Способ защиты от замыкания на землю в трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК црН 02 Н 3/16,13 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Донецкий политехнический институт и Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт взрывозащищенного и рудничного электрооборудования (72) В.С,Дзюбан, В,Ф.Костин и Ю.И.Слепцов(56) Авторское свидетельство СССР У 473256, кл. Н 02 Н 7/26, 1975.Авторское свидетельство СССР Р 792432, кл, Н 02 Н 3/16, 1980.(54) СПОСОБ ЗАПП 1 ТЫ ОТ ЗАМЫКАН 1 И НАЗЕМПЮ В ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙСЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕИТРАПЬЮ(57) Изобретение относится к электро-технике и предназначено для защитысети от замыкания на землю, Цельюизобретения является повышение быстродействия и помехоустойчивости защиты при переходных процессах в сети.При возникновении утечки в одной изФаз сети на выходах датчиковнапряжений появляются приращения фазныхнапряжений и напряжения смещения нейтрали, которые выделяются блоками2 - 5 выделения дискретных приращений.1339 В компараторах 9-16 эти сигналы сравниваются с уставками срабатывания, при превышении которых на выходах компараторов формируются логические сигналы, которые поступают для анализа на элементы 18 и 19 совпадения. В зависимости от знака приращений на 725выходе одного из элементов 18 или 19 формируется сигнал логической единицы, который через схему ИЛИ 20 поступает на выход устройства, формируя команду на отключение контролируемого участка сети. 4 ил,Изобретение относится к электротехнике, а именно к быстродействующим защитам от замыкания на землю втрехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью выполненныхэкранированным кабелем, и может бытьиспользовано для обеспечения безопасного применения электрической энергии в шахтах, опасных по внезапнымвыбросам угля и газа,Цель изобретения - повышение быстродействия и помехоустойчивости защиты при переходных процессах в сети.На фиг.1 и 2 показаны диаграммыраспределения напряжений в трехфазной сети с изолированной нейтралью,иллюстрирующие формирование приращений Фазных напряжений и напряжениясмещения нейтрали при однофазномзамыкании на землю через утечку конечной проводимости; на фиг.З - тоже, при коротком замыкании междудвумя Фазами В и С; на Фиг.й - Функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ. 10 30 На Фиг,1 и 2 показаны диаграмма напряжений Фаз 0 О, П относительно земли при одинаковых сопротивлениях изоляции Фаз, напряжения 0 /Д 9 О, 1)с и напряжения смещения нейтрали П, при замыкании фазы А на землю через утечку конечной проводимости. Здесь также показаны соответствующие мгновенные значения фазных 35 напряжений 13(С ), Ць(,) Пс до момента появления утечки, а также фазных напряжений Бд(,), Б (С), Бс(Т,) и напряжения смещения нейтрали У после появления утечки в 40 фазе А. На основании этих данных найдены приращения всех указанных напряжений, воз никших после поя вл ения утечки по отношению к моменту, предшествующему появлению утечки10,(1 ) =: 0, %+1)т 1 - 0 Ь),где . = А, В, С, 0 - фазы сети и нейтрали.ОтсюдаИнтервал времени Т между двумя последовательными моментами измерений напряжения не превышает0,001 с.Используя запоминающее устройство, можно непрерывно определять приращения мгновенных значениц фазных напряжений и смещения нейтрали за время С и, сравнивая их между собой, формировать сигнал отключения по условию выполнения соотношения (1), если приращения напряжений превышают уставки срабатывания соответствующих элементов.На Фиг.З показаны диаграммы напряжений при возникновении замыкания между фазами В и С, из которых следует, что условие (1) не выполняется - защита не срабатывает.Функциональная схема устройства (фиг.4) содержит три датчика в делителя фазных напряжений и датчик-делитель напряжения нейтрали (блок 1), связанные с контролируемой сетью, напряжения с которых через блоки 2-5 выделения приращения напряжений, управляемые генератором 6 импульсов, з 1339725поступают на входы блоков компараторов положительных 7 и отрицательных 8 приращений, состоящих из компараторов 9-16, выходы которых связаны с входами логического блока 17,содержащего два элемента 4 И (18 и 19),на входы каждого из которых подаютсясигналы компаратора приращений фазныхнапряжений одного знака и сигнал компаратора приращения напряжения нейтрали другого знака, а выходы их связаны с входами элемента ИЛИ 20.Устройство работает следующим образом. 15С помощью датчиков 1 напряжений,подключенных к трехфазной сети, измеряют мгновенные значения фазныхнапряжений Б, К (Т), Бинапряжение смещения нейтрали Б(Г.), 20Эти напряжения поступают на блоки2-5 выделения дискретных приращенийнапряжений Й 13,1( ), 63(Ту), ЛБс(9)и аП,(г.), Сигналы приращений с выходов блоков 2-5 поступают на входы 25компараторов 9-16, которые выполняютфункцию пороговых элементов - сравнение с уставками срабатывания,С выходов компараторов 10-13 сиг налы поступают на схему совпадения 30(элемент И 18), а с выходов компараторов 9 и 14-16 - на схему 19 совпадения.При возникновении утечки в однойиз фаз сети Фазные напряжения и напряжение смещения нейтрали резко изменяют свои величины, соответственноэтому возрастает приращение указанныхнапряжений, При превьппении этими напряжениями порогов срабатывания компараторов, зависимых от уставки срабатывания, на их выходах Формируютсялогические сигналы, которые поступают для анализа на логический блок17 (элементы 18-20). Если выполняется 45условие (1), на выходе одного из элементов 18 или 19 совпадения в зависимости от знака приращений формируется сигнал логической единицы, который через схему ИЛИ 20 поступает на выход устройства - команда на отключениеконтролируемого участка сети.Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества: отсутствует зона нечувствительности, имеющая место при возникновении утечки в период прохождения Фазного напряжения через нуль; повышается быстродействие устройств, построенных по предлагаемому способу; обеспечивается устойчивость защиты при переходных процессах в сети.Формула изобретенияСпособ защиты от замыкания на землю в трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью, включающий операции автоматического контроля мгновенного значения напряжения смещения нейтрали и формирования сигнала на отключение контролируемой сети при повышении контролируемым параметром заданной величины, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и помехоустойчивости защиты при переходных процессах в сети, дополнительно контролируют мгновенные значения напряжений Фаз защищаемой сети относительно земли, определяют значения приращений фазных напряжений и напряжения смещения нейтрали за одинаковые промежутки времени, сравнивают значения приращений друг с другом по знаку и формируют сигнал на отключение контролируемой сети при условии совпадения знаков приращений напряжений фаз относительно земли и несовпадения с ними знака приращения напряжения смещения нейтрали, а также при условии превышения абсолютными значениями этих приращений заданного значения.1339725 ФигЗ С.Хренованич Редактор А. Козори ректор В. Гири одписно оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ФУ 0 с СоставителТехред М.Х Заказ 4235/47 Тираж 617 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва Ж, Рауш11щ Р бд митета СССРоткрытийя наб., д, 4/5