Устройство для определения расстояния до места повреждения в электрических сетях с изолированной нейтралью

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 221 9) (1) 1)4 С 01 К 31/О ИЗ ЕТЕ ИСА в а ЕДЕЛЕНИЯ РАСИДЕНИЯ В ЗЛЕКТ ОВАННОЙ НЕЙТ-. троь ис"Яи тяк э может быния расстя в электр ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕпо изоБРетениям и отнРцтияПРИ ГКНТ СССР Н А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21) 3985882/24-2122) 1311.8546) 15.11.89. Бюл. Р 4271) Московский институт инженерельскохозяйственного производстм, В.П.Горячкина72) В.И.Сукманов и А.А,Иванов53) 621.317(088.8)56) Авторское свидетельство ССС1242861, кл. С 01 К 31/08, 198(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРСТОЯНИЯ ДО МЕСТА ПОВРЕРИЧЕСКИХ СЕТЯХ С ИЗОЛИРРАЛЬЮ(57) Изобретение относизмерительной техникепользовано для определния до места поврежден 2ческих сетях с изолированной нейтралью. Цель изобретения - повышение точности устройства - достигается путем отстройки от влияния переходных процессов при однофазных замыканиях. Устройство содержит генератор 1 синусоидального тока, датчики 2-8 тока, пусковой блок 9, замыкающие контакты 10-14, блок 15 выбора Фазы с замыкающими контактами 16-21, блок 22 измерений, блок 23 вычислений, блок 24 индикации. Генератор 1 состоит из задающего генератора 25, усилителя 26 мощности и выходного трансформатора 27 с обмотками 28-31. Пусковой блок 9 содержит узкополосные Фильтры 32-34,. фильтр 35 нулевой последовательности, пороговый блок 36, переменный резистор 37 и блок 38 выдержки времени. 1 ил.Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения расстояния до места повреждения в электрических сетях с изолированной нейтралью.Цель изобретения - повышение точности путем отстройки от влияния переходных процессов при однофазных замыканиях на землю и помех 10На чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство содержит генератор 1 синусоидального тока, блок 2 присоединения, с первого по шестой датчики 3-8 тока, пусковой блок 9, с первого по пятый замыкающими контактами 10-14 блок 15 выбора поврежденной Фазы с первого по шестой замыкающими контак-, тами 16-21, блок 22 измерений, блок 2320 вычислений и блок 24 индикации.Генератор 1 синусоидального тока состоит из задающего генератора 25, усилителя 26 мощности и выходного трансформатора 27 с первичной обмот кой 28 и тремя вторичными обмотками 29-31.Пусковой блок 9 содержит с первого по третий узкополосные селективные Фильтры 32-34, Фильтр 35 нулевой последовательности, пороговый блок 36, переменный резистор 37 и блок 38 выдержки времени.На чертеже также обозначены резистор 39 - переходное сопротивление в месте повреждения и эквивалент 40 участка В 31 до места повреждения,Выход задающего генератора 25 через первый замыкающий контакт 10 соединен с входом усилителя 26 мощносги, Первые выводы трех вторичных обмоток 29 - 31 выходного трансформатора 27 соединены с общей шиной, к которой подключены первые выводы первого 3, второго 4 и третьего 5 датчиков тока, второй вывод первой вторичной обмотки 29 через датчики 3,4 и 6 тока соединены с первым входом блока 2 присоединения, а через четвертый замыкающий контакт 19 блока 15 выбора поврежденной фазы - с вторым входом50 блока 22 измерений, второй вывод второй вторичной обмотки 30 выходного трансформатора 27 через второй 4, третий 5 и пятый 7 датчики тока соединен с вторым выходом блока 2 присоединения, а через пятый замыкающий контакт 20 блока 15 выбора поврежденной Фазыс вторым входом блока 22 измерений,вторые выводы первого 3, второго 4и третьего 5 датчика тока соединенысоответственно через первый 16, второй 17 и третий 18 замыкающие контакты блока 15 выбора поврежденнойфазы с первым входом блока 22 измерений, третий вход блока .22 измерений подключен к общей шине, первыевыводы четвертого 6, пятого 7 и шестого 8 датчиков тока объединены и соединены с четвертыми входами пусковогоблока 9 и блока 15 выбора поврежденной фазы, второй вывод четвертого датчика 6 тока соединен с первым входомпускового блока 9, а через второй замыкающий контакт 11 пускового блока 9 - с вторым входом блока 15 выбора поврежденной Фазы, второй выводпятого датчика 7 тока соединен с вторым входом пускового блока 9 и черезтретий замыкающий контакт пусковогоблока 9 с третьим входом блока 15 выбора поврежденной Фазы, второй выводшестого датчика 8 тока соединен стретьим входом пускового блока 9 ичерез четвертый замыкающий контактэтого блока с четвертым входом блока15 выбора поврежденной фазыУстройство работает следующим образом.В нормальном режиме при отсутствии замыкания на землю во вторичныхобмотках датчиков 6 - 8 тока наводятся одинаковые по величине и сдвинутые на 120 ЭДС от токов промышленнойчастоты, протекающих между Фазамии землей через блок 2 присоединенияи вторичные обмотки 29 - 31 выходного трансформатора 27 генератора 1 си"нусоидального тока. Так как системаЭДС датчиков 6 - 8 тока симметрична,то напряжение на выходе фильтра 35нулевой последовательности равно нулюи пороговый блок 36 пускового блока9 не срабатывает,При замыкании на землю через переходное сопротивление 39 третьей Фазы линии ЭДС, наводимая в шестом датчике 8 тока, уменьшается, а в четвертом 6 и пятом 7 - увеличивается. Этоприводит к появлению напряжения навыходе фильтра 35 нулевой последовательности. Если величина этого напряжения превышает порог срабатыванияпорогового блока 36, то он срабатывает и подает команду на отсчет времениблоку 38 выдержки времени. Если замыкание на землю не ликвидировалось,28 6этб приводит к появлению во вторичных обмотках этих датчиков ЭДС, про-б.порциональных тоКу замыкания;Е=К 1 (1)где К - коэффициент пропорциональности, определяемый конструктивнымн параметрами и материаломмагнитопроводов датчиковтока;1 - ток замыкания.Эти ЭДС равны по величине, носдвинуты на разные углы по отношениюк напряжению генератора. При этом ЭДСтретьего датчика тока сдвинута наугоЛЮ=90 +р, (2)а ЭДС первого датчика тока сдвинутака уголМ, =90 иУ+180. (3)В этих выражениях21 й. 1Ц=агс 18 --- "-,го 1 к+В игде у - угол между напряжением генератора и током замыкания;Г - частота генератора;1, - удельная индуктивность провода;1 - расстояние до места замыкания на землю;,г - удельное активное сопротивлеония провода;К- переходное сопротивление вместе замыкания на землю.Наводимая во вторичной обмоткетретьего датчика 5 тока ЭДС непрерывно измеряется блоком 22 измерений,который одновременно производит и замер реактивной составляющей напряжения на третьем выходе генератора. По3истечении второй ступени выдержкивремени замыкается пятый замыкающийконтакт 14 пускового блока и результаты измерений, которые будут в этотмомент времени на выходе блока 22 из-мерений, поступают в блок 23 вычислений, который производит расчет рас"стояния до места замыкания на землюс учетом (1), (2) и (4) по формуле1 --- з 1 п(1-90 )Уг Кк 2 Я 1 ЕФ(5)где Пг - напряжение генератора.Результат расчета передаетсяв блок Я 4 индикации, который пред"ставляет его в цифровом виде натабло,При замыкании на землю другой фа"зы линии устройство работает аналогично,(4) 5 15221 то по истечении первой ступени выдержки времени блок 38 выдержки времени пускового блока 9 замыкает пер-, вый 10, второй 11, третий 12 и чет.вертый 13 контакты.5Замыкание первого контакта 10 пускового блока приводит к включению генератора 1 синусоидального тока, а при замыкании второго 11, третьего 12 10 и четвертого 13 контактов пускового блока на соответствующие входы блока 15 выбора поврежденной Фазы поступают ЭДС от датчиков 6 - 8 тока. Блок 15 выбора поврежденной Фазы срабатывает и .своими третьим 18 и шестым 21 замыкающими контактами подключает первьй и второй входы блока 22 измерений соответственно к третьему датчику 5 тока и третьей вторичной обмотке 31 20 выходного трансформатора 27.При включении генератора 1 синусоидального тока во всех трех фазах линии протекают токи звуковой частоты, Результирующие магнитные потоки 25 в магнитопроводах первого 3, второго 4 и третьего 5 датчиков тока равны разности магнитных потоков, создаваемых токами генератора, протекающими в двух фазах. Токи генератора в пер 30 вой и второй Фазах линии обусловлены равными собственными емкостями проводов этих Фаз относительно земли и равны по величине и по фазе вследствие равенства по величине и по фазе напряжений на выходах генератора.Так как токи генератора, протекающие в первой и второй фазах ликии, равны, то результирующий магнитный поток, создаваемый этими токами во втором датчике 4 тока, равен нулю и,40 следовательно, ЭДС с частотой генератора во вторичной обмотке этого датчика тока отсутствует.Ток генератора в третьей фазе линии отличается от токов генератора в первых двух Фазах, так как к току, обусловленному собственной емкостью провода третьей фазы линии относительно земли, добавляется ток замыкания, протекающии по контуру: генератор 1 -. блок 2ч50 присоединения - активное и индуктивное сопротивление 40 участка третьей Фазы линии до места повреждения - переходное сопротивление 39 - земпя - генератор 1. Магнитный поток, создаваемый этим током в магнитопроводах первого 3 и третьего 5 датчиков тока, оказывается нескомпенсированным, иФормула изобретения устройство для определения расстояния до места. повреждения в электрических сетях с изолированной нейт, - 5 ралью, содержащее блок присоединения, генератор синусоидального тока, три датчика тока, выполненные в виде кольцевого магнитопровода с расположенной на нсм вторичной обмоткой с 1 О двумя выводаии, блок измерений, блок вычислений, блок индикации, первый, второй и третий входы блока присоединения соединены с соответствующими клеммами для подключения к объекту 15 контроля, выход блока вычислений соединен с входом блока индикации, первые выво-,.: первого, второго и третьего датчиков тока объединены и соединены с первым входом блока измерений -0ю и с общей шиной, о т л и ч а ю щ е ес я тем что, с целью повышения точности, в него введены четвертый, пятый и шестой датчики тока, выпол-.25 ненные в виде кольцевого магнитопровода с расположенной на нем вторичной обмоткой с двумя выводами, пусковой блок, имеющийшесть замыкающих контактов, при этом генератор сичусоидального тока состачт иэ задающего . О генератора, усилителя мощности и выходного трансФорматора с одной первичной и тремя вторичными обмотками, каждая из которых имеет по два вывода, выход задающего генератора через первый замыкающий контакт пускового блока соединен с входом усилителя мощности, к выходу которого подключена первичная обмотка выходного трансФорматрра, выводы вторичной обмотки 40 которого соединены с соответствунияими выходами генератора сннусоидального тока, пусковой блок содержит три узкополосных селективных Фильтра, Фильтр нулевой последовательности, 45 пороговый блок, переменный резистор и блок выдержки времени, первые входы узкополосных селективных Фильтров являются первым, вторым и третьим входами пускового блока, вторые входы 5 О узкополосных селективных Фильтров объединены и образуют четвертый вход пускового блока, выходы узкополосных селективных Фильтров соединены с со" ответствующими входами Фильтра нулевой последовательности, выход которого соединен с первым входом порогового блока, первый и второй выводы переменного резистора соединены соответственно с положительным и отрицательным полюсами источника постоянного тока, а третий вывод соединенс вторым входом порогового блока, квыходу которого подключен блок выдержки времени, первьм, второй и третийвыходы генератора синусоидального тока объединены и соединены с общей шиной, четвертый выход генератора синусоидальього тока, индуктивно связанный с первым, вторым и четвертымдатчиками тока, соединен с первымвыходом блока присоединения, а такжечерез четвертый замыкающий контактблока выбора поврежденной Фазы с вторым входом блока измерений, пятый выход генератора :инусоидального напряжения, индугтивно связанный с вторьм, третьим и пятым датчиками тока,соединен с вторым выходом блока присоединения, а также через пят Й замыкающий контакт блока выбора повреж:-.денной Фазы с вторым входом блока измерений, шестой выход генератора синусоидального тока, индуктивно свя- .занный с первым, третьим и шестымдатчиками тока, соединен с третьимвыходом блока присоединения, а такжечерез шестой замыкающий контакт блокавыбора поврежденной Фазы с вторым входом блока измерений, вторые выводыпервого, второго и третьего датчиковтока соединены соответственно черезпервьй, второй и третий замыкающиеконтакты выбора поврежденной Фазыс третьим входом блока измерений,выход блока измерений через пятыйзамыкающий контакт пускового блокасоединен с входом блока вычислений,первые выводы четвертого, пятого ишестого датчиков тока объединены исоединены с четвертым входом пускового блока и первым входом блока выбора поврежденной Фазы, второй выводчетвертого датчика тока соединен спервым входом пускового блока и через второй замыкающий контакт пускового блока с вторым входом блока выбора поврежденной Фазы, второй выводпятого датчика тока соединен с вторым входом пускового блока и черезтретий замыкающий контакт пусковогоблока с третьим входом блока выбораповрежденной Фазы, второй вывод шестого датчика тока соединен с третьимвходом, пускового блока и через четвертый замыкающий контакт пусковогоблока с четвертым входом блока выбора поврежденной Фазы.