Устройство для защиты от замыкания на землю с автоматическим повторным включением в сети с изолированной нейтралью

бас,:.;зе.:ы ,ь ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сотоз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл.З Н 02 Н 3/16 Государственный комитет СССР по делам изобретениЯ и открытий(54) УСТРОЙСТВО,ЦЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЯНА ЗЕМЛЮ С АВТОМАТИЧЕСКИМ ПОВТОРНЫМВКЛЮЧЕНИЕМ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОИНЕЙТРАЛЫО Изобретение относится к электротехнике, а конкретно к устройствамдля защиты от замыканий на землю савтоматическим повторным включением контролируемых присоединений сетей напряжением более 1000 В с изолированной нейтралью.Изобретение предназначено дляиспользования в сетях с небольшимтоком замыкания на землю (до 5 А),когда не обеспечивается селективное отключение сущестсвующими защитами некоторых видов повреждений(дуговые замыкания и т.п.), что вызывает длительный простой исправных потребителей. Устройством предусматривается предотвращениеавтоматического поворотного включенияна неустранившееся замыкание с предварительным (опережающим) контролем изоляции,Известны устройства защиты и автоматического поворотного включения(АПВ), производящие ускоренное действие защиты в случае повторноговключения на продолжающееся короткоезамыкание. Ускорение обеспечиваетсявводом в работу быстродействующейзащиты или автоматическим шунтированием на некоторое время органа выдержки времени основной защитыР 1Недостаток этого устройства заключается в том, что достигается 5 лишь сокращение времени существования короткого замыкания, после то"го как произойдет повторное включение на устойчивое замыкание. Крометого, в известном устройстве необ ходима отстройка токового реле быстродействующей защиты от пусковыхтоков потребителей.Известны также устройства длязащиты от замыкания на землю, со держащие схемы АПВ с блокировкойповторного включения поврежденногопотребителя. Такая блокировка осуществляется реле контроля изоляции, которое непрерывно ведет изме рение сопротивления изоляции. Приснижении величины изоляции ниже допуетимого срабатывает это реле и непозволяет включить потребитель 12,Питание этого устройства осуще ствляется от рабочего напряженияконтролируемой сети, а измерениесопротивления изоляции производитсяна постоянном оперативном токе отвыпрямителей, включенных также на 30 эту сеть. Такой принцип исключаетвозможность использования этого устройства в сетях с рабочим напряжением более 1000 В, что и является его недостатком.Этот недостаток исключается в устройстве для защиты от замыканий на землю с автоматическим повторным включением, которое является наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту. 30 Это устройство содержит измерительный трансформатор напряжения и трансформатор тока нулевой последовательности, блок токовой защиты нулевой последовательности, промежуточное реле, реле АПВ, фильтровое реле, выключатель с катушками включения и отключения. При возникновении повреждения срабатывает блок токовой защиты нулевой последовательности и отключает выключатель поврежденной линии. Реле АПВ подает команду на включение выключателя и с помощью промежуточного реле и его размыкающего контакта разрывает цепь отключения выключателя от блока то .новой защиты. Выключатель повторно отключится только после срабатывания фильтрового реле, реагирующего на сумму высших гармоник напряжения нулевой последовательности, а это 30 произойдет. в случае перемещающегося дуговогозамыкания. Следовательно, устройство различает виды повреждения и допускает повторное включение и работу при глухом замыкании 35 и не допускает работу при дуговом замыкании, сокращая время существования этих замыканий после повторного включения 131.В электрических сетях горных предприятий напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью для обеспечения электробезопасности требуется быстрое отключение участка сети с поврежденной изоляцией, Поэтому работа таких установок при нали чии глухого замыкания недопустима.Наличие этого недостатка у известного устройства не позволяет исполь" зовать его в электрических сетях горных предприятий, Кроме того, не достатком является и то, что устойчивое замыкание определяется только после повторного вклнчения линии, аэто может привести к развитию аварии. 55Целью изобретения является предотвращение повторного включения на устойчивое короткое замыкание, т.е. осуществление опережающегоконтроля изоляции, когда в бестоковую паузу происходит определение бО состояния изоляции и только после этого, в,случае самоустраняющегося повреждения или неселективного отключения (когда сопротивление изоля.ции в допустимых пределах), произ водится автоматическое повторное включение.В случае наличия устойчивого замыкания любого вида (глухого или перемещающегося) предлагаемое устройство дает запрет на автоматическое повторное включение.Указанная цель достигается тем, что предлагаемое устройство, содержащее измерительный трансформатор напряжения и трансформатор тока нулевой последовательности, подключенные к входам блока защитного отключения с выходным реле, один выход которого соединен через замыкающий блок-контакт выключателя с катушкой отключения, другой - с реле автоматического повторного включения (АПВ),замыкающий контакт которого подключен к катушке включения через размыкающий блок-контакт выключателя,снабжено блоком опережающего контроля изоляции, вход которого соединен с заземлением и подключен к контролируемой линии через последовательно соединенные замыкающий контакт выходного реле блока защитного отключения и размыкающий блок-контакт выключателя, а выход подключен квходу "Запрет" реле АПВ, причем блок опережающего контроля изоляции выполнен на соединенных последовательно элементе измерения и элементе сравнения.На чертеже представлена принципиальная блок-схема устройства для защиты от замыкания на землю с автоматическим повторным включением.Устройство для защиты от замыканий на землю включает в себя блок защитного отключения 1, трансформатор напряжения 2, блок опережающего контроля изоляции 3, реле АПВ 4, автоматический выключатель 5 с катушками включения 6 и отключения 7.Блок 1 содержит связанные между собой трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП) 8, реле защиты 9 с замыкающим контактом 10 и выходное реле 11 с контактами 12, 13 и 14. Контакты выходного реле 11 имеют следующие соединения: контакт 12 соединяется через блок-контакт 15 автоматического выключателя 5 с катушкой отключения 7; контакт 13 соединяется с блоком контроля изоляции 3, а через блок-контакт 16 - с контролируемой линией; третий контакт 14 соединен с реле АПВ.Блок контроля изоляции 3 содержит элемент измерения 17, вход которого подключается к заземлению и к защищаемой линчи через контакт 13 выходного реле 11 иразмыкающий блок-контакт 16 выключателя 5, и элемент сравнения 18, на вход которого поступает сигнал от выхода элемента измерения 17 и опорный сигналФормула изобретения 20 Вц, а выход подключен к входу "Запрет" реле АПВ.Контакт 19 реле АПВ связан с катушкой включения б автоматического выключателя через его размыкающий блок-контакт 20. Данное устройство защиты может быть установлено на подстанциях 110-35/6-10 кВ или РП 6-10 кВ и подключено так, чтобы после отключения контролируемой линии источник оперативного тока сохранялся.Устройство работает следующим образом.До возникновения повреждения изоляции контролируемой линии сигнал, вызывающий срабатывание блока защиты, не возникнет и электрооборудование будет находиться в нормальном, рабочем состоянии.При повреждении изоляции на выходе ТТНП 8 появляется сигнал, вызывающий срабатывание реле защиты 9. Контакт 10 этого реле замыкается и включает выходное реле 11, замыкающее свои контакты 12, 13, 14 в цепи катушки 7 отключения выключателя, в цепи подключения блока контроля изоляции 3 и контролируемой линии и в цепи пуска реле АПВ 4. С отключением выключателя 5 замыкается его блок-контакт 16 и подключает блок контроля изоляции 3 к линии.На вход измерительного элемента 17 поступает сигнал, соответствующий сопротивлению изоляции относительно земли. Измеренный сигнал Г(В) подается на вход элемента сравнения 18 и сравнивается с сопротивлением уставки В. В случае снижения изоляции ниже допустимого, т.е. Г(йщ)СВ на входе элемента сравнения образуется сигнал запрета АПВ. Если сопротивление изоляции находится в допустимых пределах, т.е. (йи 1)В, то сигнал на запрет АПВ не подается и срабатывание реле АПВ по истечении необходимой выдержки времени, на которую оно настраивается, замыкает свой контакт 19 в цепи катушки б включения выключателя и линия включается в работу.Использование в этом устройстве блока опережающего контроля изоляции дает воэможность осуществлять автоматическое повторное включение линии электропередачи сетей напряжением более 1000 В с изолированной нейтралью.Наиболее эффективное использование данного устройства может быть на предприятиях, где по правилам 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 безопасности не разрешается длительная эксплуатация сети в режиме однофазного замыкания на землю и где затруднено определение места повреждения из-за сильно разветвленной сети.Экономическая эффективность от применения этого устройства определяется за счет снижения ущерба, связанного с простоем оборудования при аварийных отключениях. По многолетним статистическим наблюдениям известно, что из всего количества включений устройств АПВ успешные включения составляют 50-60. Следовательно, можно считать, что на столько же сократился ущерб, который сохраняется после применения селективных защит, но до внедрения АПВ. Устройство для защиты от замыкания на землю с автоматическим повторным включением в сети с изолированной нейтралью содержащее измерительный трасформатор напряжения итрансформатор тока нулевой последовательности, подключенные к входамблока защитного отключения с выходным реле, один выход которого соединен через замыкающий блок-контактвыключателя с катушкой отключения,другой - с реле автоматического повторного включения (АПВ), замыкающийконтакт которого подключен к катушке включения через размыкающий блокконтакт выключателя, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью предотвращения повторного включения наустойчивое короткое замыкание, оноснабжено блоком опережающего контроля изоляции, вход которого соединенс заземлением и подключен к контролируемой линии через последовательносоединенные замыкающий контакт выходного реле блока защитного отключенияи размыкающий блок-контакт выключателя, а выход подключен к входу "Запрет" реле АПВ, причем блок опережающего контроля изоляции выполнен насоединенных последовательно элементе измерения и элементе сравнения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Богорад А,М. и Назаров Ю.Г.Автоматическое повторное включениев энергосистемах, М., "Энергия",1969, с. 21.2. Шипунов Н.В. Защитное отключение. М., "Энергия", 1968, с. 119.3. Авторское свидетельство СССРР 409333, кл. Н 02 Н 3/16, 1971./5 лиал ППП "Патент", гУжгород, ул. Проектная,92/57 Тираж 78 ВНИИПИ Государств по делам изобр 113035, Москва, Ж-З3 По енного комитета С етений и открытий 5, Раушская наб;,