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

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК П 9) П 1) О 02 Н 3/16 АНИЕ РЕТЕНИ ТЕЛЬСТ АВТОРСНО одн1. Э к устроиты от заУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский институт инженеровсельскохозяйственного производстваим. В.П.Горячкина(56) Кискачи З,М, Защита от офаз -ных замыканий на землю ЗЗП- нергия, 1972, с. 21-40,Авторское свидетельство СССРУ 805465, кл. Н 02 Н 3/16, 1979,(54) УСТРОЙСТВО.ДЛЯ НАПРАВЛЕННОЙЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИС ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ(57) Изобретение относится к областиэлектротехники, в частностиствам для направленной защимыкания на землю в сети с изолированной нейтралью. Цель изобретения - повышение быстродействия защиты. При замыкании фазы контролируемой линии на землю в выходном сигнале датчика 2 тока нулевой последовательности появляется основная гармоника, уровень которой пропорционален току нулевой последовательности линии. В случае превышения постоянной составляющей выходного напряжения усилителя 1 порога срабатывания исполнительного органа устройство отключает линию от источника, При угле сдвига фаз между напряжением и током нулевой последовательности, равном 180оили 270 , исполнительный орган 15 не срабатывает, поскольку в первом случае выходное напряжение не содержит постоянной составляющей, а во втором - знак гвстоянной составляющей изменяется на противоположный. 2 ил.Изобретение относится к техникерелейной защиты, а именно к устройствам для направленной защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, 5Цель изобретения - повышение быстродействия,На фиг,1 приведена схема предлагаемого устройства направленной защиты от замыканий на землю," на фиг,2 - 10,графики, поясняющие возможность отстройки от третьей гармоники напряженияйебаланса датчика нулевой последовательности,Устройство состоит иэ Фазосравнивающего органа в виде балансного усилителя 1, вход которого подключен кдатчику 2 тока нулевой последовательности, например датчика тока нулевойпоследовательности на накладных транс Форматорах тока, рабочие обмотки которых включены параллельно или посхеме "открытый треугольник",Балансный усилитель 1 состоитиэ транзисторов 3 и 4, эмиттеры кото 25рых объединены непосредственно, аколлекторы - через резисторы 5 и 6,Между базами транзисторов 3 и 4подключены последовательно включенные резисторы 7-9, а регулируемыйвывод резистора 9 соединен с точкойсоединения резисторов 5 и 6 и является первым выходом балансного усилителя 1, Резистор 10 подключен однимвыводом к базе транзистора 3, а вторым выводом - К первому выводу резистора 11, второй вывод которого подключен к эмиттерам транзисторов 3 и4. Точка соединения резисторов 10и 11 подключена к базе транзистора ф4 через резистор 12 и является вторым выходом балансного усилителя,Первый вход балансного усилителячерез резистор 13 подключен кбазе транзистора 4 и встречно-параллельно включенным диоцам 14, авторой вход усилителя поцключен квстречно-параллельным диодам и базетранзистора 5,Между коллекторами транзисторов 50подключен исполнительный орган 15в виде поляризованного реле, зашунтированный конденсатором 16. Импульсный блок 17 питания балансного усилителя содержит трансформатор 18, 55к вторичной обмотке которого подключены первый диод 19 и первый резистор 20, второй диод 21 и второй 2резистор 22, вывод которого подключен к аноду стабилитрона 23, катодкоторого подключен к первому резистору 20. Первичная обмотка трансформатора 18 через конденсатор 24 подключена к датчику 25 напряжения нулевойпоследовательности (например, сФильтром напряжения нулевой последовательности типа НТМИ),С целью уменьшения длительностиимпульса напряжения питания усилителя до 1/3 периода напряжения нулевойпоследовательности между выводамивторичной обмотки трансформатора 8включены последовательно соединенныедиод 19 и резистор 22, а между вторичной обмоткой трансформатора 18 истабилитроном 23 включены последовательно соединенные резистор 20 идиод 21, Обеспечение сдвига Фазы.входного сигнала относительно напря 1ожения питания усилителя на 30 приугле сдвига фаэ между током и напряжением нулевой последовательности,оравном 90 , достигается подборомконденсатора 24.Изменение длины импульса напряжения питания при описанной выше схеме соединения вторичной обмотки трансформатора 18, резисторов 20 и 22, стабилитрона 23 и диодов 19 и 21 достигается эа счет разного количества энергии, накопляемой магнитным полем сердечника за положительную и отрицательную части периода изменения тока обмотки.С целью упрощения построений графиков импульс питающего напряженияо изображен прямоугольным. Графики построены для случая, когда угол меж-ду током и напряжением нулевой послео,цовательности равен 90 , Поскольку в паузах между импульсами напряжения питания выходное напряжение оусилителя равно нулю, среднее значение выходного напряжения при длительности импульса, равной 1/3 периода напряжения нулевой последовательности, определяется только уровнем основной гармоники входного сигнала 11 , Средв,нее значение третьей гармоники входного сигнала Б(напряжение небаланса датчика тока нулевой последовательности) за 1/3 Т равно нулю, В случае, когда начальная Фаза основной гармоо ники входного сигнала равна 30 , а угол между током и напряжением нулевой последовательности равен 0 и 180среднее значение основной Ц иЬЫх, третьей Нгармоник выходного напряВЫжения равно нулю.Устройство работает следующим образом.При нормальном режиме сети выходной сигнал датчика 2 тока нулевой последовательности содержит в основ-ном только третью гармонику, уровень 10 которой пропорционален току нагрузки контролируемой линии. Напряжение навыходе датчика 25 напряжения нулевой последовательности практически равно нулю, следовательно, напряжение питания усилителя 1 отсутствует и исполнительный орган 15 находится в исходном состоянии.При замыкании фазы контролируемой линии на землю в выходном сигнале датчика 2 .тока нулевой последовательности появляется основная гармоника, уровень которой пропорционален току нулевой .последовательности линии, Среднее значение выходного напряжения 25 за период определяется только уровнем основной гармоники входного,сигнала 1 о,Среднее значение третьей гармоники входного сигнала 11 и, следовательно, третьей гармоники выходного напряжения 0 за 1/3 периода основной гармоники равно, нулю.В том случае, когда постоянная составляющая выходного напряжения 35 усилителя превышает порог срабатывания исполнительного органа, устройство отключает линию.При угле сдвига фаз между напряжением и током нулевой последователь-Оо ности, равном 180 или 270, исполнительный орган не срабатывает, поскольку в первом случае выходное напряжение не содержит постоянной составляющей, а во втором - знак постоянной составляющей изменяется на противоположный.Формула изобретенияУстройство для направленной защиты от замыкания на землю в сети сизолированной нейтралью, содержащеедатчик тока нулевой последовательности, фазосравнивающий орган, к выходукоторого подключен исполнительныйблок, импульсный блок питания фазосравнивающего органа, включающийв себя трансформатор, первичная обмотка которого через конденсаторподключена к датчику напряжения нулевой последовательности, а первый вывод вторичной обмотки подключен кпервому выводу стабилитрона, второйвывод которого соединен с первым выводом первого резистора, при этомвыводы стабилитрона явлются выходными выводами импульсного блока питания, подключенными к первому входуфазосравнивающего органа, о .т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения быстродействия, в импульсный блок питания введены второй резистор, первый и второй диоды, приэтом первый вывод вторичной обмоткитрансформатора импульсного блокапитания через последовательно соединенные второй резистор и согласновключенный первый диод подключен квторому выводу вторичной обмоткйтрансформатора и через согласно включенный второй диод - к второму выводу,первого резистора, а датчик токанулевой последовательности подключен .к второму входу фазосравнивающегооргана непосредственно,Р1300593 Составитель Н.ЧутчевРедактор Н,Киштулинец Техред Л.Сердюкова Корректор М,Самборская каз 115 ПодписноеСССР 4 изводственно-полиграфическое предприятие г, Ужгород, ул, Проектная, 4 54 Тираж 6 ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Р 9комитетаоткрытийушская наб.,