Устройство для определения поврежденной фазы сети

(51)4 Н 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2 54) уСтРОЙСТВО РЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ 57) Изобретение ехнике и предна ования в электр енсацией емкост(46) 15.11.89, Бюл. Р 42(71) Донецкий политехничтут и Волжское объединенводству легковых автомоб(56) Авторское свидетельУ 603042, кл. Н 02 Н 3/1Авторское свидетельстМ 838866, кл, Н 02 Н 3/1 РЕДЕЛЕНИЯ ПО относится к эл тро ь- ом- эоб- ра инсти- произескии ачено для испо е по лейлдатов ческих сетях с ого тока. Цель ретения - повышение селе боты устройства при дуго ниях Фазы на землю. Пост цель достигается тем, чт тивнос х замыка енн о заряд з 17, 18,ггером 8 транзист очастотноен поминающихразрешаетсредством12 после з ров три ого ков 3.Р локиров тухания ра и М д3 15составляющей тока переходного процесса в течение времени, задаваемого одновибратором 9. Измерение разнос-тей между напряжениями опережающейфазы и двух других фаз осуществляетсякомпараторами 22, 23, 24 схемы срав нения 21. Логические сигналы с выходов этих компараторов поступают на Я-входы КЯ-триггеров, Однако логическая информация о соотношении между напряжениями Фаз относительно земли воздействует на указанные триггеры лишь при наличии прямоугольного импульса на выходе формирователя 10, генерирующего единичный импульс по заднему фронту выходного сигнала одновибратора 9. При дуговом пробое изоляции сети во время заряда запоминающих конденсаторов 17, 18, 19 по22341 15 1 О 20 переднему Фронту импульса тока пупевой последовательности формирователь5 возвращает пусковой триггер в исходное состояние. При этом блокируются в нулевом положении триггеры 25,26, 27 и запрещается сигналом на выходе расширителя импульсов 11 переключение по Б-входу пускового триггера на время существования единичного импульса на выходе одновибратора9, Включение исполнительного органа,сопровождающееся переходным процессом, не вызывает возврат устройства висходное состояние, так как выходнойлогический сигнал элемента ИЛИ 31 спомощью элемента ЗАПРЕТ 6 блокируетпрохождение импульсов Формирователя5 на К-вход пускового триггера 8.1 з.п. Ф-лы, 1 ил.30 40 Изобретение относится к. электротехнике и предназначено для использования в электрических сетях с компенсацией емкостного тока для определения поврежденной фазы сети.Цель изобретения - повышение селективности работы устройства при дуговых замыканиях фазы на землю,повышение чувствительности защиты,На чертеже приведена функциональная схема устройства,Устройство содержит фильтр 1 верхних частот, подключенный входом наток нулевой последовательности сети,выход которого через последовательносоединенные преобразователь 2 тока внапряжение 2 и формирователь 3 прямоугольных импульсов включен к входампервого формирователя прямоугольногоимпульса по заднему Фронту сигнала 4и формирователя прямоугольного импульса по переднему фронту сигнала 5,Последний выходом присоединен к первомувходу элемента ЗАПРЕТ 6, соединенноговыходом через первый элемент ИЛИ 7 сК-входом пускового КБ-триггера 8 с,логикой И по Б-входу, первый Б-входкоторого подключен к выходу формирователя 4, а его прямой выход черезодновибратор 9 - к входам второго Фор,мирователя прямоугольного импульсапо заднему фронту сигнала 1 О и расши-рителя импульса 11, Инверсный выходрасширителя соединен с вторым Я-входом пускового кЯ-триггера 8 и с базой блокировочного транзистора.12,включенного эмиттером к общему проводу питания, а коллектором через резистор 13 и диоды 14, 15, 16 - к первым обкладкам запоминающих конденсаторов 17, 18, 19, Вторые обкладки запоминающих конденсаторов соединены собщим проводом питания, а первые - свыходом фильтра 20 Фазных напряжений,выполненного по схеме ЗВ, и входамиблока 21 сравнения, состоящего изтрех компараторов 22, 23, 24,КБ-триггеры 25, 26, 27 с логикойИ по Б-входам присоединены К-входамии инверсными Б-входами к инверсномувыходу пускового триггера 8, а прямыми Б-входами - к выходу второгоформирователя прямоугольного импульса по заднему Фронту сигнала 1 О.Прямые выходы указанных триггеров подключены к исполнительным органам28 - 30 и входам второго элемента2 ИЛИ 31, выход которого включен квторому входу элемента "ЗАЛРЕТ". Кроме того, триггер 25 прямыми Я-вхо-дами соединен с выходами компараторов23 и 24, а триггеры 26 и 27 включены соответственно инверсными Б-входами к выходам компараторов 22 и 23,триггер 27 подключен прямым Б"входом к компаратору 22 и инверсным Явходом к компаратору 24, 1522341Устройство работает следующим образом.В нормальном режиме работы сети в исходном состоянии находится пусковой КБ-триггер 8, поэтому на базе транзистора 12 и первом Б-входа пускового триггера присутствует единичный логический сигнал, Транзистор 12 открывается и с помощью резистора О 13 и диодов 14 - 16 шунтирует запоминающие конденсаторы 1 - 19. Одновременно единичный логический сигнал на инверсном выходе пускового триггера 8 Фиксирует триггеры 25, 27 в 5 исходном состоянии. В результате на выходе элемента 3 ИЛИ 31 устанавливается логический ноль, который снимает запрет на прохождение на Б-вход пускового триггера 8 сигналов фор мирователя 5,При металлическом замыкании на землс одной из Фаз сети, например Фазы А, в начальный момент времени в токе нулевой последовательности 3 Т 25 появляются высокочастотная составляющая, Зта составляющая тока через фильтр 1 верхних частот поступает на последовательно соединенные преобразователь 2 тока в напряжение и фор мирователь 3 прямоугольного импульса. В результате их действия на выходе элемента 3 появляется прямоугольный импульс, длительность которого равна длительности существования в электрической сети переходного процесса.По переднему и заднему фронту указанного прямоугольного импульса формирователя 5 и 4 генерируют короткие прямоугольные импульсы. Поэтому щ при возникновении переходного процесса прямоугольный импульс формирователя 5 поступает на К-вход пускового триггера 8. При этом состояние трггера не изменяется, так как он 45 находится в исходном состоянии.Для исключения влияния переходного процесса на достоверность результатов измерения напряжений относительно земли пусковой триггер пере ключается в единичное состояние формирователем 4 после затухания высокочастотной составляющей тока нулевой последовательности, В результате триггеры 25 - 27 деблокируются и за пускается одновибратор 9. Единичный импульс на выходе одновибратора 9 через расширитель 11 импульсов закрывает транзистор 2,поэтому напряжение фаз А, В, С относительно земли поступает на запоминающие конденсаторы 17 - 19. Послезаряда конденсаторов в течение времени, равного длительности импульсаодновибратора 9, Формирователь 10разрешает прохожцение на Б-входытриггеров 25 - 27 выходных логических сигналов схемы 21 сравнения,При повреждении фазы А модуль напряжения на опережающей фазе П.больше модуля напряжений поврежденнойБ -,и отстающей 111, Фаз. Следовательно, на прямых Б-входах триггера 25появятся единичные сигналы, В то жевремя для срабатывания триггеров 26и 27 необходалые условия отсутствуют, так как не выполняются соответствующие неравенства 1 Уа ) 13 ь Пс)Б и Б Б 11 ) Б . В итогев единичное состояние переключаетсятолько триггер 25, однозначно фиксируя поврежденную Фазу,Единичный сигнал на выходе триггера 25 вызывает срабатывание исполнительного органа 28 и блокирует переключение пускового триггера в исходное состояние импульсами формирователя 5. Включение исполнительногооргана вызывает переходные процессы в элеКтрической сети, но наличие блокировки не вызывает изменения состояния схемы устройства для определения поврежденной Фазы сети. Возврат схемы в исходное состояние осуществляется подачей единичного сигнала "Сброс" на второй вход элемента 2 ИЛИ (7). При дуговом однофазном замыкании на землю устройство работает аналогично, если следующий дуговой пробой изоляции сети появится с интервалом, превышающим время измерения, задаваемое с помощью одновибратора 9. Если же во время заряда запоминающих конденсаторов возникает очередной дуговой пробой, то формирователь 5 возвращает пусковой триггер 8 в исходное состояние. При этом единичным сигналом на инверсном выходе триггера 8 блокируются в исходном состоянии триггеры 25 - 27, а нулевым сигналом на первом Я-входе триггера 8 запрещается его переключение во время рабаты одновибратора 9. В результате ложная информация о месте повреждения не поступает на Я-вход триггеров 257522341 ,27, что обеспечивает высокую селект тивнссть предлагаемого устройства. р Фо рмула изобретения 5 1. Устройство для определения поврежденной Фазы сети, содержащее соединенный с клеммами для подключения к сети Фильтр Фазных напряжений, выполненный по схеме ЗВ, блок сравнения, входы которого соединены с первыми обкладками трех запоминаюих конденсаторов, вторые обкладки которых подключены к общему проводу Б источника питания и эмиттеру блокировочного транзистора, исполнительные органы по числу фаз сети, диоды, резистор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селек О тивности работы устройства при дуговых замыканиях Фазы на землю, в Него введены фильтр верхних частот, преобразователь тока в напряжение, формировательпрямоугольных импуль Б сои, первый и второй формирователи прямоугольных импульсов по заднему фронту сигнала, формирователь прямоугольного импульса по переднему Фронту сигнала, логический элемент ЗА- , 3 О ПРЕТ, первый и второй логические элементы ИЛИ, пусковой КБ-триггер с логикой И по двум Б-входам, одно- вибратор, расширитель импульса, КБ- триггеры по числу Фаз сети с логикой И по четырем Б-входам, причем Фильтр верхних частот подключен входом к датчику тока нулевой последовательности сети, введенному вновь, а выходом через последовательно соединен- щ ные преобразователь тока в напряжение и формирователь прямоугольного импульса включен к входам первого Формирователя прямоугольного импульса по заднему фронту сигнала и форми- Б рователя прямоугольного импульса по переднему фронту сигнала, выходы которых присоединены соответственно к первому Б-входу пускового КБ-триггера и первому входу элемента ЗАПРЕТ, соединенного выходом через первый элемент ИЛИ с К-входом пускового КБриггера, прямой выход которого чеез одновибратор подключен к вх второго формирователя прямсугольгого импульса по заднему фронту сигнала и расширителя импульса инверсный выход которого соединен со вторым Б-входом пускового КБ-триггера и базой блокировочногс транзистора, коллектор которого через резисто соединен с катодами трех диодов аноды которых подключены соответственно к первым обкладкам запоминающих конденсаторов и выходам Фильтра Фазных напряжений, первый выход блока сравнения подключен к первому инверсному Б-входу второго КБ-.триггера и первому прямому Б-входу третьего КБ-триггера, второй и третий вь 1 ходы блока сравнения соединены соответственно с первым прямым Я-входом первого КБ- триггера и вторым инверсным Б-входом второго КБ-триггера, со вторым прямым Я-входом первого РБ-триггера и вторым инверсным Б-входом третьего КБ-триггера, третьи прямые Б-вхсды первого, второго, третьего КЯ-триггеров подключены к выходу второго формирователя прямоугольного импульса по заднему фронту сигнала, а четвертые инверсные Б-,входы трех КБ-. триггеров соединены с К-входами этихже триггеров и с инверсным выходом пускового КБ-триггера, прямые выходы первого, второго и третьего КБ-триггерон подключены к соответствующему исполнительному органу и входам второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу элемента ЗАПРЕТ.2. Устройство пс п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности защиты, блок сравнения выполнен в виде трех компаратсров, прямые и инверсные входы каждого из которых подключены соответственно к гервым обкладкам второго и третьего, первого и третьего,первого и второго запоминающих конденсаторов, а выходы компараторов соединены с выходными клеммами блокасравнения.