Устройство для определения поврежденной фазы в трехфазной сети напряжением до 1000 в с изолированной нейтралью

Союз Советских Соцналмстических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ и 1792447(22) Заявлено 1501.79 (21) 2713754/24-07с присоединением заявки Ио(23) Приорнтет -Опубликовано 30,12,80, Бюллетень ЙЯ 48Дата опубликования описанию 30,1280 р 1)м. к . Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙФАЗЫ В ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ Указ анн ая цель дости гает с я тем, 15 что в известное устройство для определения поврежденной фазы в трехфаэной сети напряжением до 1000 В сизолированной нейтралью, содержащеев каждой фазе источники напряжений 20 фаза-нейтраль и фаза-земля, а такжеисполнительный орган, в канале каждой фазы вновь введены два формирователя напряжения по одному соответственно для напряжений фаза-нейтраль 25 и фаза-земля, два логических элемента И, один логический элемент НЕ,один функциональный расширитель иодин формирователь сигнала отсечка,при этом в канапе каждой фазы выхо цы упомянутых источников напряжений Изобретение относится к областиавтоматизации низковольтных электри.ческих сетей с изолированной нейтралью,Известны устройства выбора поврежденной фазы, в которых используютсяреле минимального напряжения, включенные на фазные напряжения питающего трансформатора 1), а также устройства, у которых в качестве элемента, чувствительного к однофазнымзазыканиям на землю, используетсяфильтр нулевой последовательности,управляющий работой пороговых элементов, реагирующих на повышение напряжения (2),Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук изобретению является устройстводля определения поврежденной фазыпри однофазных замыканиях на землюв сети с изолированной нейтралью 23.Недостатком указанных устройствявляется низкая чувствительность,возможность ложного срабатывания наотстающей фазе при определенных значениях емкостного и активного сопротивлений по отношению к земце, когдагеометрическая сумма векторов напряжений (фаэного - опорного, и напряжения нулевой последовательности) вповрежденной и опережающей фазахблизки по своим значениям,К недостаткам этих устройств следует также отнести инерционность пороговых элементов, снижающую их быстродействие,Цель изобретения - увеличение точности, быстродействия и помехозащищенности путем изменения в каждойфазе углов между напряжением фазанейтраль и фаза-земля,Фаза-нейтраль и фаза-земля подключены к входам соответствующих формирователей, выход формирователя напряжения Фаза-нейтраль подключен к первому входу первого элемента И, к второму входу кОторого через логический элемент НЕ подк .Чен выход 5 Формирователя напряжения фаза-земля, первый выход первого элемента И под ключен к входу функционального расширителя, второй выход - к входу формирователя сигнала отсечки, а16 третий - к первому входу второго элемента И аналогичного канала отстающей Фазы, ко второму входу второго элемента И в каждой Фазе подключен выхсд соответствующего Функционально,э го расширителя,а выход второго элемента И в канале каждой фазы подключен к первому входу упомянутого исполнительного органа, к второму входу которого подключен выход формиро- Яо вателя сигнала отсечки.На фиг, 1 дана Функциональная схема устройства; на фиг.2 представлена векторная диаграмма токов и напряжений для трехфазной сети с постоянным 25 реактивным и переменным активным сопротивлениями, В рассматриваемом случае именно такой является схема замыкания сети с изолированной нейтралью . В .случае повреждения одной из фаз ее вектор напряжения Фаза-земля и опере- о жающие Фазы опережают свои опорные напряжения. В предлагаемом устройстве эта информация используется для выявления поврежденной фазы, На фиг.З - диаграмма напряжений, характеризующая работу элементов схемы.Датчиками устройства являются источники 1 Фазных напряжений фаз,анейтраль Овн и Фаза-земля Оф(см, фиг,1), вторичные обмотки которых 40 соединены с входами соответствующих двухполупериодных формирователей 2 преобразующих сйнусоидальное напряжение в прямоугольное. Выходы формирователей, преобразующих Фазные на пряжения относительно земли, соединены с входами элементов 3, реализующих операцию НЕТ; которые, в Своюочередь, соединены в каналы каждойФазы с входами элементов 4, кудаподсоединены также выходы Формиро-ватеЛей, преобразующих фазные напря.жения относительно нейтрали, Указанное соединение элементов в каналеНЕ позволяет Фиксировать угловыесмещения напряжений Фаза-земля, от"носительно напряжений Фаза-нейтральтолько в положительном направлении.Выходы элементов и 4 соединены одновременно с входами расширителей 5,обеспечивающих продление поступив- бО шего сигнала на 60 эл. град., логических элементов И б в канале отстающей фазы и Формирователей 7 сигналов отсечки, Выходы расширителЕЙ 5 подключены к вторым входам элементов 65 б, выходы которых соединены в каждомканале с одним из входов исполнительного органа статического триггера 8,второй вход которого соединен с выходом Формирователя 7,При нормальном состоянии сетитрехфаэное (Фазы А,В,С) напряжениеотносительно земли точно совпадаетпо фазе с напряжением относительнонейтрали (см.фиг.З а, б, в), При повреждении одной иэ фаэ, напримерфазы В (момент времени 1), происходит сдвиг Фаэ напряжений Фаза-земляпо отношению к напряжениям Фаза-нейт.раль, причем в поврежденной и опережающей фазе сдвиг происходит в сторону опережения (положительное смещение), а в отстающей фазе - в сторону отставания, Напряжения прямоугольной формы на выходах Формирователей 2 также получают соответствующие смещения (см,фиг,З г-и). На Фиг.Звторые полупериоды прямоугольных напряжений опущены, чтобы не загружатьчертеж.Благодаря выполнению логическойоперации НЕТ в каналах фаэ, где происходит положительное смещение напряжений, на выходах элементов 4 появляются сигналы, пропорциональные величине этого смещения (см.фиг.З к, л).На выходе элемента 4 в канале отстающей фазы, в данном случае фазы С,сигнал остается равным нулю. Совместное воздействие сигнала расширителя5 канала поврежденной Фазы ( см.фиг.Зм)и сигнала, подаваемого из канала опережающей Фазы (см.фиг.З к) на входыэлемента И 6 в канале поврежденнойФазы, приводит к появлению сигнала(см.фиг.З н) на выходе последней,что,в свою очередь, вызывает переключе,ние статического триггера 8 в канале Фазы В (см.фиг.ЗО), чем и достигается поставленная задача.ФОРМула изобретенияУстройство для определения поврежденной Фазы в трехфазной сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, содержащее в каждой фазе источники напряжения Фаза-нейтраль и Фаза-земля, а также исполнительный орган, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности, быстродействия и помехоэащищенности путем изменения в каждой Фазе углов между указанными напряжениями, в каналекаждой Фазы вновь введены два Формирователя напряжения по одному соответственно для напряжений Фазанейтраль и Фаза-земля, два логических элемента И, один логический элемент НЕ, один Функциональный РасшиРитель и один Формирователь сигнала отсечки, при этом в канале каждой Фазы выходы упомянутых источниковнапряжений фаза-нейтраль и фаза-земля подключены к входам соответствующих формирователей, выход формирователя напряжения фаза-нейтраль подключен к первому входу первого элемента И, к второму входу которогочерез логический элемент НЕ подключен выход формирователя напряженияфаза-земля, первый выход первого .элемента И подключен к входу функционального расширителя, второй выходк входу формирователя сигнала отсечки, а третий - к первому входу второго элемента И аналогичного каналаотстающей фазы, ко второму входу второго элемента И в каждой фазе подключен выход соответствующего функционального расширителя, а выход второго элемента И в канале каждой фазы подключен к первому входу упомянутого исполнительного органа, к второму входу которого подключен выход формирователя сигнала отсечки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент Японий Р 48-44300,4/2-33/93, 1973.2 . Авторское свидетельство СССРЮ 589 б 59, кл, Н 02 Н 3/16, 1978,792447 Составитель В.Молчановтор Г.Морозова Техред М.Табакович Корректор В,Вутяга Ред Заказ 9593 3 илиал ППППатент ф, г.ужгород, ул, Проектная, 4 8 Тираж 783НИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 35, Москва, Ж, Раушская наб. ПодписиСССРд,4/5