Устройство для определения поврежденной фазы в трехфазной сети с изолированной нейтралью

(5114 Н 02 Н 3 ННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙГОСУДАРСТ ПО ДЕЛАМ ЭОБРЕТЕНИ ПИСА АВТОРСКОМУ С ЕЛЬСТ ут инженеро производств(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ В ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИС ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ(57) Изобретение относится к областиэлектротехники и может быть использовано в релейной защите, а такжев аппаратуре защиты от поражения током при прикосновении человека к фаэному проводу сети. Цель изобретения -повышение надежности и упрощение устазы ветствуе каждо ый ди перес ми по Замыкопрепазо ен азон уг эти диа не аэделены аются0. Эт роме позволяетатывание предо устро о вр ть 3(56) Авторское свидетУ 1010688, кл. Н 02 НАвторское свидетелУ 1109843, кл, Н 02 Н ройства. При замыкании на землю одной иэ фаз вектор напряжения нулевой последовательности меняет свое направление, За опорный сигнал принято одно из линейных напряжений сети. Напряжение с датчика 1 напряжения нулевой последовательности поступает на первый вход датчика 3 разности фаз, на второй вход которого приходит сигнал от датчика 2 линейного напряжения. В зависимости от того, какая фаза повреждена, угол разности фаэ находится в разных диапазонах. Этот диапазон определяет величину постоянного напряжения на выходе датчика 3 разности фаз и контролируется ОФ усилителями 9-12, входящими в схему 4 порогового разделителя сигналов.Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для определения поврежденной Фазы при однофаэных замыканиях на землю в5 трехфазных сетях с изолированной нейтралью, и может быть использовано в релейной защите, аппаратуре настройки дугогасящих реакторов, а также в аппаратуре защиты от поражения электрическим током при случайном прикосновении человека к любому иэ Фазцыхпроводов сети.Цель изобретения - повышение надежности и упрощение устройства.На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 и .3 - векторные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство для определения повреж денной фазы в трехфазной сети с изолированной нейтралью состоит из датчика 1 напряжения нулевой последовательности, датчика 2 линейного напряжения сети, датчика 3 разности фаз между линейным напряжением сети и напряжением нулевой последовательности, порогового разделителя 4 сигналов и четырех исполнительных органов 5-8. 30Датчик 1 напряжения нулевой последовательности предназначен для выявления замыкания на землю. Напряжение на его выходе, пропорциональное напряжению нулевой последовательности, появляется только при возникновении в сети одцофазного замыкания на землю,Датчик 3 разности фаз между линейным напряжением сети и напряжением нулевой последовательности преобра зует угол сдвига фаэ между этими напряжениями в пропорциональное посто-.янное напряжение. Это напряжениеопределяется по следующему выражению:О = Е45360где Е - напряжение питания датчикаразности фаэ;- угол сдвига Фаз между линей 50цым напряжением сети и напряжением нулевой последовательности.Пороговый разделитель 4 сигналов в зависимости от уровня напряжения на его нходе осуществляет включение одного цз четырех исполнительных органов 5-8. Пороги открывания операционных усилителей 9-12, входящих в схему порогового разделителя сигналов, различны и задаются с помощью резисторов 13-17. При этом резисторы 13-17 подбирают таким образом, что первый операционный усилитель 9 включается при уровнях входного напряжения, соответствующих углам сдвига фаэ между линейным напряжением сети и напряжением нулевой последователь 0 ности в диапазоне от 0 до 60 , второй от 90 до 80 , третий от 210 до 300о и четвертый от 330 до 360 , Включение одного из операционных усилителей приводит к открыванию соответствующего ему транзистора 18-21. При открывании транзисторов срабатывают соответствующие исполнительные органы 5-8. Первый исполнительный орган 5 и четвертый 8 принадлежат фазе С, второй 6 фазе А, третйй 7 - фазе В.Устройство работает следующим образом.При замыкании ца землю одной из фаз (точки О О, О Фиг. 2) вектор напряжения нулевой последовательности меняет свое напранление. Изменяется также и ориентация векторов фазных напряжений, что не позволяет принимать их в качестве опорных, Система же линейных напряжений остается неизменной. Поэтому за информативный признак для определения поврежденной фазы принят угол сдвига фаз между одним из линейных напряжений сети (в данном случае выбрано линейное напряжение Ор ) и напряжением нулевой последовательности, В зависимости от того, какая фаза повреждена, угол сдвига фаз между линейным напряжением О, и напряжением нулевой последовательности Оо изменяешься различным образом. Из векторной диаграммы (фиг. 3) видно, что при замыкании фазы А угол изменяется в диапазонео о90Чд 180 , при замыкании фазы В - 210Ч . 300 и при замыкании фазы С - 330 . Ус360 и О- К 60., т.е, замыканию каждой фазы соответствует строго определенный диапазон углов, эти диапазоны не пересекаются и разделены промежутками по 30 . Это позволяет предотвратить ложное срабатывание устройства.Таким образом, при замыкании на землю, например, фазы А (точка О фиг, 2) на выходе датчика 1 нулевой последовательности появляется напряжение О . Это напряжение поступаетна первый вход датчика 3 разностифаз, на второй вход которого приходитсигнал от датчика 2 линейного напряжения 06, . Так как угол сдвига фазмежду контролируемыми сигналами находится в диапазоне от 90 до 180топостоянное напряжение на выходе датчика 3 разности фаз, соответствующееэтому углу, будет больше порога срабатывания операционного усилителя 1 Ов пороговом разделителе 4 сигналов.Включение этого усилителя приводит коткрыванию транзистора 19 и срабатыванию исполнительного органа 6, который, замыкая свой контакт, сигнализирует о повреждении фазы А. При замыкании на землю любой другой фазы устройство работает аналогично. По сравнению с известным предлагаемое устройство позволит получить экономический эффект от повышения надежности и упрощения устройства.Формула и з о б р е т е н и я 5Устройство для определения поврежденной фазы в трехфазной сети с изолированной нейтралью, содержащее датчик напряжения нулевой последовательности и датчик линейного напряжения 10 сети, выходы которых соединены с входами фазочувствительного органа, выход которого функционально связанс исполнительными органами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности и упрошения,фазочувствительный орган выполнен ввиде датчика разности фаз контролируемых сигналов, выход которого черезвновь введенный пороговый разделитель сигналов с четырьмя выходамисоединен с соответствующими исполнительными органами.Закаэ 987/54 Тирах 650 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5