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

(51)5 Н Е ИЗОБРЕТ напри- тывают ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом(56) Авторское свидетельство СССР й 1394314, кл. Н 02 Н 3/16, 1986.Авторское свидетельство СССР У 1221694, кл. Н 02 Н 3/16, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФА НОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЫ(57) Изобретение относится к электро технике.и предназначено для защиты от замыканий на землю. Цель изобре.тения - повышение функциональной надежности устройства. При возникновении в сети замыкания на землю мер на присоединении 3, сраба пусковой орган 20 и элемент 39 ЗАДЕРЖКА, происходит размыкание ключа 24и замыкание ключей 9 и 10. Контроли"руемые сигналы с трансформаторов то"ка нулевой последовательности, пройдя через согласующие элементы 5 и 6,поступают на входы пороговых элементов 7 и 8 с изменяемой уставкой срабатывания, а затем усиливаются линейными усилителями 11 и 12. Посколькувелицина контролируемого сигнала наповрежденном присоединении наибольшая, то первыми срабатывают пороговый элемент 13 и исполнительный орган 17. Одновременно появляются сигналы на входах элементов ИЛИ 25 и 37.Появляется также сигнал на управляющем входе элемента ЗАПРЕТ 40, цтовызывает исчезновение сигнала на выходе элемента ИЛИ 26, ключ 1 О размыкается, тем самым исключается возможность срабатывания исполнительного органа 18. 1 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствамдля защиты от однофаэного замыканияна землю в сети с изолированнойнейтралью.Цель изобретения - повышениефункциональной надежности устройства.На чертеже изображена схема пред, лагаемого устройства,Устройство содержит трансформато. ры 1 и 2 тока нулевой последователь: ности (ТТНП), установленные на присоединениях 3 и 4 соответственно ичерез последовательно соединенныесогласующие элементы 5 и 6 с выпрямителями на выходах, пороговые элементы 7 и 8, с изменяемой уставкойсрабатывания (ПЭИУС), замыкающиеключи 9 и 10, линейные усилители 11 и 12 сигналов (ЛУС),пороговые элементы 13 и 14 сфиксированной уставкой срабатыванияи формирователи 15 и 16 сигналов связаны с исполнительными органами (ИО)17 и 18, элемент 19 фиксации срабатывания исполнительных органов (ЭФСИО),пусковой орган (ПО) 20, подключенныйк выходу ча 21напряжения нулевой последовательности(ИННП), преобразователь 22 напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока (ПН), подключенныйсвоим входом к одному из выходовИННП 21, блок 23 управления (БУ), ос"новной вход которого соединен с выходом ПО 20, управляющий вход - свыходом ЭФСИО 19, а основной выходс управляющим входом размыкающегоключа 24, установленного в цепи заземления положительного полюса ПН 22,элементы ИЛИ 25 и 26, входы которыхподключены к выходам формирователей15 и 16 или к входам исполнительныхорганов 17 и 18 и вспомогательномувыходу БУ 23, а выходы - к управляющему входу БУ 23.Согласующий элемент (СЭ) 5 (6) выполнен в виде промежуточного трансформатора и двухполупериодного выпрямителя. ПЭИУС 7(8) состоит из резистора 27 (28), конденсатора 29 (30),резистора 31 (32), стабилитрона 33(34) и разделительного диода 35 (36),Величина сопротивления резистора31 (32) на порядок выше величины сопротивления резистора 27 (28). По, стоянные времени заряда и разряда конденсаторов 29 и 30 одинаковьг длявсех присоединений,Ключ 9 (10) может быть выполнен наполевых или биполярных транзисторах.Пороговые элементы 13 и 14 выполнены с одинаковыми уставками срабатывания (порогами чувствительности квходным сигналам).ЭФСИО 19 содержит элемент ИЛИ 37 иэлемент ПАМЯТЬ 38БУ 23 включает элемент ЗАДЕРЖКА39 сигнала, элемент ЗАПРЕТ 40 и элемент Е 41.Устройство работает следующим об"разом.При отсутствии в сети однофазногозамыкания на землю ПЭ 13 и 14, ИО 17и 18, ПО 20, элементы ПАМЯТЬ 38 иЗАДЕРЖКА 39 сигнала находятся в исходном состоянии, Ключи 9 и 10 разомкнуты, а ключ 24 замкнут, Верхние обклапки конденсаторов 29 и 30 имеют напряжения, приблизительно равные выходному напряжению ПН 22,При возникновении в сети однофазного замыкания на землю (например, наприсоединении 3) срабатывают ПО 20и элемент ЗАДЕРЖКА 39 сигнала, происходит размыкание ключа 24 и замыка"ние ключей 9 и 10, На выходах выпрямителей согласующих элементов 5 и 6появляются сигналы, пропорциональныепо величине токам нулевой последовательности присоединений 3 и 4.Начинается процесс перезаряда конденсаторов 29 и 30: разряд соответственно через выпрямители СЭ 5 и 6, резисторы 27 и 28 и частично через стабилитроны 33 и 34 и резисторы 31 и32, а заряд - через резисторы 27 и28. В результате на верхних обкладках конденсаторов через определенноевремя появляются положительные относительно общей точки напряжения, которые через резисторы 31 и 32 и ключи9 и 10 поступают на неинвертирующиевходы ЛУС 11 и 12. При достиженииэтими напряжениями значений уставоксрабатывания пороговых элементов 13и 14,. последние переключаются в противоположное состояние, при которомсрабатывают исполнительные органы17 и 18. При этом первым срабатыва"ет ИО 17, поскольку величина сигналана входе ЛУС 11 наибольшая. Одновременно появляются сигналы на верхнихвходах элементов ИЛИ 25 и 37. Появ,ляется также сигнал на управляющем5 15входе элемента ЗАПРЕТ, 40 и одновременно исчезает сигнал на выходе элемента ИЛИ 26, в результате, чего ключ 10размыкается, чем исключается воэможность срабатывания ИО 18.Ключ 1 О остается в разомкнутомсостоянии до тех пор, пока ПО 20 невозвратится в исходное состояние,в результате чего исключается возможность неселективного срабатыванияустройства в послеаварийном режимезащищаемой сети, т.е, после отключения присоединения 3, характеризующимся появлением низкочастотных. колебаний напряжения и токов нулевойпоследовательности.После исчезновения напряжения нулевой последовательности схема устройства возвращается в исходное состояние и оно готово к повторному действию,При появлении на выходах ТТНП 1 и2 кратковременных сигналов помехиконденсаторы 29 и 30 не успеваютперезарядиться, в результате чегонапряжения на выходах стабилитронов 33и 34 своего знака не изменяют,Налицие замыкающих ключей 9 и 10обеспечивает непрерывность функцио-.нирования защиты до момента отключения выключателя поврежденного присоединения,цто также повышает ее помехоустойчивость.Введение замыкающих клюцей с элементами ИЛИ, а также выполнение эле"мента фиксации срабатывания исполни"тельных органов в виде элементов ИЛИи ПАМЯТЬ позволяют выполнить болеечувствительную и селективную защиту,способствующую повышению надежностиэлектроснабжения потребителей и электробезопасности при эксплуатацииэлектрических сетей и оборудованияподстанций. 82251б формула изобретенияУстройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтрагью, содержащее по числу присоединений трансформаторы тока нулевой последовательности, выходы которых соединены с согласующими элементами, выполненными в виде промежуточных трансформаторов и выпрямителей, выходы которых соединены с входами пороговых элементов с изменяемой уставкой срабатывания, выпол 5 1 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 ненных в виде КС-цепей, параллельно конденсаторам которых подключены через резисторы стабилитроны, линейные усилители сигнала, входы которых фукнционально связаны с объединенным выводом упомянутых резисторов и стабилитронов, а выходы подключены к пороговым элементам с фиксированной уставкой срабатывания, соединенным через формирователи сигнала с соответствующими исполнительными органами, общие на все присоединения элемент фиксации срабатывания исполнительных органов, выполненный в виде элемента ИЛИ, пусковой орган, подключенный. своим входом к источнику напряжения нулевой последовательности, преобразователь напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, отрицательный полюс которого функционально соединен через разделительные диоды с КС-цепями пороговых элементов с изменяемой уставкой срабатывания, размыкающий ключ, установленный в цепи заземления положительного полюса упомянутого преобразова" теля напряжения переменного тока в, напряжение постоянного тока, блок управления, выполненный на последовательно соедиНенных элементах ЗАДЕРЖКАи ЗАПРЕТ, вход элемента ЗАДЕРЖКА соединен с выходом пускового органа, ауправляющий вход элемента ЗАПРЕТ - свыходом элемента фиксации срабатыва"ния исполнительных органов (ЭФСИО),о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения функциональной надежности устройства, оно снабжено почислу присоединений замыкающими ключами, включенными между выходами пороговых элементов с изменяемой уставкойсоабатьвайия и входами линейных уси"лителей сигнала, при этом управляющие входы замыкающих ключей черезвновь введенные по числу присоедине-ний элементы ИЛИ подключены к выходам соответствующих формирователейсигналов и выходу элемента ЗАПРЕТблока управления, входы ИЛИ элемента фиксации срабатывания исполнительныхорганов подключены к выходам соответствующих формирователей сигналов, при этом в блок управления введен элемент НЕ, вход которого соединен с выходом пускового органа, а выход подключен к управляющему входу элемента ПАМЯТЬ, введенного вновь в ЭФСИО,.О 2 Тираж 175 Подписное ВНИИПО: Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Иосква, К, Раушская наб., д. 1/5Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 111 1582251 8Вход элемента ПАИЯТЬ.соединен с вцхо- управляющему входу размыкающепо клюдом ИЛИ ЭфСИО, а вйход " с выходом ча в влепи заземления положительного ЭФСИО, причем выход элемента ЭАДЕРЖ-полюса упомянутого преобразователя. КА блока управления подключен к