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

(51)5 Н 02 Н 3/16 ОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ь;ф:Ьсддй ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР В 896710, кл. Н 02 Н 3/16, 1980.Авторское свидетельство СССР М 1394315, кл. Н 02 Н 3/16, 1986.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, Целью изобретения является повышение быстродействия и помехоустойчивости работы устройства.,При возникновении в сети однофазного замыкания на землю, например, на присоединении 1 соабатывает пусковой орган 23 и на его выходе появляется сигнал, поступающий на основной вход блока 25 управления и вход элемента НЕ 26. В результате этого происходит пуск генератора импульсов (ГИ) 34 и замыкание ключей 7 и 8, которые находятся в замкнутом состоянии в течение времени действия импульсов генератора 34. Длительность импульсов и пауэмежду ними выбирается одинаковой и равной постоянной времени зарядной цепи интегрирующих элементов (ИЭ) 9 и 10. При замыкании ключей 7 и 8 конденсаторы ИЭ 9 и 10 начинают заряжаться, Постоянная времени зарядной цепи выбирается не менее ) длительности полупериода тока замыкания1651335 на землю установившегося режима. При достижении напряжениями ИЭ 9 и 10 значений порога срабатывания пороговых элементов (ПЭ) 11 и 12 последние переходят (переключаются) в противоположное состояние и на их выходах появляются положительные сигналы; При размыкании ключей 7 и 8 конденсаторы ИЭ 9 и 10 начинают перезаряжаться, при этом ПЭ 11 и 12 переходят в первоначальное состояние, и полокительные сигналы на их выходах исчезают. Последним в это состояние переходит ПЭ 11, так как он имеет наибольшую длительность Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты отоднофаэного замыкания на землю в сети сизолированной нейтралью.Цель изобретения - повышение быстродействия и помехоустойчивости устройства.На чертеже представлена схема устройства для защиты от однофазного замыканияна землю в сети с изолированной нейт ралью.Схема дана для двух присоединений,общее число которых может быть любым.Устройство содержит установленные назащищаемых присоединениях 1 и 2 трансформаторы 3 и 4 тока нулевой последовательности, к выходам которых подключеныпреобразователи 5 и 6 тока в выпрямительное напряжение (ПТВН) с замыкающимиключами 7 и 8 на входе, интегрирующиеэлементы (ИЗ) 9 и 10, пороговые элементы(ПЭ) 11 и 12, формирователи 13 и 14 импульсов(ФИ), общий на все присоединения элемент ИЛИ - НЕ 15, элементы 16 и 17совпадения, элементы 18 и 19 времени, исполнительные органы (ИО) 20 и 21, блок 22останова действия защиты (БОДЗ), пусковой орган (ПО) 23, трансформатор 24 напря 5 кения нулевой последовательности (ТН Н П),блок 25 управления (БУ) и элемент НЕ 26,ПТВН 5 (6) состоит из промежуточноготрансформатора и двухполупериодного выпрямителя.ИЭ 9 (10) выполнен на резисторе и конденсаторе. Постоянные времени заряднойцепи ИЗ 9 и 10 выбираются одинаковымидля всех присоединений,5 10 15 20 25 30 35 ПЭ 11 (12) выполнен на операционною усилителе, неинвертирующий вход которого подключен к источнику опорного напря жения -Ооп и выходу ИЭ 9 (10),выходного сигнала. Длительности выход-" ных сигналов ПЭ 11 и 12 прямо пропорциональны выходным напряжениям ИЭ 9 и 10 и обратно пропорциональны напряжениюОоп. При исчезновении выходных сигналов ПЭ.11 и 12 на выходах формирователей импульсов 13 и 14 появляются кратковременные импульсы, которые поступают на первые (верхние) входы элементов 16 и 17 совпадения. Сигналы на вторые входы данных элементов поступают лишь при отсутствии. сигналов на входах (хотя бы на одном) элемента ИЛИ-НЕ 15. 1 ил. ФИ 13 (14) может быть выполнен, например, на диодно-конденсаторных элементах, включенных по схеме с закрытымвходом, а также на логических элементахИ - Н Е и др, Сигнал на его выходе появляетсяв момент исчезновения входного сигнала.Элемент 18 (19) времени выполнен наэлементе ОГРАНИЧЕННАЯ ПАМЯТЬ.БОДЗ 22 состоит из элементов ПАМЯТЬ27 и 28, элементов 29 и 30 совпадения, датчиков 31 и 32 отключенного положения выкл ючателей присоединений (Д ОП В) иэлемента ИЛИ - НЕ 33,БУ 25 включает в себя управляемый генератор 34 импульсов(ГИ) и элемент 35 совпадения.Устройство работает следующим образом.При отсутствии в сети однофазного замыкания на землю ключи 7 и 8 разомкнуты,Напряжения на выходах ПЭ 11 и 12 имеютотрицательный знак. ПО 23, элементы 18 и19 времени, элементы ПАМЯТЬ 27 и 28 находятся в исходном состоянии.При возникновении в сети однофазногозамыкания на землю, например, на присоединении 1, срабатывает ПО 23 и на его выходе появляется сигнал, поступающий наосновной вход БУ 25 и вход элемента НЕ26, В результате этого происходит пуск ГИ34 и замыкание ключей 7 и 8, которые находятся в замкнутоМ состоянии в течение времени действия импульсов генератора 34.Длительность импульсов и пауз между нимивыбирается одинаковой и равной постоянной времени зарядной цепи ИЭ 9 и 10.При замыкании ключей 7 и 8 конденсаторы ИЭ 9 и 10 начинают заряжаться, Постоянная времени зарядной цепи выбираетсяке менее длительности полупериода токазамыкания на землю установившегося ре 16513355 10 15 25 30 35 40 50 жима. При достижении напряжениями ИЭ 9 и 10 значений порога срабатывания элементов 11 и. 12 последние переходят (переключаются) в противоположное состояние и на их выходах появляются положительные сигналы.При размыкаиии ключей 7 и 8 конденсаторы ИЭ 9 и 10 начинают перезаряжаться, при этом ПЭ 11 и 12 переходят в первоначальное состояние и положительные сигна-лы на их выходах исчезают. Последним в это состояние переходит ПЗ 11, так как он имеет наибольшую длительность выходного сигнала. Длительности выходных сигналов ПЗ 11 и 12 прямо пропорциональны выходным напряжениямИЭ 9 и 10 и обратно пропорциональны напряжению -Ооп. При исчезновении выходных сигналов ПЭ 11 и 12 на выходах ФИ 13 и 14 появля- ются кратковременные импульсы, которые поступают на первые (верхние) входы элементов 16 и 17 совпадения, Сигналы на вторые входы данных элементов поступают лишь при отсутствии сигналов на входах(хотя бы на одном) элемента ИЛИ-НЕ 15.Поэтому появление сигнала возможно на. выходе того элемента совпадения, который связан с выходом порогового элемента,имеющего выходной сигнал наибольшей длительности. В рассматриваемом случае сигнал появляется на выходе элемента 16 совпадения, поскольку величина выходного сигнала ИЭ наибольшая, При появлении сигнал на выходе элемента 16 совпадения срабатывают элемент ОГРАНИЧЕННАЯ ПАМЯТЬ 18 и ИО 20. Длительность сигнала на выходе элемента ОГРАНИЧЕННАЯ ПАМЯТЬ выбирается меньше периода импульсов ГИ 34,В таком режиме устройство работает до момента отключения выключателя поврежденного присоединения 1, При отключении выключателя появляется сигнал на входе ДОПВ 31, происходит останов ГИ 34 и размыкание ключей 7 и 8, Таким образом обеспечивается невозможность ложной работы устройства в послеаварийном режиме, сопровождающемся колебаниями напряжения и токов нулевой последовательности После возврата ПО 23, т,е. после исчезнове-. ния сигнала (напряжения нулевой последовательности) на вторичной обмотке ТННП 24, соединенной по схеме разомкнутого треугольника, схема устройства возвращается в исходное состояние. Аналогично устройство работает при однофазиом замыкании на землю на присоединении 2. При воздействии на устройство относительно больших сигналов, например, помехи, небаланса, импульсов тока, возникающих при самоустраняющихся замыканиях на землю и коммутационных переключениях и перенапряжениях и т.доно приходит в действие, но если длительность этих сигналов оказывается меньшем, чем время отключения выключателя, устройство автоматически возвращается в исходное положение.По принципу действия устройство в состоянии реагировать на сигналы (токи) как переходного, так и установившегося режима однофазиого замыкания на землю, при этом не требуется отстройка от бросков собственных емкостных токов неповрежденных присоединений, Не требуется также проведение замеров и расчетов тока замыкания на землю по каждому присоединению. Отпадает необходимость в корректировке уставок срабатывания защиты при изменении собственного емкостного тока какого-либо присоединения.Применение предлагаемого устройства в электрических сетях с изолированной нейтрально позволит повысить надежность их работы путем исключения неоправданных отключений присоединений, а также улучшить электробезопасность при их обслуживании.Формула изобретенияУстройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее по числу присоединений трансформаторы тока нулевой последовательности, выходы которых соединены с входами преобразователей тока в выпрямленное напряжение с замыкающими ключами иа входе, выходы которых подключены к входам интегрирующих элементов, соединенных выходами с входами пороговых элементов, выходы которых функционально связаны с входами элементов совпадения, выходы которых через элементы времени соединены с входами исполнительных органов, общий на все присоединения пусковой орган, подключеннь 1 й входами к трансформатору напряжения нулевой последовательности, а выходом - к входу элемента НЕ и входу блока управления, включающего в себя управляемый генератор импульсов, выход которого соединен с управляющими входами замыкающих ключей, общий на все присоединения элемент ИЛИ - НЕ, выход которого соединен с вторыми входами упомянутых элементов совпадения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и помехоустойчивости устройства, оио снабжено1651335 Составитель Л, ВаськоваТехред М.Моргентал Корректор О. Ципле. Редактор Е. Папп Заказ 1609 Тираж 389 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент"., г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 по числу присоединений формирователями импульсов и общим блоком останова действия защиты, а элементы времени выполнены на элементах ОГРАНИЧЕННАЯ ПАМЯТЬ, при этом формирователи импульсов включены между выходами пороговых элементов и первыми входами элементов совпадения, входы общего элемента ИЛИНЕ подключены к выходам пороговых элементов, причем основные входы общего блока останова действия защиты соединены с выходами элементов ОГРАНИЧЕННАЯ ПАМЯТЬ, вспомогательные - с выходом элемента НЕ, а выход подключен к вновь вве. денному входу блока управления, при этом упомянутый блок останова действия защиты выполнен е виде элементов ПАМЯТЬ, датчиков отключенного положения выключателей присоединений и элементов совпадения по числу присоединений и элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к выходу блока оствнова действия защиты, а входы соединены е выходами элементов 5 совпадения, подключенных входами к выходам соответствующих датчиков отключенного положения выключателей присоединений и элементов ПАМЯТЬ, основные и вспомогательные входы которых 10 подключены соответственно к основным ивспомогательным входам блока останова действия защиты, а в блок управления введен элемент совпадения. первый вход которого соединен с основным входом блока 15 управления, второй - с вспомогательнымвходом блока управления, а выход элемента совпадения подключен к управляющему входу генератора импульсов, выход которого соединен с выходом блока управления.20