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

ЬН 1 ЛЗО Е . САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ОРСКОМУ СВИДЕ ЬСТВУ о и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Научно-исследовательский и проектно- конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (72) В. Ф. Бухтояров(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗГМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ(57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для релейной защиты от замыкания на землю в разветвленной сети с изолированной нейтралью. Цель изобретения - повышение надежности работы защиты путем обеспечения помехоустойчивости при переходных процессах как в сети, так и в элементах устройства. На выходе блока сравнения импульсов 6 сигнал появляется в случае первоначального появления и исчезновения сигнала датчика тока 2 и наличия общей временной зоны этого сигнала и сигнала датчика 3 напряжения нулевой последовательности. При срабатывании дискриминатора 11 и сумматоров 9 и 10 появляется сигнал на выходе элемента И 8. Сумматор 9 срабатывает, если ца его вход поступает два - три импульса, а сумматор 10 - если на его вход поступает два импульса. После срабатывания элемента И 8 исполнительный орган отключает выключатель поврежденного присоединения.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты от олнофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью.Цель изобретения повышение надежности работы зашиты путем обеспечения помехоустойчивости при перехоЛных режимах как в сети, так и в элементах устройства.На фиг.приведена функциональная схема устройства лля защиты от замыкания на землю; на фиг. 2 - диаграм. мы сигналов, поясняющие работу устройства.Устройство лля защиты от замыкания на землю содержит установленный на защищаемом присоединении 1 датчик 2 тока нулевой последовательности (ДТНП), датчик 3 напряжения нулевой послелонательности (ДННП), преобразователи 4 и 5 соответственно тока (Г 1 Т) и напряжения цу. левой последовательности (ПН), входы которых подключены к выходам указанных датчиков, а выходы - к блоку 6 сравнения импульсов (БСИ), исполнительный орган (ИО) 7, подсоединенный к выходу элемента 8 совпадения, один вход которого полключен через сумматор 9 к выходу БСИ 6, а другой вход через последовательно соединенные сумматор 10 и лискриминатор 11 заданной длительности подключен к выход 11 Н 5, элемент И-НЕ 12, подключенный своими входами к выхолам ПТ 4 и Г 1 Н 5.В качестве ДННП 3 использована вторичная обмотка трансформатора напряжения нулевой последовательности, соединенная в разомкнутый треугольник.Вторичные обмотки ДТНП 2 и ДННП 3 включены таким образом, что ток нулевой последовательности ца поврежденном присоединении (сигнал на выходе ДТНП 2) опережает напряжение нулевой последовательности (сигнал ца выходе ДННП 3), а на неповрежденном присоединении отстает. Угол слнш а между током и напряжением нулевой последовательности равняется приблизительно 90.Г 1 реобразователи 4 и 5 преобразуют изменяющиеся во времени выходные сигналы ДТНП 2 и ДННП 3 в прямоугольные импульсы положительной полярности (длительность импульсов приблизительно равна половине периода) и состоят из согласующего трансформатора 3 (14) с ограничителями сигналов, активного фильтра 15 (16) основной частоты, порогового элемента 17 (18) с летектором на входеБСИ 6 представляет собой фазочувст. нительный орган, реагируюгций на сдвиг фаз между сигналами тока и напряжения нулевой последонател ьности.Блок 6 содержит селектор сигналов на лвух элемента 9 и 20 совпадения И с лвумя перекрестными связями с выхола одного элемента на влол другого через элементы НЕ 21 и 22, собственно формирователь 23 выходных коротких импульсов, выполненный в виде дискриминатора заданной длительности, и элемент 24 совпадения выходного импульса и перекрестного сигнала. Селектор сигналов предназначен лля выделения первоначального сигнала, поступающего от датчиков 2 и 3.Сумматоры 9 и 10 интегрируют входные импульсы, чем исключается возможность ложного срабатывания устройства при появлении на его нходе одного - двух случайных импульсов.Дискриминаторы (селекторы) 11 и 23 длительности выполнены по схеме, особенность работы которой состоит в том, что сигналы на их выходах формируются (появляются) в моменты исчезновения их входных сигналов, имеющих длительность в пределах заданной селекции, которая выбирается меньшей длительности полупериода основной частоты и большей длительности помехи. Таким образом, исключается возможность ложного срабатывания устройства от сигналов, имеющих частоту, отличную от основной (помех, субгармонических колебаний и т. л.).Элемент И-НЕ 12 исключает возможность ложного срабатывания устройства при одновременном первоначальном воздействии сигналов датчиков тока и напряжения.Устройство работает следующим образом.При возникновении на защищаемом присоединении 1 однофазного замыкания на землю сначала появляется сигнал на выходе ДТНП 2, затем, спустя приблизительно четверть периода - сигнал на выходе ДННП 3. Если уровень этих сигналов оказывается достаточным лля срабаз ывания пороговых элементов 17 и 18, последние срабатывают и на их выходах поочередно появляются положительные импульсы7 и Г), следующие с частотой положительных полуволн тока и напряжения нулевой последовательности (фиг. 2),При первоначальном появлении сигнала датчика 2 тока селектор сигналов блока 6 повторяет его и подает ца вход собственно формирователя 23 выходных импульсов. Последующее воздействие сигнала датчика 3 напряжения не изменяет состояние схемы Ло тех пор, пока не исчезнет сигнал датчика 2 тока. Сигналз на выходе формирователя 23 появляется в момент исчезновения входного сигнала, имеющего заданную длительность.Сигнал Г на выходе блока 6 появляется только при совпадении во времени импульсовз формирователя 23 и импульсов Г)преобразователя 5 напряжения. Следовательно, сигнал на выходе БСИ 6 появляется только в случае первоначального появления и исчезновения сигнала датчика 2 тока и наличия общей временной зоны этого сигнала и сигнала датчика напряжения.Сигнал на выходе элемента 8 совпадения появляется при условии срабатывания дискриминатора 11 и сумматоров 9 и 10. Последние срабатывают, если на вход сумматора 9 поступают два - три импульса, а на вход сумматора 10 - два импульса. При срабатывании сумматоров 9 и 1 О появляется сигнал )8 на выходе схемы 8 совпадения и происходит срабатывание ИО 7.При внешнем замыкании на землю устройство не работает, поскольку сигналы 1 194, 1 19 на выходах элемента 24 и сумматора 9 отсутствуют.Заданный алгоритм работы устройства исключает выдачу ложных импульсов не только при переходных процессах в защищаемом объекте и при воздействии помех со стороны датчиков тока и напряжения, но и при переходных процессах, возникающих в самой схеме устрйства, например, в момент подачи напряжения на схему устройства, а также в первый момент возникновения замыкания на землю, когда сдвинутые по фазе сигналы датчиков тока и напряжения на неповрежденных линиях во времени могут перекрывать друг друга.Помехоустойчивость и невосприимчивость к переходным процессам обеспчиваются за счет применения дискриминаторов заданной длительности, дополнительных сумматора, элемента совпадения и элемента И-НЕ, а также за счет активных фильтров.Устройство может быть выполнено на базе интегральных микросхем (операционных усилителей, логических элементов И-НЕ, 0-, КЬ-триггеров и др.). Предлагаемое устройство существенно повышает надежность функционирования защиты от однофазиого замыкания на землю, уменьшает ущерб от простоев оборудования и способствует предупреждению электро 5 10 5 20 25 30 35 40 травматизма при эксплуатапи; , ртановок, прежде всго и; з,и,+, ьФорму,га изобрсгснн; Устройство для за и г нт ы от,;,нн)ч ного замыкания на землю ь тн л прова иной нейтрал ью, содрж а гцдатч ики тока и напряжения нулвой и:лдовательности, к выходам которых подклю сны входы соответственно преобразователй, ок,. и напряжения нулевой последовательнот, выходы которых соединены с входами блока сравнения импульсов, выполненного на последовательно включенных селекторе сигналов, формирователе коротких импульсов и выходном элементе совпадения, второй вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения нулевой последовательности, сумматор, своим входом подключенный к выходу выходного элемента совпадения блока сравнения импульсов, а выходом функционапьно связан с входом исполнительного органа, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы защиты путем обеспечения помехоустойчивости при переходных режимах как в сети, так и в элементах устройства, в него введены элемент И-НЕ, последовательно соединенные дискриминатор заданной длительности, дополнительный сумматор и элемент И, второй вход которого подключен к выходу указанного сумматора, а выход элемента И соединен с входом исполнительного органа, причем вход дискриминатора заданной длительности и первый вход элемента И-НЕ подключены к выходу преобразователя напряжения нулевой после. довательности, второй вход элемента И-НЕ соединен с выходом преобразователя тока нулевой последовательности, а выход элемента И-НЕ подключен к третьему входу выходного элемента совпадения блока сравнения импульсов, при этом формирователь коротких сигналов блока сравнения импульсов выполнен в виде дискриминатора заданной длительности.40668( Ъц юпеано две Юны(ь, Васькерг с тела кт ор Ч 11 е грина1 ака 122 4 с(В 11111111 Гос ла рст130:1511 роианлстненно.ио