Устройство для защиты от замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ 14 СПУБЛИК 3 16 504 Н САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ПЬСТ НОМУ С Н те нстиьппе ССР975Т ЗАМЫКАОВАННОЙ элек щитыс изо Фа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО;ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОНИЙ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРНЕЙТРАЛКОЮ(57) Изобретение относитсятехнике и предназначено дляот замыканий на землю в сет лированнои нейтралью. Целью изобре ння является повьппение чувствитель ности защиты, При возникновении за мыкания на землю на вход усилителя- ограничителя 1 поступает напряжение 3 Ь, которое преобразуется на его выходе в прямоугольные импульсы, поступающие на вход формирователя 2 дпя получения импульсов в моменты смены знака напряжения 3 11 ю и служащие для управления стробируемых компараторов 4 и 5, на информационные входы которых поступает сигнал 31, подаваемый через фильтр низких частот. На выходах стробируемых компараторов будут сформированы отключающие импульсы в случае внутреннего ловревдення. 3 нор1427463 Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защитыот замыканий на землю в сетях с изолированной нейтрапью.Целью изобретения является. повьппение чувствительности защиты.На фиг. приведена функциональнаясхема устройства; .на фиг, 2 и 3 -эпюры сигналов, поясняющие работу 10схемы.Устройство содержит усилитель-ограничитель 1, формирователь 2,фильтр:.Э низких частот, стробируемые компараторы 4 и 5, реагирующий орган 6,датчик 7 тока нулевой последователь.ности, датчик. 8 напряжения нулевойпоследовательности.Вход усилителя-ограничителя "1соединен с выходом датчика 8 напря"жения нулевой последовательности, авыход соединен с входом формирова"теля 2, выход которого соединен состробирующими входами компараторов 4и 5. Вход фильтра 3 низких частот 25соединен с выходом датчика 7 тока нулевой последовательности, а выходсоединен с информационными входамикомпараторов 4 и 5, вход реагирующе.го органа 6 соединен с выходами компараторов 4 и 5,На фиг.2 приведены эпюры 9 - 13на фиг, 3 эпюры 14 - 18 сигналов,поясняющие работу устройства .защитыпри дуговом перемежающемся замыкании. На фиг, 2 и 3:приняты следующиеобозначения: 311, 31 - напряжениеи ток датчиков нулевой последовательности; 11 - выходное напряжение усилителя-ограничителя; Ьр - выходное 40напряжение формирователя 2; Б,выходное напряжение фильтра низкихчастот 3; Ц, Пк - выходные нап. ряжения первого и второго компараторов соответственно, 4 Ок - О, если 11 чмч ( 0 и Цр ) 11 ю511 к 1 = О, если Бчкч .) 0 и 11 ср (11 пор 1где 13 ор - порог чувствительностикомпаратора 5 по стробирующему входу.Стробируемые компараторы могутО быть реализованы на основе операционных усилителей, например, 140 УД 12или 1 407 УД 2 или стробируемых компараторов 521 СА 4,5Из фиг, 2 видно, что сигналы Бди Бкравные логической единице,формируются только в случае внутреннего повреждения, Причем логическийсигнал, равный единице, в случае внутРабота устройства при металлическом замыкании на зевотою.Защита работает следующим образом,При возникновении замыкания на земпюна вход усилителя-ограничителя 1 поступает напряжение 311, которое преобразуется на его выходе в прямоуголыще импульсы с крутыми фронтами - 11 ю . Напряжение Ц 4 поступаетна вход формирователя 2, на выходекоторого формируются короткие импульсы Ьр в моменты смены знака напряжения 311,2Иэ фиг. 2 видно, что в момент замыкания возникают свободные токи нулевой последовательности, обусловленные дозарядом емкостей неповрежденных фаз, максимально возможная частота которых составляет 3 кГц, поэтому целесообразно для обеспечения надежной работы защиты по первой полуволне свободного тока сформировать стробирующие импульсы 11 длитель" ностью, равной минимально возможному полупериоду свободного , тока Твтепараметры формирователя 2 должны обеспечивать формирование стробирующих импульсов Ър с длительностью, равной Сср 4 7 мц 721 Чсв= 015 1 О с, На вход фильтра 5"низких частот поступает ток нулевой последовательности. фильтр 3 должен иметь частоту среза 3 кГц для подавления гармоник высокочастотного тока разряда емкостей повреждений фазы. Напряжение 11 рнц с выхода фильтра 3 низких частот поступает на информационные входы компараторов 4 и 5, на стробирующие входы которых поступают короткие импульсы 11 ч .Первый стробируемый компаратор 4 формирует на выходе логический сигнал як следующим образом: 11 = 1, если 11 срнц ) О и Ър )%ое 1+ 5= О, если 11 ую ( О и 11 ср ) 11 р , Бк = Оесли 11 жцч О н Ьр 1 Бор. э где 11 цор - порог чувствительности + компаратора 4 по стробирующему входу. Второй стробируемый компаратор 5 формирует на выходе логический сигнал 11 следующим образом:11 = 1, если 11 Чнч ( О и Ър ( 11 мр 1реннего замыкания появляется на входе реагирующего органа в первый момент замыкания, а точнее в течение первого полупериода свободного токаГ 5 йулевой последовательности. Задержка в появлении переднего фройта одного из сигналов, равного логической единице, определяется только задержкой в каналах тока и напряжения и 10 составляет доли полупериода свободного тока, т.е. предлагаемое устройство обладает потенциально очень высоким быстродействием и позволяет формировать отключающий импульс эа 15 время не более 0,151 6 ф с.На фиг, 3 изображены эпюры сигналов, поясняющие работу предлагаемой защиты при дуговом перемежающемся замыкании, для случая, когда пробой 20 происходит при максимуме фаэного напряжения, а дуга гаснет при первом прохождении через нуль свободного тока дозаряда емкостей неповрежденных фаз. 25Из фиг. 3 видно, что в этом случае в течение первого полупериода свободного тока при внутреннем повреждении на выходе защиты формируется отключающий импульс. ЗОПредлагаемое устройство не содержит в канале напряжения фильтра низ.ких частот а частота среза фильтра в канале тока равна Э кГц,т.е.50 Гц, что обеспечивает фор-мирование на входах компараторов придуговом замыкании сигналов значительно больших по амплитуде по сравнению с устройством-прототипом и значительно повышает чувствительностьзашитыФормула изобретения Устройство для защиты от замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее датчик напряжения нулевой последовательности, усилитель-ограннчитель, выход которого соединен с входом формирователя, датчик тока нулевой последовательности. выход которого соединен с входом Фильтра низких частот, и реагирующий орган, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него дополнительно введены первый и второй стробируемые компа-раторы, выходы которых соединены с входом реагирующего органа, информационные входы стробируемюх компараторов соединены с выходом фильтра низких частот, а входы стробирования компараторов соединены с выходом формирователя, вход усилителя-ограничителя соединен с выходом,"датчика напряжения нулевой последовательности1427463 Составитель О,МуратовРедактор Л.Веселовская Техред А.Кравчук Корректор М.Васильева аз 48 Производственно-полиграфическое предприятие город, ул. Проектная О Тираж б 51 В 11 ИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушска