Устройство для защиты от однофазных замыканий на землю в компенсированных сетях

Союз СоеетскихСоциалистическихРеотублик ОП И САНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЖТВДЬСТВУ) 2018363/07 М, Кл,-Н 02 НЗ 4,м заявкис присоелин Государственный комитет Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий) Дата опу СТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ОТ ОДНОФАЗНЪ 1 Х ЗАМЬКАНИ 11 НА ЗЕМЛЮ В КОМПЕНСИРОВАННЪХ СЕТЯХсоединения определяется ем ми внешних присоединений, что для работы этих устрой установка трансформаторов5 последовательности,костными тока а также тем, ств требуется тока нулевой Кф емом ителе не- езнагрувый вхо тавляюх токовх состать высоость за ст- га Изобретение относится к области релей ной зашиты электрических сетей и предназначено для зашиты от однофазных замыканий на землю в компенсированных сетях ив сетях с изолированной нейтралью,Известны устройства для зашиты от одно,фазных замыканий на землю, реагирующиена абсолютный уровень высших гармоник. така защишаемого присоединения 1,1,Известны также устройства для зашиты,реагируюшие на относительное превышение,уровня гармоник в токе поврежденного присоединения по сравнению с токами неповрежденных присоединений (21ПРототипом, изобретения ЯвлЯетсЯ Уст- Л ,ройство для зашиты, реагируюшее на направ ление мощности высших гармоник по состав- ляюшим тока и напряжения нулевой последовательности 31,Применение известных устройств в ком- г" пенсированных сетях более высокого напряжения (35110 кВ) или на воздушныхлиниях без кабельной вставки становится за,труднительным вследствие того, что чуввительность устройства зашищаемого пр Для повышения чувствительности,тивности и быстродействия в предлагустройстве объединенная точка выпрямсигналов каждой фазы соединена черелинейное сопротивление с нейтральюды нагрузочных элементов, а паралленагрузочным элементам подключены т гических элемента И, каждый из которыхимеет два входа, причемк каждомузочному элементу подсоединены перодного элемента И и второй вход другогоэлемента И, выходы элементов И через1 логический элемент 11 ЛИ подключены к исполнительному органу,Такое выполнение устройства позволяетопределять соотнлдение уровней сос,шпх неосновной частоты трех фазнът,,.в широком диапазоне изменения атяляюших, а следовательно, обеспечиткую чувствительность ц солективнщиты к 6 к в условиях переходного процессаи при наличии перемежающейся дуги, таки в условиях замыканий через большие пере-,ходные сопротивления. При этом работаустройства обеспечивается без исподьзова Ьния составляющих тока нулевой последовательности и соответственно трансформаторов тока нулевой последовательности,На чертеже дана схема описываемогоустройства,1 ОУстройство содержит измерительный орган .1 фаэного тока (трансформатор токаили электромагнитный датчик)заградительиый фильтр 2 основной (промышленной) частоты, усилитель 3 со стабильным регулируе-,мым коэффициентом усидения, промежуточный трансформатор 4 с выпрямителем исглаживаюШим элементом, нагрузочный эле-мент 5, состоящий из резисторов 611 итранзисторов 12-14, нединейное сопротивление 15 включающее в себя резистор 16и диод 17, логический элемент И 18, надиодах 19-24, логический элемент ИЛИ 25на резисторах 26-28 и диодах 29-31, ис-полнительный орган 32, состоящий из трио-,123да ЗЗ,диодов 34 и 35, выходного реле 36и резистора 37, и блок 38 питания и сигнализации в. Блоки 1-4 предназначены соответственно для измерения фазного тока, выделенияего составляющих неосновной частоты, ихусиления и получения постоянного напряжения, про 0 орционального уровню этих составлявших и осуществляют указанное преобразование тока каждой, фазы присоединения,Блок 5 предназначен длясравнения междусобой полученных постоянных напряжений,Блок 15 обеспечивает проведение укаэанного сравнения в широком диапазоне изме Онвиия сравниваемых напряжений. Блоки 18и 25 предназначены ддя определения соотноаений этих напряжений, Одно из напряжений превышает два других, два из напряже-йий превышают третье, либо все три измеряе мых напряжения равны, Блок 25 выдаетсигнал на срабатывание или блокировку исполнительного органа 32. Блок 38 предназначен для обеспечения напряжения питанияна всех блоках зашиты и для сигнализациисрабатывания выходного реле блока 32.Устройство работает следующим с.;разом.Прн отключеином защищаемом присоединенн н вьщлче напряжения питания на устройство при постоянных напряжения, определяемых гармоническим составом фазныхтоков присоединения, Е 1 = Е = Е =О.Транзисторы 12-14 находятсл в состоянии на.ъндецця бдлгеиаря наличию сопротивлений У, .йоды 19-24 логических эле- Оментов И проводят гски в прямом направдвнии, при этом,токи замыкаются через сопротивления 26-28. Диоды 29 31 логичес1 кого элемента ИЛИ не проводят, так какпараметры элементов,схемы выбраны так,что потенциал точки д вйше потенциалов точек с.4 с . Транзистор ЗЗ находится в ссстоянии отсечки, выходное реле 36 обесточено. При нормальной работе защщйаемого при соединения гармонический состав фазных токов идентичен, вследствие,чего Е= Е =У . Если бй цепочка 16-17 (блок 15 ) отсутство" вада, то работа схемы была бы полностьюидентична случаю Е, ЕЕ О, так как токи ,1 от этих э д. с. были бы равны нулю (отсутст,вует цепь замыкания этих токов).Поскольку .при измерении составляющих фазного тока, их усилении и выпрямлении неизбежно вносится погрешность, то строго говоря ЕФ 1При отсутствии блока 15 допустимая пв грешнссть формирования напряжений зависит от величин этих напряжений, так как уровень эапирания транзисторов 12 14 является заданной величиной,Для увеличения диапазона работы схемы в сторону больших напряжений включена цепочка 16 17 с нелинейным сопротивле нием, величина которого при малых токах относительно ведика, а при больших токах уменьшается до значения, бдизкого к вели чине резистора 16. Тогда в случае Е ЕЕ схема работает следующим образом при малых ведичинах напряжений ее работа практически идентична рассмотренному случаю Е Е Е =О; при больших величинах напряжений через цепочку 16-17 протекают токи ст этих напряжений, проходящие через переходы эмиттер база транзисторов 12-14 и увеличивающие глубину нх насыщения.Вследствие этого дальнейшая часть схемы работает идентично случаю Е = Е = Е =О.При однофазном замыканий на защищаемом присоединении уровень составляющих неосновной частоты тока поврежденной фазы превышает уровни токов двух других фаз. В этом случае одно из напряжений превышает два других примерно равных напряжения, При ЕЕ Е распределение тонов показано на чертеже сплошными стрелками, В этом режиме транзистор 12 нахо дится в состоянии насыщения а транзисторы 13 и 14 - в состоянии отсечки, Соответственно дподы 19 и 24 проводят ток в прямом направлении, а диоды 20-23 не проводят, Следовательно логический элементИ па диодах 21 н 22 переходит в другое состояние, поэтому транзистор 33 переходит в насыщенное состояние благодаря протеканию тока через диод 30 и резистор 27элемента ИЛИ. Выходное реле 36 срабатывает. По этому режиму выбирают параметры щепочки 16-17: резистор 16 используюттакой величины чтосы обеспечивалось надежное срабатывание при превышении однойиз э, д. с. над другими в Э раз, Ж"о обеспечиваеч достаточную чувствительйость дляслучая одного отходящего от шнн присоедине-ния,Если Е, Е Е, транзисторы 12 и14 переходят в состояние отсечки, элементИ на диодах 23 и 24 переходит в другоесостояние, 1 трвнзистор ЗЗ переходит в состояние насыщения благодаря протеканиютока через диод 31 н резистор 26, Репе36 срабатывает.При Е ф Е д Е транзисторы 12 и 13переходят в состояние пасьпдения, элементИ на диодах 19 и 20 опрокидывается, транзи".,тор ЗЗ открывается благодаря протека,ипо тока через диод 29 и сопротивление28, Реле 36 срабатывает,Таким образом, схема устройства обес;печивает срабатывание выходного реле вслучае, если любое из трех напряжений пре,вышает два других.При однофазном замыкании в сети внезащищаемого присоединения уровень составлянхпих неосновной частоты тока поврежденной фазы ниже уровней токов двух другихфаз, При ЕЕ = Е распределение токов2. 3от э.д,с, показано на чертеже пунктирнымистрелками, В этом режиме транзистор 12переходит в состояние отсечки, Однако ни,один логический элемент И при этом непереходит в другое состояние, а транзистор33 продолжает оставаться в состоянии отсечки, Реле 36 обесточено, При Е-Е = ЕЕв состояние отсечки переходит транзистор13, а при ЕЕ = Е - транзистор 14,ь а 1Таким образом, устройство обеспечиваетблокировку защиты независимо от того, какое из трех на. - .ряженпй меньше двух другихили при трех равных напряжениях,Предлагаемоеустройство защиты обладает,высокой чувствительностью; обеспечивается1 надежное срабатывание при наличии толькоодного отходящего присоединения, а при увеличении числа присоединений чувствительность защиты еще более повышается и отиошении суммарного емкостного тока сети кемкостному току защищаемого присоединения.Ъи работы устройства не требуется введения какой-ппбо временной задержки, что позволяет повысить быстродействие устройсява,Формула изобретенияУстройство для защиты от однофазныхзамыканий на землю в компенсированных,сетях и в сетях с изолированной нейтралью,содержащее измерительные органы фазныхтоков защищаемого присоединения, выходыоторых через заградительные фильтры осювной частоты подключены к усилителям свыходпыми промежуточными трансформаторами, ко вторичным обмоткам которых подключены вьпрямители со сглаживающими элементами, объединенные одноименными полюсамии с подключенными другими полюсами кзвезде из трех нагрузочных элементов,о т и и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения чувствительности, селективностии быстродействия, объединенная точка выпрямителей соединена через нелинейное сопротивление с нейтралью звезды нагрузочных элементов, а параллельно нагрузочнымэлементам подключены три логических элемента И, каждый из которых имеет два,входа, причем к каждому нагрузочному элеМенту подсоединены первый вход одногоэлемента И и второй вход другого элемен,та И выходы элементов И через логический элемент ИЛИ подключены к исполнительному органу.Источники информашки, принятые во внимание при экспертизе:1. Кискачи В. М., Назаров Ю, Г, "Сигнализация однофазных замыканий на землюв компенсированных кабельных сетях 6-10кв", Труды ВНИИЭ, вып. ХУ 1, Госэнергоиздат, 1963, стр, 219-251,2, Авт. св, Мд 384172, кп, Н 02 НЗ/16,1973.3. Авт. св, М 299908, кл, Н 02 Н 3/16,1971,, Пейсоченко", Техреп М.Ликочич Корректор С. Шекм 82 Подпикомитета Совеэобретений и отк5, Раушская н ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 аа 5092/593 Тираж 8 ЦНИИПИ Государственногопо дедам и113035, Москва, Жсвоета Министров ССытийабд, 4/5