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

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) И 1 2 Н 3/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИПРИ ГКНТ СССР НИЯ ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 07(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛО В СЕТИ СИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЫ 0(57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защитыот замыканий на землю в сетях напряжением преимущественно 6-35 кВ. Цельизобретения - повышение надежностиФункционирования устройства, При появлении однофазного замь 1 кания на землю, например на присоединении 1, на выходе трансформатора 20 напряжения появится сигнал, под воздействием которого сработает пусковой орган 19 и на верхних входах элементов И-НЕ 17 и 18 и элемента И 33 появятся сигналы. Одновременно церез трансформа торы 3 и ч тока протекают токи нулевой последовательности, которые, пройдя через преобразователи 5 и 6, сравниваются с уставками срабатывания по-роговых элементов 11 и 12 и в случе , превышения их поступают на входы эле .,ментов И-НЕ 17 и 18, В результатесигналы навыходах элементов И-НЕ , 17 и 18 исцезнут, ключи 15 и 16 разомкнутся. С этого момента конденсаторы интегрирующих элементов 9 и 10начнут заряжаться, Эти напряженияпоступают на компараторы 7 и 8. Вслучае превышения уставки срабатывания на выходе компаратора появитсясигнал, В данном случае это произойдет на выходе компаоатора 7, цто вызовет срабатывание исполнительногооргана 26, Данное устройство обеспечивает несрабатывание защит неповрежденных присоединений и блокировкуработы в послеаварийном режиме всети, сопровождающемся низкочастотными колебаниями напряжения и токовнулевой последовательности. 1 ил, Изобретение относится к электро.технике, в частности к устройствам, для защиты от однофазного замыканияна землю в сети с изолированной нейтралью преимущественно напряжением6-35 кВ.Целью изобретения является повышение надежности Функционированияустройства.На чертеже приведена Функциональ ная схема устройства для защиты отоднофазного замыкания на землю,35Устройство содержит установленныена.присоединениях 1 и 2 последовательно соединенные трансформаторы токанулевой последовательности (ТТНП) 3и М и преобразователи ток-выпрямленное напряжение (ПТН) 5 и 6, основныекомпараторы 7 и 8 с установленнымина входах интегрирующими элементами9 и 10, вспомогательные компараторы(ПЭ) 11 и,12 с Фильтрами низких частот 13 и 1 на входах, замыкающиеключи 15 и 16, включенные параллельно выходам интегрирующих элементов(ИЭ) 9 и 10, элементы И-НЕ 17 и 18,входы которых подклюцены к выходамкомпараторов 11 и 12 и выходу общегопускового органа (ПО) 19, подклюценного своим входом к соединенной вразомкнутый треугольник вторицнойобмотке трансформатора напряжениянулевой последовательности (ТННП) 20,блоки Фиксации срабатывания основныхкомпараторов (БФСОК) 21 и 22, подключенные своими входами к выходам компараторов 11 и 12 и выходам элементов совпадения 23 и 21, входы которых подключены к выходам основныхкомпараторов 7 и 8 и выходу блокауправления (БУ) 25, подключенногок выходам БФСОК 21 и 22 и выходупускового органа 19, исполнительныеорганы (ИО) 26 и 27,ПТН 5 и 6 могут быть выполнены ввиде промежуточных трансформаторови выпрямителей (диодов).Основные и вспомогательные компараторы выполнены на операционныхусилителях, на инвертирующие входыкоторых подается опорное напряжение.Уставки (пороги) срабатывания компараторов для всех защищаемых присоединений принимаются одинаковыми.Замыкающие ключи 15 и 16 выполнены на биполярных транзисторах.БФСОК 21 и 22 содержат элементыИДИ 28 и 29 и элементы совпадения30 и 31.БУ 25 состоит из элементов ИЛИ 32,И 33 и НЕ 31.ИО 26 и 27 выполнены в виде транзисторов и реле.Устройство работает следующим образо.При отсутствии в сети однофазногозамыкания на землю компараторы 7, 8и 11, 12 имеют на своих выходах отрицательные сигналы, равные по величинепадению напряжения на стабилитронахв прямом направлении, ключи 15 и 16замкнуты, пусковой орган 19 и испол82253 5 15нительные органы 26 и 27 находятся висходном состоянии,При возникновении однофазного замыкания на землю, например на присоединении 1, на выходе вторичной обмотки ТННП 20 появляется напряжение нулевой последовательности, под воздействием которого срабатывает ПО 19,на его выходе появляется сигнал, поступающий на входы элементов И-НЕ(совпадения) 17 и 18 и элемента И 33.Через первичные обмотки ТТНП 3 иначинают протекать токи нулевой последовательности, причем наибольшуювеличину имеет ток через ТТНП 3, установленный на поврежденном присоединении 1. Если величины этих токови соответственно пропорциональныхим сигналов на выходах ПТН 5 и 6 окажутся больше уставок срабатыванияПЭ 11 и 12, последние сраЬатывают ина верхних входах элементов 17 18и 30, 31 появляются сигналы положительной полярности (логические единицы). В результате этого сигналына выходах элементов И-НЕ 17 и 18исчезают, ключи 15 и 1 б размыкаются.С этого момента времени на конденсаторах интегрирующих элементов 9 и 10появляются напряжения, нарастающиепо экспоненциальному закону, Постоянная времени заряда конденсаторов ИЭ9 и 10 выЬирается одинаковой. Придостижении этими напряжениями величины уставки (порога) срабатывания компараторы 7 и 8 переключаются в противоположное состояние что обуславливает появление сигналов на верхнихвходах элементов совпадения 23 и 2 чи на выходах элементов совпадения30 и 31.Поскольку величина сигнала на выходе ПТН 5 Ьольше, чем величина сигнала на выходе ПТН б, первым переклю"чается (срабатывает) компаратор 7,При его переключении срабатываетИО 26 и одновременно подается сигнал на вход БУ 25 (на верхний входэлемента ИЛИ 32), что приводит к исчезновению сигнала на его выходе, атакже к снятию сигналов с нижних входов элементов совпадения 23 и 2. Та"ким образом, обеспечивается несрабатывание БФСОК 22, при этом сигнална выходе БфСОК 21 не исчезает, поскольку схема БфСОК 21 (22) обладаетспособностью запоминания входныхсигналов, поступающих на нижний вход,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 на все время действия входных сиг; . налов, поступающих на верхний вход, Такой же способностью обладает схема БУ 25.После отключения поврежденного присоединения 1 сигналы на выходе компаратора 7 и соответственно на выходе БфСОК 21 исчезают, ИО 26 возвращается в исходное состояние, ключ 15 вновь замыкается, однако схема устройства в исходное возвращается. лишь после исчезновения сигналов на выходе ТННП 20 и входе ПО 19. Так обеспечивается несрабатывание устройства в послеаварийном режиме сети, сопровождающемся низкочастотными (менее 50 Гц) колебаниями напряжения и токов нулевой последовательности,При воздействии на входы устройства сигналов, например, оЬусловленных токами при кратковременных само- устраняющихся замыканиях на землю или токами неЬаланса при коммутациях нагрузок и оборудования, превышающих по величине пороги (уставки) срабатывания основных компараторов / и 8, но имеющих относительно малую длительность, устройство работает следующим оЬразом.Если длительность входных сигналов меньше времени срабатывания основных компараторов 7 и 8 (времени нарастания входных напряжений компараторов до уровня (порога) их срабатывания), устройство в действие не приходит (за исключением вспомогательных компараторов 11 и 1.2).При длительности входных сигналов, большей времени срабатывания основных компараторов 7 и 8, один из них (на вход которого подается наибольший сигнал) сраЬатывает и вызывает срабатывание соответствующего исполнительного органа. Однако отключение выключателя данного присоединения происходит лишь в том случае, когда длительность сигнала помехи превышает суммарное время срабатывания устройства и отключения выключателя. Придлительности сигнала помехи, меньшей суммарного воемени работы устройства и отключения выключателя, последний не отключится, так как при исчезновении сигнала на выходе компаратора 11 (12) исчезает также сигнал на входе соответствующего испол" нительного оогана 26 (27), и устрой1582253 ство автоматически возвращается в исходное состояние. Оно готово к йовторному действию.Таким обРазом, ПРедлагаемое Уст" ройство обладает повышенной помехостойчивостью, непрерывностью работыповторностью действия, в состоянии еагировать как на металлические,. .ак и на дуговые установившиеся заыкания на землю. ормупа изобретения Составитель Л. ВаськоваТехред Л,Сердгокона Корректор Н. Король Редактор М. Ивыдкая Заказ 2 Я Тираж 475 .ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета,по изооретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, ЖРаушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,101 Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее на каждом присоединении последовательно соединенные трансформатор тока нулевой последовательности, преобразователь ток - выпрямленное напряжение, интегрирующий элемент и.компаратор, ключ, включенный параллельно выходу интегрирующего элемента, и исполни,тельный орган, общий на все присоеди ,нения пусковой орган, подключенныйсвоим входом к трансформатору напрягиения нулевой последовательности ,а выходом - к входу общего блока управления, включающего в себя элемент З 0 ИЛИ и соединенные последовательно элементы И и НЕ, о т л и ч а ю щ е - е с я тем, что, с целью повышения надежности Функционирования устройства, оно снабжено по числу присоеди- З 5 .нений вспомогательными компараторами,входы которых через вновв введенныефильтры низкой частоты подключены квыходам упомянутых преобразователейток - выпрямленное напряжение, элементам И-НЕ, входы которых подключены к выходу пускового органа и выходам соответствующих вспомогательныхкомпараторов, а выходы - к управляющим входам упомянутых ключей, выполненных замыкающими элементами совпадения, подключенными своими входамик выходу элемента НЕ общего блока управления и выходам соответствующихосновных компараторов, блоками фиксации срабатывания основных компараторов, выполненными на соединенныхпоследовательно элементах ИЛИ и И,к входам элементов ИЛИ блоков Фиксации подключены выходы упомянутых элементов совпадения и выходы элементовИ блоков фиксации, соединенные свходами соответствующих исполнительных органов и с соответствующими входами элемента ИЛИ общего блока управления, один из входов которого соединен с выходом элемента И общегоблока управления, при этом к вторымвходам элементов И блоков фиксацииподключены выходы соответствующихвспомогательных компараторов, а выходэлемента ИЛИ общего блока управлениясоединен с первым входом элемента Иобщего блока управления, к второмувходу которого подключен выход общегопускового органа,