Устройство для направленной защиты от замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к двтоескоьо свидетельству(22) Заявлено 05,07,76(21) 2381579/24-07 Государственный комитет СССР но делам изобретений,н открытий,925(088,8) исания 16.0 ата опубликован 72) Автор изобретен П. Шулецкая ордена Ленина, ордена Октябрьской Революцирудового Красного Знамени горный институтим. Г, В, Плеханова Ленинградок и ордена витеЛЯ НАПРАВЛ ЕТИ С ИЗОЛ с присоединением заявк(23) Приоритет Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам для направленной защиты от замыканий на землю, и может быть использовано в сетях с изолированной нейтралью,Известны аналогичные устройства, содержащие фильтры тока и напряжения, каналы преобразования тока и напряжения, фазочувствительную схему и исполнительное реле 1.Недостатком известных устройств является то, что они не обеспечивают достаточно быстродействующей и полностью избирательной защиты поврежденного участка сети в широком диапазоне изменения входных сигналов из-за несовершества фазочувст. вительных схем и каналов преобразования напряжения и тока нулевой последовательности,Известие устройство 2; которое содержит фильтр напряжения и канал преобразования напряжения нулевой последовательности 11 состоящий из согласующего резистора, фазосдвигающего звена с параллельным колебательным контуром в выходной цепи и диодно.-емкостного формирователя импульсов, а также фильтр тока и канал преобразования тока нулевой последовательНОЙ ЗАШИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЙРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ ности 1, содержащий последовательный колебательный контур, резистор и диод.Каналы преобразования 1.1 О и 1, объединены схемой совпадения, которая выполнена на транзисторах противоположной полярности, коллекторные цепи которых соединены через резистор.На выходе схемы совпадения включено бесконтактное реле с блоком питания.Недостатком этого устройства является зависимое увеличение длительности узкого импульса в канале напряжения, а вместе с ним и длительности отключающего импульса на выходе схемы совпадения с ростом амплитуды входного сигнала в канале напряжения.При этом уменьшается запас по углу фазового сдвига между сравниваемыми сигналами, определяемый разностью между длительностью узкого импульса в канале напряжения и длительностью широкого импульса в канале тока, из-за чего снижается надежность срабатывания устройства.Цель изобретения - повышение надежности срабатывания устройства путем амплитудной селекции и уменьшения длительности отключающего импульса.Поставленная цель достигается тем, чтов известное устройство содержащее фильтры напряжения и тока нулевой последовательности, канал преобразования напряжения, выполненный на последовательно соединенных фазосдвигаюшем звене с резонансным 1.С-фильтром параллельного типа и формирователе импульсов, содержащем диодный селектор, канал преобразования тока,выполненный на резонансном 1 С-фильтре последовательного типа, выходы которых подключены через фазосравниваюший логический блок, выполненный на транзисторах каналов преобразования тока и напряжени ирезисторе в обшей коллекторной цепи, к исполнительному органу, дополнительно введены в резонансный ЕС-фильтр канала гьреобразования напряжения последовательно синдуктивностью включенные встречно-параллельно диоды, в формьирователь импульсовканала преобразования напряжения дополнительно введено лифференцируюшее звено,подключенное параллелъно упомянутым диодам, а диодный селектор включен в эмиттерную цепь транзистора канала преобразования напряжения фазосравниваюшего логического блока.25В предложенном устройстве с ростом амплитуды входного сигнала в канале напряжения длительность формируемых импульсовуменьшается, вследствие чего растет диапазон возможного смещения узкого импульсав канале 1 по отношению к широкому им- З 0пульсу в канале Ц .При этом уменьшается вероятность отказов и ложных срабатываний защитного устройства, определяемая максимальной разностью между длительностями широкого иузкого импульсов (запас по фазовому углу),а также минимальной ампуьитудой импульсов,пропускаемых формирователем в канале Ц .Амплитудный селектор в канале напряженияпозволяет надежно отстроиться от сигналов,появляющихся на Ьходе формирователя при 10значениях 110, меньших минимального напряжения срабатывания,Уменьшение длительности узкого импульса в канале напряжения позволяет такжеполучить отключаюший импульс с более крутым передним фронтом, что повышает надежность срабатывания тиристорного исполнительного реле.Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором изображенаэлектрическая схема устройства.Устройство содержит канал преобразования напряжения нулевой последовательности, состояший из последовательно включенных резистора 1, фазосдвигаюшего звена 2с резонансным ЕС-контуром 3, 4 и встречновключенными диодами 5, 6 в выхолной цепи; 55формирователя импульсов на лифференцируюшем звене 7, 8 и лиолном селекторе 9,1 О, а также канал преобразования тока нулевой последовательности, содержащий последовательный колебательный 1.С-контур 11, 12, резистор 13 и диод 14.Каналы преобразования И, и 1, объединены фазосравнивающим логическим блоком, который выполнен на транзисторах 15, 16 и резисторе 17,На выходе этого блока включен исполнительный орган, состоящий из транзистора 18, резистора 19 и тиристоРа 80,Блок питания устройства состоит из выпрямительного моста 21, стабилитрона 22, емкости 23 и резистора 24,При однофазном замыкании на землю на входы устройства поступают с фильтров тока и напряжения нулевой последовательности сигналы, пропорциональные 1 О и 1 ь 0,В канале Ц, фазосдвигаюшее звено, образованное конденсатором и параллельным колебательным 1.С-контуром 3, 4 изменяет фазу входного сигнала основной частоты на угол, близкий к 90, одновременно фильтруя составляющие непромышленной частоты,При этом ток, протекаюший в индуктивной ветви 4 1.С-контура, создает на нелинейном диодном элементе 5, 6 выхолное переменное напряжение прямоугольной формь 1 с одинаковой длительностью отрицательных и положительных импульсов, равной полупериоду промышленной частоты.Дифференцируюшее звено 7, 8 формирует при переходе этого напряжения через нуль узкие импульсы длительностью, значительно меньшей, чем полупериод промышленной частоты.При этом, чем больше амплитуда входного напряжения, тем круче фронт прямоугольных импульсов, получаемых на диодном элементе 5, 6 и тем уже импульс на выходе формирователя и больше его амплитуда.Отключаюший импульс на выходе фазосравнивающего логического блока 25 повторяет изменение формы узкого импульса в канале напряжения, т.е, его длительность также уменьшается с ростом амплитуды входного сигнала 1.1 а крутизна переднего фронта растет, что повышает надежность срабатывания тиристора 20.Однако при значениях напряжения 1 Ь меньших порога чувствительности устройства (например, при несимметрии в сети), на выходе дифференцируюшего звена будут появляться малые по амплитуде и размытые по длительности импульсы, которые могут вызвать ложные срабатывания устройства.Поэтому для обеспечения надежного срабатывания устройства в формирователь импульсов дополнительно к лифференцируюшему звену введен диодный селектор 9, 1 О, осуществляющий ограничение узких импульсов по амплитуде снизу. Часть напряжения, поступающего со ста бил итрона 22 на делительную цепочку 9, 1 О, падает на диоде 9, включенном в прямом направлении в эмиттерно;базовую цепь652645транзистора 15, запирая базово-эмиттерный переход транзистора при малых сигналах (ниже порога,. вствительности), что препятствует прохож.-. нию импульсов из Канала напряжения на выход фазосравниваюшего блока 25.В канале тока сигнал 1 отфильтрованный 1 С-контуром 11, 12 от составляющих непромышленной частоты, поступает на транзистор 16 и в положительный полупериод переводит его в прог, дяшее состояние. Диод 1 О 14 служит для зашиты транзистора 16 и в отрицательный полупериод обеспечивает работу резонансного контура 11, 12.Работа фазосравниваюшего логического блока заключается в следуюшем.Импульс, сформированный в канале 11, в момент прохождения через нуль напряжения, снимаемого с диодной цепочки 5, 6, подается через резистор 17 в коллекторную цепь транзистора 16, выполняющего роль ключа. Если при этом транзистор 16 нахо дится в проводяшем состоянии, что соответст.вует положительному полупериоду сигнала в канале 1., то импульс, поступающий из канала Ц, закорачивается на землю. Сигнал отключения не вырабатывается, что соответствует работе, устройства на неповрежденном присоединении.При работе на поврежденном присоединении появление импульса в канале 11 О совпадает с непроводяшим состоянием транзистора 16 (отрицательный полупериод сигна- зо ла 1, ), и импульс, вь 1 работанный каналом преобразования 11 О, поступает на базу транзистора 18, формируюшего сигнал отключения для отпирания тиристора 20, включенного в цепь отключающей катушки 26 комЗ мутационного аппарата.Предлагаемое изобретение может быть использовано для защиты от замыканий на землю в распределительных сетях с изолированной нейтралью. Высокая надежность срабатывания, обусловленная отличительны О ми признаками устройства, повысит электро- безопасность на карьерах горнорудной промышленности и позволит сэкономить значительную сумму за счет уменьшения вынужденных простоев электрооборудования, имеюших место при ложных срабатываниях зашиты.Формула изобретенияУстройство для направленной защиты от замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее фильтры напряжения и тока нулевой последовательности, выходы которых подключены соответственно к каналу преобразования напряжения,.выполненному на последовательно соединенных фазосдвигаюшем звене с резонансным 1.С-фильтром параллельного типа на выходе и формирователе импульсов, содержашем диодный селектор, и к каналу преобразования тока, выполненному на резонансном 1 С-фильтре последовательного типа, выходЫ которых подключены к исполнительному органу через фазосравниваюший логический блок, выполненный на транзисторах каналов преобразованиятока и напряжения с резистором в общей коллекторной цепи, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности срабатывания устройства путем амплитудной селекции и уменьшения длительности отключаюшего импульса, в резонансный 1.С-фильтр канала преобразования напряжения последовательно с индуктивностью введены включенные встречно-параллельно диоды, а в формирователь импульсов канала преобразования напряжения дополнительно введено дифференцируюшее звено, подключенное параллельно упомянутым диодам, а диодный селектор включен в эмиттерную цепь транзистора канала преобразования напряжения фазосравниваюшего логического блока.Источники информации, принятые во вни. мание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР172838, кл. Н 02 Н 3/16, 1963.2. Авторское свидетельство СССР541232, кл. Н 02 Н 3/16, 1973.ь Л. Васькоуговая,СоставителТехред О. ЛТираж 856ударственного комитетам изобретений и отка, Ж, Раушская натент, г. Ужгород, ул ьниче едактор Д. Зубова к аз 1072/50ЦНИИПИпоП 3035, Мфил и ал П 11 П Го дел оск П КорректоПодписиСССРтийд. 4/5Проектная, 4