077, кл. Н 02 Н /08, 1977.2, Авторское свидетельство СССР815833, кл. Н 02 Н 3/24, 1981.3. Авторское свидетельство СССР по заявке3275380/24-07, кл. Н 02 Н 3/16, 1981.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОБРЫВА И ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее подключенные к каждой из фаз сети три преобразователя переменного напряжения в постоянное, выходы которых подключены к первым входам соответствующих логических элементов И, к вторым входам которых подключены выходы преобразователей опережающих фаз, а ЗШ Н 02 Н 316: Н 02 Н 510 третьи входы логических элементов И соединены с выходом блока выдержки времени, три входа которого подключены к выходам преобразователей, выходы логических элементов И соединены с входами логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого исполнительного органа, сигнализируюгцего о наличии замыкания на землю в сети, второй исполнительный орган, сигнализирующий о наличии обрыва в сети, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности функционирования устройства и его упрощения,в него дополнительно введены три логических элемента ИЛИ - НЕ, логический элемент, реализующий функцию неравнозначности, при этом выходы каждого из преобразователей переменного напряжения в постоянное подключены к пер- ЕР вым входам логических элементов ИЛИНЕ одноименных фаа и и вторым входам логических элементов ИЛИ - НЕ опережаюптих фаз, выходы логических элементов С ИЛИ - НЕ подключены к трем входам логического элемента, реализующего функциюР неравнозначности, выход которого подключен к входу второго исполнительного органа, сигнализирующего о наличии обрыва в сети.Изобретение относится к технике релейной заш,иты и противоавариной автоматики в электрических установках, конкретнее для зашиты от обрыва и замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью.Известно устройство, которое для обнаружения неполнофазных режимов в трехфазной сети содержит подключенные к каждой фазе и нейтрали преобразователи переменного напряжения в постоянное и исполнительный орган 1.Однако такое устройство обладает недостаточной чувствительностью и не позволяет выделить вид повреждения.Известно также устройство для защиты от несимметричных режимов работы электрической сети, содержащее подключенные к каждой из фаз и нейтрали сети преобразователи переменного напряжения в постоянное, исполнительный орган, по одному логическому элементу И в канал каждой фазы, по одному логическому элементу НЕ в канал каждой фазы, логический элемент ИЛИ и логический элемент, реализующий операцию неравнозначности 2.Однако это устройство не позволяет дифференцированно выделить обрыв или замыкание на землю в сети,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения электрической сети, содержащее пять исполнительных органов, пять преобразователей переменного напряжения в постоянное, девять логических элементов И, три ключа, два логических.элемента ИЛИ, два блока выдержки времени, логический элемент, реализующий функцию неравнозначности и фильтр оснований частоты 3,Недостатком известного устройства является то, что оно в ряде случаев (когда напряжение нулевой последовательности 11 О меньше 0,3 1.1 рфазного напряжения) не позволяет четко определить обрыв и замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью и сложно по конструкции.Целью изобретения является повышение надежности функционирования устройства и его упрощение.Для достижения указанной цели в устройстве для защиты от обрыва и замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащем подключенные к каждой из фаз сети три преобразователя переменного напряжения в постоянное, выходы которых подключены к первым входам соответствующих логических элементов И, к вторым входам которых подключены выходы преобразователей опережающих фаз, а третьи входы логических элементов И соединены с выходом блока выдержки времени, три входа которого подключены к выходам преобразователей, выходы логических элементов И соединены с входами 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого йсполнительного органа, сигнализирующего о наличии замыкания на землю в сети, второй исполнительный орган, сигнализирующий о наличии обрыва в сети, введены три логических элемента ИЛИ в , логический элемент, реализующий функцию неравнозначности, при этом выходы каждого из преобразователей переменного напряжения в постоянное подключены к первым входам логических элементов ИЛИ - НЕ одноименных фаз и к вторым входам логических элементов ИЛИ - НЕ опережающих фаз, выходы логических элементов ИЛИ - НЕ подключены к трем входам логического элемента, реализующего функцию неравнозначности, выход которого подключен к входу второго исполнительного органа, сигнализирующего о наличии обрыва в сети,На чертеже представлена функциональная схема устройства.Предлагаемое устройство содержит преобразователи 1 - 3 переменного напряжения в постоянное, логические элементы И 4 - 6, логические элементы ИЛИ - НЕ 7 - 9, блок 10 выдержки времени, который обеспечивает задержку сигнала на время, равное 0,2 - 0,5 с, необходимое для прекращения переходного процесса, логический элемент ИЛИ 11, логический элемент 12, реализующий операцию неравнозначности, исполнительные органы 13 и 14.В нормальном режиме работы сети устройство не срабатывает. Напряжения фаз сети симметричны и не превышают Иу выходные сигналы с преобразователей переменного напряжения в постоянное 1 - 3 равны нулю, и, следовательно, на входы логических элементов И 4 - 6 и ИЛИ - НЕ 7 - 9 поступают сигналы, равные нулю. Таким образом, на выходах логических элементов И 4 - 6 будут сигналы, равные нулю, а на выходах логических элементов ИЛИ - НЕ 7 - 9 сигналы равны единице. Так как на выходах логического элемента сигналы равны нулю, то на его выходе сигнал также равен нулю, и первый исполнительный орган 13 не срабатывает. Поскольку три сигнала, поступающие на входы логического элемента 12, реализующего операцию неравнозначности, равны единице, то сигнал на выходе последнего равен нулю, и второй исполнительный орган 14 не срабатывает.В воздушных электрических сетях (ВЛ) с изолированной нейтралью при однофазном замыкании на землю напряжение поврежденной фазы уменьшается (в пределе до нуля), а два других увеличиваются (в пределе - доГз Ыу).При обрыве одного из проводов ВЛ фазные напряжения изменяются так: напряжение на фазе, емкость которой уменьшилась в результате отключения, увеличивается(и может достигнуть 1,5 Ыу) а напряжения двух других фаз уменьшаются одинаково (до минимального значения, равного 0,87 Ыф. Выходные сигналы преобразователей 1 - 3 подаются на первые входы логических элементов И 4 - 6 и ИЛИ - НЕ 7 - 9 одноименных фаз и на вторые входы логических элементов И 4 - 6 соединены с тремя входами логического элемента ИЛИ 11, выходной сигнал которого равен логической единице при однофазном замыкании на землю.Выходы элементов ИЛИ - НЕ 7 - 9 соединены с тремя входами логического элемента 12, реализующего операцию неравнозначности, выходной сигнал которого равен логической единице при обрыве в сети.В нормальном режиме работы выходные сигналы преобразователей 1 - 3 равны нулю, устройство не срабатывает,При однофазном замыкании на землю, например фазы А,выходной сигнал преобразователя, равный нулю (напряжение поврежденнФй фазы А относительно земли уменьшается и меньше Бф), подается на первые входы логических элементов И 4 и ИЛИ - НЕ 7 фазы А и на вторые входы логических элементов И 6 и ИЛИ - НЕ 9 фазы С. Выходные сигналы преобразователей 2 и 3 фаз В и С равны логической единице (напряжения фаз В и С относительно земли увеличиваются). Выходной сигнал, равный логической единице, с преобразователя 2 фазы В подается на первые входы логических элементов одноименной фазы В:И 5 и ИЛИ в8 и на вторые входы логических элементов опережающей фазы А:И 4 и ИЛИ - НЕ 7. Выходной сигнал, равный логической единице, с преобразователя 3 фазы С подается на первые входы логических элементов И 6 и ИЛИ в9 и на вторые входы логических элементов опережающей фазы В: И 5 и ИЛИ - НЕ 8. Выходные сигналы логических элементов ИЛИ - НЕ 7 - 9 и логических элементов И 4 и 6 равны нулю, выходной сигнал логического элемента И 5 равен единице.Таким образом, поступаюгцие на три входа логического элемента 12, реализуюшего операцию неравнозначности, сигналы с элементов ИЛИ - НЕ 7 - 9 равны нулю, и подключенный к нему исполнительный орган 12, сигнализирующий об обрыве в сети, не работает. На логический элемент ИЛИ 11 5 10 15 20 25 30 35 40 45 е логического элемента И 5 поступает сигнал, равный единице, два других сигнала - с логических элементов И 4 и 6 - равны нулю. Выходной сигнал логического элемента ИЛИ 10 становится равным единице, что сигназилирует о наличии в сети замыкания на землю.При обрыве в сети, например, фазы А выходной сигнал преобразователя 1, равный единице (напряжение поврежденной фазы А относительно земли увеличивается и больше Цр), подается на входы логических элементов И 6 и ИЛИ - НЕ 7 фазы А и на вторые входы логических элементов И 6 и ИЛИ - НЕ 9 фазы С. Выходные сигналы преобразователей 2 и 3 фаз В и С, равные нулю (напряжения фаз В и С относительно земли уменьшаются), подаются на первые входы логических элементов своих фаз - И 5 и 6 и ИЛИ - НЕ 8 и 9 соответственно и на вторые входы логических элементов опережающих фаз А и В: И 4 и 5 и ИЛИ в7 и 8 соответственно, Выходные сигналы логических элементов ИЛИ - НЕ 7 и 9 равны нулю, выходной сигнал логического элемента ИЛИ - НЕ 8 равен единице.Поступающие на три входа логического элемента ИЛИ 11 сигналы с элементов И 4 - 6 равны нулю. Выходной сигнал логического элемента ИЛИ 11 равен нулю, исполнительный блок 13, сигнализирующий о наличии однофазного замыкания в сети, не работает. На один из входов логического элемента 12, реализующего операцию не- равнозначности, с логического элемента ИЛИ - НЕ 8 поступает сигнал, равный логической единице, поступающие на два других входа элемента ИЛИ 11 сигналы с логических элементов ИЛИ - НЕ 7 и 9 равны нулю, поэтому выходной сигнал логического элемента 12, реализующего операцию неравнозначности, равен логической единице, что сигнализирует о наличии обрыва в сети.Технико-экономический эффект при использовании предлагаемого устройства по сравнению с базовым получается за счет упрощения устройства (сокрашения числа элементов) и повышения надежности функционирования устройства при определении режимов сети: обрыв в фазе и замыкание на землю, снижения народно-хозяйственного ущерба от неполнофазных режимов.Редактор Р. ЦиникаЗаказ 4688/39 Составитель Л. Васькова Текред И. Берес Корректор Л Тяско Тираж 64 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4