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

(56) Авторское свидетельство СССР У 172878, кл. Н 02 Н 5/16, 1963.Авторское свидетельство СССР Иф 1376170, кл. Н 02 Н 3/16, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОЙ ЗА- ЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ(57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам направленной защиты. Целью изобретения является повьппение помехоустойчивости и селективности защиты. При замыкании фазы на землю появляются ток и напряжение от датчиков нулевой последовательности на всех присоеди" нениях. Сигнал, пропорциональный току нулевой последовательности, с выхода согласующего блока 1 поступает на вход нуль-органа 2. При достижении уставки по току срабатывания на выходе нуль-органа появляются прямоугольные импульсы, которые не зависят от величины тока. С выхода нуль-органа 2 сигнал поступает на первый вход фазочувствительного усилителя, где он дифференцируется, усиливается и пос" тупает на вход оптоэлектронной пары 3. Напряжение датчика напряжения нулевой последовательности поступаетй на второй вход фазочувствительного щ усилителя. При совпадении по фазе тока и напряжеь,я нулевой последовательности тиристор оптоэлектронной пары 13 открьгается и срабатывает исполнительн.е реле 14. 4 илИзобретение относится к электротехнике,.а именно,к устройствам направленной защиты от замыканий на землю в .сетях.с изолированной нейт 5 ралью.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и селективности защиты.На фиг. 1 изображена схема устрой ;ства на фиг. 2 - схема согласующего блока; на фиг, 3-4 - эпюры тока и :напряжения, поясняющие работу устройства.Устройство содержит согласующий 15 ;.:блок 1, обеспечивающий потенциальную .раэвйзку схемы и датчика нулевой последовательности.31 О, выделение сигнала с частотой 50 Гц, защиту с устройства от перенапряжений, Фаэосдви гающую цепочку, определяющую зону срабатывания; нуль-орган 2, обеспе,чивающий фиксацию перехода синусоиды ,тока нулевой последовательности 31 через ноль, нуль-орган выполнен йа 25 операционном усилителе; пороговый блок 3 с полевым транзистором 4 на . выходе, обеспечивающий управление нуль-органа.Пороговый блок выполнен на опера ционном усилителе 5 по схеме компа-. ратора с выпрямляющим диодом б и фильтрующим конденсатором 7 на выходе. Порог срабатывания устройства определяется резисторами 8 и 9.Устройство также содержит фазочувствительный усилитель, включающий транзистор 10,дифференцирующую цепочку на элементах 11, 12,оптоэлектронную пару 13, на выходе которой включена обмотка 14 реле,с включенными параллельно ей резистором 15 и диодом 16.Согласующий блок фиг, 2) содержит трансформатор 17, конденсатор 18, 45 образующий со вторичной обмоткой трансформатора 17 контур, настроенный на 50 Гц, стабилитрон 19, фазосдвигающую цепочку, состоящую из резисторов 20 и 21 и конденсаторов 22 и 23,На фиг, 3 приведены эпюры, поясняющие работу защиты при металлическом замыкании, а на Фиг. 4 - при перемежающемся замыкании, где 311 31 О - напряжение и ток нулевой после 55 довательности соответственно; выходное напряжение согласующего блока; Бс - выходное напряжение нульФ органа; Ь - напряжение на коллекторе транзистора 10; 13 р - напряжение на обмотке 14 реле.Устройство направленной защиты от замыканий на землю работает следующим образомПри нормальном режиме в сети с изолированной нейтралью ток 31 и напряжение ЗБо нулевой последовательности отсутствуют, обмотка 14 реле обесточена. При замыкании Фазы на землю появляется ток 31, и напряжение 311 р на всех присоединениях. Причем на поврежденном присоединении при металлическом замыкании угол между током 31 О и напряжением Зло равен 90 , а неповрежденных присоединениях равено270 . Если уровень сигнала, пропорциональный току 31, на входе порогового блока 3 превысит порог его срабатыванияна нуль-орган 2 поступает сигнал разрешейия на работу. Нуль-орган Фиксирует переходы синусоиды сигнала, пропорционального току 33, через ноль, что обеспечивает стабильную, независимую от уровня сигнала 1на входе устройства защиты, зону срабатывания в пределах 160 . С выхода нуль-органа преобразованный сигнал подается на первый вход фаэочувствительного усилителя, на второй вход которого подается напряжение ЗБ. Если преобразованный сигнал тока 31 и напряжение 311 на фазочувствительном усилителе совпадают по фазе, что имеет место при угле между 31 и ЗБ, равном 90 , тиристор оптопары 13 открывается, срабатывает реле 14.Если преобразованный сигнал тока 31 противоположен по фазе напряжению 311, что имеет место при угле между 31, и 311, равном 270, тиристор оптоцары 13 закрыт, реле 14 обесточено,Устройство работоспособно при металлическом замыкании на землю, при замыкании через переходное сопротивление и при перемежающемся дуговом замыкании.Формула и з о б р е т е н и яУстройство для направленной защиты от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее датчики тока и напряжения нулевойпоследовательности, фильтр низких частот, фазосдвигающую цепочку, последовательно соединенные нуль-орган, формирователь управляющих импульсов,ф 5 фаэочувствительный усилитель и исполнительный орган, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повьппения помехоустойчивости и селективности защиты, введены пороговый блок, 10 ключевой элемент и ограничитель, при этом фильтр низких частот, ограничитель, фазосдвигающая цепочка соединены последовательно, к входу фильтра низких частот подключен датчик тока нулевой последовательности, а выход фазосдвнгающей цепочки соединен сРвходом нуль-органа и порогового блока, выход которого подключен к управ" ляющему входу ключевого элемента, включенного в цепь обратной связи нуль-органана второй вход фазочувствительного усилителя через исполнительный орган подключен датчик напряжения нулевой последовательности,14274 б 1 цг Составитель О. Мураактор А. Долинич Техред А.Кравчук орректор С. Шекма акаэ 4859/5 дписн Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. 1 ректная и Ь Тираж1 ИИПИ Госудпо делам35, Москва,б 51рственного комитета ССС зобретений и открытий Ж, Раушская наб., д.