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

В 1 ЭИ тнО те;. ичЯи тй О б юэ Советск алнстическихРеспублик ЕТЕ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕДЬС.)4".-. гф Жа 61) Дополнительное к авт. свид-ву Кл" 36700,2 122) Заявлено 23.05.75 (21с присоединением зая (23) 11 риоритет 3 16 Н Государственный комитет СССР по делам иэабретений н открытий) Дата опубликования Ьоглетеьисанпя 30,0 72) Авторы изобрстсни кая и А. А. Стельмашонок. Трофимов, Е. Р. Свиде льневосточный ордена Трудового Красного Знамениполиехнический инстиут имени В. В. Куйбышева/1) За 5 Втель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ ЗА 1 т 1 ЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАНН НЕЙТРАЛЬЮИзобреснпс относится к области релейной защиты, а иьсино к усройсгвам для защиты от замыкания на землю, и можс оьпь использовано в шах ных подзсмпых электроустановках.Известно устроиство, в коором необходимая для обеспечения безопасности чувствительность защиты можс быть досгнута при применении схемы мссноо фг- тра, в которой для повышения чувсвпсльности защиты штанис рслс, Отк.ючаощсго аппарат от трансформатора тока, производят через электронный усилитель 11. Но это не обеспечивает селективную работу коммутационных аппаратов всей участковой сети.Другое известное защитное устройство содержит трансформатор с кольцевым магнитопроводом, имеющий большое число витков обмотки, вспомогательный трансформатор напряжения с четьрьмя втори ныхи обмотками, усилительную лампу, реле заземления.Обмотка фильтра, являющегося местным, присоединена к сетке и катоду усилительной лампы через кенотрон, Б цепь управления коммутационным аппаратом включены два промежуточных реле. Достоинством схемы является высокая чувствительность защитного устройства при номинальном рабочсм гоке 75 А, увствитегыость защиы составляет 0,013","о, г. е, защпное устройство безотказно срабатывает при токе захкапя на землю 10 мА 12). Но благо даря наличию электронных ламп оно неможет быть использовано в подземной элек, эосси. 11 звсстны также устройства для зап ы О Замы.ания на землю, В когорыхорсбтс.и снабжуы блоками защитного 1 отк;кпсипя, содержащими каждый фильтртоков у левой последовательности, выпрямитель, электронный усилитель и электронагшпное реле 13. Подобная энергосеть снабжена устройством для центральной за щиты, для чего в узле сети установлен блокавтоматического контроля сопротивления изоляции. Но последнее препятствует селсктивному отключению поврежденных линий, отходящих от бронированного силовоэ( го кабеля, идущего от узла энергосети, таккак в случае повреждения какой-либо из линий блок автоматического контроля отключает всю сеть. Сохранение блока контроля необходимо для защиты силового ка беля, а также для резервирования местнойзащиты линий. Все описанные устройства своими конструктивными признаками нс могут одновременно обеспечить непрерывность контроля изоляции, селективность и резерзп впрование.3Из известных устройств для селективнойзащиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью наиболее близким по технической сущности является устройство защиты от утечки на землю с использованием переменного оперативного тока пониженной частоты 141, состоящее из источника оперативного тока, авторсгулятоРа, фИЛЬтРа ПРИСОЕДИНЕНИЯ, МССтЦЫХ ф 1 Льтров и усилителей. В качестве истоцика оперативного тока используется электромагнитный делитель частоты, который подкс 1 О- чается к защищаемой сстц через фильтр присоединения, состоящий из трехфазного дросселя и емкости. Однофазный дроссель и емкость являются резонансным контуром, который настраивается ца частоту оперативного тока, Недостатком данного устройства является то, что источник оперативного тока в нем работает непрерывно, в рсзультате чего снижается надежность работы.Целью изобретения является повышениенадежности работы устройства.Указанная цель достигается тем, что в общесетевой блок автоматического контроля сопропвлсния изоляции введен триггер, первый выход которого подключен к запускающему входу генератора непромышлсцной частоты, а второй выход подключен к рабочей обмотке выходного реле, блокировочцая обмотка которого через накопительный конденсатор и вспомогательные жилы дистанционного управления силового кабеля подкл 1 очена к первому выходу введенного в блок защитного отключения на каждом присоединении триггера, второй выход которого подключен к выходному рслс, а вход подключен к указанному выпрямителю, Датчик сигнала нулевой последовательности выполнен в виде фильтра напряжения цу. левой последовательности.На чертеже представлена блок-схема устройства для селективной защиты от замыканий на землю в сети с изолирова 1 ьной цсйтралью,В узле шахтной участковой элскгроссп установлен общесетсвой блок 1 автоматического контроля сопротивления изоляции, функции которого выполняет аппарат защиты, содержащий фильтр напряжения нулевой последовательности 2, к выходу которого через полосовой фильтр 3 подключен электронный усилитель 4, к выходу котороо, в свою очередь, через выпрямитель 5 подключен триггер 6, служащий для запуска генератора непромышлецной частоты 7, а выход последнего через фильтр присоединения 8 подключен к трем жилам 9 силового кабеля 10. Кроме того, к выходу триггера 6 подключена рабочая обмотка 11 выходного реле 12, контакты которого находятся в цепи отключа 1 ощей катушки 13 автоматического фидерного выключателя (ЛФВ) 14. Выходное реле 12 имеет блоки 5 )О 11 2 О )гд ЗО 35 .О 4) 50 Ж 1;0.1ровочную обмотку 15, которая через накопительный конденсатор 16 подключ ца к дьум жилам дистанционного управления 17 силового кабеля 10, Общесетевой блок 1 управляет работой АФВ 14, от которого электроэнергия по силовому кабелю 10 подается к взрывоискробезопасным пускатс.Им 18, через которые и бронированному кабелю 10 цодк;11 Очсцы линии 19 ( 11, Л, и т. д.) потребителей электроэнергии. В каждом из этих пускателей установлен блок защитного отключения 20 (БЗ 1, ЬЗ, и т. д.), содержащий фильтр токов нулевой последовательности (ФТНП) 21, к выходу которо О через фильтр токов цепромышлснной частоты (ФТНЧ) 22 подключен электронный усилитель токов цсцромышлснной частоты 23, к выходу которого, в свою очередь, через выпрямитель 21 подключен триггер 25, а с его выходом соединена обмотка выходного реле 26 блока 20, контакты которого находятся в цепи обмотки отключения 27 пускателя 18. Кроме того, к выходу триггера 25 подкл 1 очсны две жилы дистанционного управления 17 силового бронированного кабеля 10.Устройство работает следующим образом.Г 1 ри уменьшении сопропвлеция изоляции относительно земли у одной или двух фаз какой-либо из линий 19 (например, линии Л) Иа выходе фильтра напряжения нулевой последовательности 2 электросети появляется сигнал напряжения нулевой последовательности, который подается на поло- совой фильтр 3. Полосовой фильтр 3 необходим для подавления всех сигналов, кроме сигнала напряжения нулевой последовательности, который усиливается усилителем 4, выпрямляется выпрямителем 5 и посту;аст ца вход триггера 6, который в резуль 1 ате этого перебрасывается и вызывает срабатывание генератора Е 1 Ч 7, От нсго импульсы низкой частоты чсрсз фильтр присоединения 8 по трем жилам 9 силового кабеля 10 посылаются От узла эсргоссти во все ли Иц 19 энергосети, которые через пускагсли 18 подключены к силовому бронирова;ному кабел 1 о 10, Кроме того, с выхода трцпсра 6 получает питание рабочая обмотка 11 выходного реле 12. Однако отключения всей электросети не произойдет, так как одновременно импульсы тока низкой 1 Стот.1, проходя по бронированному кабелю 10, цо одной из линий 19 (например, линии Л,), которая получила поврсждс;Ие, цо месту повреждения 28 через землю 29 прихо хит опять к генератору НЧ .Таким образом, коИгур для токов 11 Ч Оказывается замкнутым через место повреждения 28 линии 19 (Л). По остальным лини 1 м (Л 2 и т. д.) тОк НЧ 5 е проходит, так как для пего нег замкнутого контура. Прохождение тока НЧ по контакту повре 5 кдеция вызывает появление слабого сигнала 111 в фильт 1 н. токов нулевой посл(.дователь.ности 21. Кроые сигнала НЧ ца выходе фцльтра ФТНП 22 имеется также и сигна; тока нулевой последовательности. .; выхода фильтра 21 суммарный сигнал поступает на вход фильтра токов НЧ 22, где сигнал 5 токов Нс отфильтровывается от сигнала токов нулевой последовательности, затем отфильтрованный НЧ сигнал с выхода фиг- тра 22 подается на электронный усилитель 23, а с его выхода через выпрямитель 24 О подается на триггер 25, которьш в рез л; - тате этого опрокидывается, включает выходное реле 26 блока защиты 20, а оцо своими контактами отключает питание обмотки 27 пускателя 18, и коцтакгы 30 пуска теля 18 размыкаются, отключая аварийную линию 19 (Л). Одновременно с выхода триггера 25 по двум жилам дистанционного управления 17 через накопительный конденсатор 1 б в течение некоторого времени цо лучает питание блокировочная обмотка 15 выходного реле 12, и реле устройство заблокируется. Поэтому в то время, как происходит срабатывание контактов 30 пускателя 18 поврежденной линии 19 (,), обще сетевой блок 1 цс производит отключения всей шахтной электросети. Через 1 - 2 с накопительный конденсатор 1 б заряжается, ток в блокировочной обмотке 15 практически исчезает, и устройство защиты разблок 1 - 30 ровывается, Но поврежденная линия 19 уже отключена, и энергосеть будет продолжать работу. Таким образом, обеспечивается сслсктивность защиты.В случае, сели поврежденная линия це й будет отключена собственным устройством :33 щиты 3 Врсм 51 блГ)кировки, ГО устройстВО защиты п.,сле разблокировки отклочит Бсю участковую энергосеть. Есги же поврежденная линия, например Л, цс будет от- И ключеца контактами 30 цускател ПВИ, хот 51 Олок э ГОГО пускас,15 Срабо Г 1 ст, то послс блокировк: аппарат за 1 цить отключит Всо участковую энергосеть. Этим обеспечивается рсзсрвироанис работы местцых устройст 3 -з защиты линий. В слу ас замыка 11 ия В силовом кабеле 10 об 1 цссегсвой блок копр)- ля 1 мгновенно произведет отклочсние всей энергосети, так как в этом случае копур для токов низкой частоты не ох 1)атывает 50 линий. Предлагаемое устройство повышает чувствительность защиты и способно обеспечить селсктивцость, непрерывность контроля изоляции, резервирование и надежность работы.:Оцьпный образец данного устройства .31- щиты от замыканий ца земло в шахтных подземных электросетях показал при испытании в лаборатории безотказную работу при сопротивлении однофазной отеч 3 По 80 кОм и токе замыкания на землю 2,75 мЛ (напряжен 5 е сети 380 В). В ызвестныхустройствах при Ь, =380 В сопротивление однофазцойГ . р,.иО 6000 Ом; К =-660 В сопроИвленис однофазной утечки 11000 - 14000 Ом; Ь,= 1140 В сопротивление одцофазной утечки 40000 Ом. Ф 0 р м у.1 а и 3 0 б р е 1 с и ц я1. Устройство для селективной защиты отзамыкания ца землю в сети с изолированной цсйтралью, содержащее общссстевойблок а Втоматичсского контроля изоляции,установленный ца питающем конце бронированного кабеля, цодключс 1 гный к автомаП 1 ЧЕСКОМу фцдерцОМу ВЫКЛЮЧатСЛЮ и ВЫполнецный на генераторе тока нспромышленцой частоты, присоединенном к защищаемой сети черсз фильтр присоединения цимеющий связь с землей, на последовательно соединенных датчике сигнала пулевой последовательности, полосовом фильтре,усилителе и выпрямителе и ца выходном реле, блок защитного отключения на каждомпрсоединении, выполцсц 1 ый ца соединенных последовательно филь грс тока нулевойпоследовательности, фильтре тока цепромышлснной частоты, усилителе, выпрямителе и выходном реле, подключаемом к пус.атслО Взрывоискроосзо;асцомх, О т л ц ч аи щ с с с я тем, что, с целью повышения надежности работы, в общссетсвой блок аьтоматцчсского контроля сопротивления изоляции введен трц)гср, псрвый выход которого. одкгцочсн к запускающему входу генсра Ора цсиро:ышлсц пой частОть 1,Второй 3 ь 1ход - к рабочей обмотке Выходного рслс,О;Окирово ная Обмока которого через накопительный ко 1:денсатор ц Вспомогательные жилы дистаПИОППОГО у 11 раВлсцця сц;10 ВОГО каосл 51 подклОчсца к первом 13 ыхоблок з;1 ццтцого Отключецпя ца каждом присосдицсциц триггера,:3 ТОРОй ВЫХО К 010 РОГО 110 ДКЛОЧСЦ К 1311 ХОД -ИОмх рс,1 е, 1 1 ход подк,110 чсц к 1 казаццох 11Быцрямпслю.2. Устройство по и. 1, Отл и ч а к) щсс с яГсм 11 ГО датИк сиГцала цх.10 ВОи цослсдо 3; Гсльцостп Вьцолсц В Ви,10 ф 31 льтра:1;1 цряжсция нулевой последоватсльности.11 сто:Пики иформации,црицятыс БО 1)ни апис црц экспс 1)тизс1. ЛсйбОВ Р. Х 1. Утечки В шахтн 1,1 х ),1 сктр 1 сских сетях, М., УГГстсхизд;., 1952,с. 304 - 305, рис. 1182. Шуцкий В. 1.; др. Оць:1ри 1 цсциязашитцых стройств В элсктросстлах и;1 пряжсцисм д 000 В з 1., 1111 Э 1;, 1970,с. 13.3. Ш и Гуно 13 1. В,) а П 1 Иноскл )Чсн:10,М., Э 5 сргц 5, 198, рс., - О.4. Лвторскос свидсгсль Гьо Со:Р