Способ шунтирования поврежденной фазыпри однофазных замыканиях ha землюи восстановления нормального режимаработы сети c изолированной или kom-пенсированной нейтралью и устройстводля его осуществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТРРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 140279 (21) 2723627/24-07 Союз Советскик Социалистических Реснубник(53)м. кл 3 Н 02 Н 3/28 Н 01 Н 1/02 с присоединением заявки Мо 2724350/24-07 Государственный комитет СССР но дедам нзобретЕннй и открытий(54) СПОСОБ ШУНТИРОВАНИЯ ПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ СЕТИ ПРИОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ И ВОССТАНОВЛЕНИЯНОРМАЛЬНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙИЛИ КОМПЕНСИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим сетям.Известен, способ шунтирования поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю (1 1.Однако при возникновении двойного замыкания на землю через устройство протекает большой ток (ток короткого замыкания), что приводит к выводу устройства иэ работы. Кроме того,не обеспечивается управление, процессом восстановления нормального режима работы сети, вследствие чего после отключения замыкания напряжение на поврежденной фазе возрас" тает до фазного значения в течение одного периода промышленной частоты, Последнее увеличивает вероятность . повторного замыкания в месте повреждения либо в другой точке сети с ослабленной изоляцией. Известен способ, реализованный в устройстве для компенсации активной составляющей тока однофаэного замыкания. Это устройство содержит фильтр напряжения нулевой последовательности, тиристоры, реле и коиденсаторы. Конденсаторы подсоединены через нормально открытые контактыреле к каждой фазе сети 2 ).Однако данное устройство должнообязательно использоваться совместно с дугогасящими катушками, к томуже оно не обеспечивает регулируемого восстановления нормального режима работы сети.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство, содержащее тривыключателя, одни выводы которых подключены к фазам ссти, а другие - через конденсатор к земле, блок выбора поврежденной фазы, реле времени,реле утечки и исполнительный орган31.Недостатком его является невозможность управляемого восстановления нормального режима работы сети 2 О и трудность реализации устройства ввысоковольтных электрических сетях. Цель изобретения - повышение надежности функционирования сети и 25 улучшение условий электробезопасности.1Поставленная цель достигаетсятем, что в способе шунтирования пов.режденной фазы сети при однофазных 30 замыканиях на землю и восстановлеййя нормального режима работы сети с изолированной или компенсированной нейтралью, основанном на выборе поврежденной Фазы в режиме однофазного замыкания на землю и соединении ее с землей через шунтирующий 5 блок с конечным сопротивлением, в нормальном режиме работы сети измеряют ее емкость относительно земли, задают напряжение уставки в функции измеренной емкости, а при однофазном замыкании на землю в шунтирующем блоке, содержащем группу параллельно включенных элементов, отключают часть элементов, измеряют приращение .напряжения нулевой последовательности сети, сравнивают его с напряжением уставки, и если разность последних вЬ- личин равна нулю с учетом погрешности измерения, то последовательно отключают оставшиеся элементы группы до восстановления нормального режима 20 работы сети, а если указанная разность не равна нулю, все отключенные элементы вновь подключают.Способ может быть осуществлен устройством, содержащим блок подключения, соединенный с фазами сети, блок выбора поврежденной Фазы, первый вход которого соединен с обмоткой напряжений фаэ сети относительно земли трансформатора напряжения,.а первый выход - с блоком подключения, шунтирующий блок, источник оперативного тока и измерительный орган, в котором шунтирующий блок снабжен рядом параллельных цепочек, состоящих из последовательно соединенных элементов с конечным сопротивлением и ключей, одни выводы этих цепочек сое,динены с. блоком подключения, а другие - с землей, и которое дополнительно содержит однофазный трансфор матор, один вывод первичной обмотки которого подключен к нейтрали сети, другой - через трансформатор тока к земле, а вторичная обмотка соединена с источником оперативного тока, последовательно соединенные орган блокировки, блок памяти и блок управления, причем к обмотке напряжения нулевой последовательности трансФорматора напряжения подключены вход органа блокировки, второй вход блока выбора поврежденной Фазы, первый вход измерительного органа и второй вход блока .Управления, третий .вход которого соединен со вторым выходом блока выбора поврежденной фазы, а Выходы - с ключами, вышеуказанных цепочек, вто- рой выход органа блокировки соединенс управляющим. входом источниКа оперативного тока, второй вход блока памяти подключен к выходу измерительного 60 органа, второй вход которого подключен к трансформатору тока, установленному в нейтрали сети.Если основной цельй является улучшение условий электробезопасности, Цто элементы с конечным сопротивлением шунтирующего блока выполнены в виде резисторов; причем напряжение уставки в зависимости от емкости сети определяют в соотвеТствии с формулойф м ф дст е Осто,напряжение уставки; фаэное напряжение сети; емкость сети относительно земли;сопротивление всей группы параллельно включенных резисторов;сопротивление оставшихся параллельно включенных резисторов (после отключения части резисторов); угловая частота.овной целью является поежности функционирования ементы с конечным сопроунтирующего блока выполконденсаторов, причем уставки в зависимости от и определяют в соответст- лой Если освышение надсети, то этивлениемцены в виднапряжениеемкости севии с форму ц дс О дС С СЬС - емкость группы парановключенных кондеров;дС - емкость оставшихсялельно включенных конденсаторов (после отключениячасти конденсаторов).На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства,Трехфазный источник 1 питает электрическую сеть, параметры которойотносительно земли можно представитьв виде набора 2 емкостей и активныхсопротивлений. Источник оперативноготока 3 подключен ко вторичной обмотке однофазного трансформатора 4, первичная обмотка которого включена между нейтралью сети и землей, Шунтирующий блок 5 содержит цепочки, состоящие из последовательно соединенныхэлементов с конечным сопротивлениемй-Ву и ключей б К -К , Эти цепочки.однйми выводами подсоединены к блокуподключения 7, а другими - к земле.Управление ключами осуществляетсяблоком управления 8. Первый вход блока управления подключен к блоку памяти 9, второй вход блока управленияподключен к .обмотке напряжения нулевой последовательности трансформатора напряжения 10, а третий - ко второму выходу блока выбора поврежденной фазы 11. Один вход блока памятисвязан с измерительным органом 12,ллельнсато 1 парал гдеа другой - с органом блокировки 13. Первый выход блока 11 соединен с блоком подключения 7. Вход органа блокировки подключен к обмотке напряже,ния нулевой последовательности трансформатора напряжения 10. Измеритель ный орган связан с трансформатором тока 14, установленным в нейтрали сети, и с обмотками трансформатора напряжения 10.В нормальном режиме в сеть вводят оперативный ток и с помощью измерительного органа определяют ееемкость относительно земли. При од. нофазном замыкании на землю блок11 выбирает поврежденную фазуи подключает в ней с помощьюблока 7 все цепочки, состоящие изпоследовательно соединенных элемен.тов с конечным сопротивлением ключей 6. Затем блок 8 с помощью ключейб последовательно отключает часть 20элементов с конечным сопротивлениемР -Р . Изменение напряжения нулевой последовательности Оо при этом контролируется блоком 8. В зависимости от измеренной величины емкости сети относительно земли по указанным выше формулам (1) или (2) задают напряжение уставки. При этом определяют разность между приращением напряжения нулевой последовательности и уставкой. При устранении замыкания эта разность практически равна нулю. В этом случае отключение элементов шунтирующего блока продолжаетсл, и в результате в сети восстанавливается нормальный режим работы.Если замыкание не устраняется, блок 8 возвращает ключи в первоначальное положение (все ключи включены)При этом подключаются,все элементы с конечным сопротивлением и 40 далее процесс повторяется до устранения замыкания на землю.На время однофазного замыкания на землю орган блокировки 13 блокирует источник оперативного тока 3 45 и блок памяти 9. Последнее запоминает то значение емкости, которое имела сеть до момента замыкания на землю.ШунтиРование поврежденной фазы 50 при однофазном замыкании на землю рядом цепочек, состоящих из последовательно включенных элементов с конечным сопротивлением и ключей, су щественно уменьшает кратность перенапряжения в сети, а также обеспечивает управляемое восстановление нормального режима работы сети.При двойных заьюканиях на землю устройство не выводится из работы и не ухудшает процессов в сети. ео Формула изобретения 1. Способ шунтирования поврежденной фазы сети при однофазных замыка" 65ниях на землю и восстановления нормального режима работы сети с иэоли рованной иликомпенсированной нейтралью, основанный на выборе поврежденной фазы в режиме однофазного замыкания на землю и соединения ее сземлей через шунтирующий блок с конечным сопротивлением, о т л и ч а ю" щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности функционирования сетии улучшения условий электробезопасности, в нормальном режиме работысети измеряют ее емкость относительно земли, задают напряжение уставкив функции измеряемой емкости, а приоднофазном замыкании на землю в шунтирующем блоке, содержащем группупараллельно включенных элементов, отключает часть элементов, измеряютприращение напряжения нулевой последовательности сети, сравнивают егос напряжением уставки, и если разность последних величин равна нулю с учетом .погрешности измерения, то последовательно отключают оставшиеся элементы группы до восстановления нормального режима работы сети, а если указанная разность не равна нулю, то все отключенные элементы вновь подключают.2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее блок подключения, соединенный с фазами сети, блок выбора поврежденной фазы, первый вход которого соединен с обмоткой напряжений фаз сети относительно земли трансформатора напряжения, а первый выход - с блоком подключения, шунтирующий блок, источник оперативного тока и измерительный орган, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности функционирования сети и улучшения условий электробезопасности, шунтирующий блок снабжен рядом параллельных цепочек, со:.тоящих из последовательно соединенных элементов с конечным сопротив-. лением и ключей, одни выводы этих цепочек соединены с блоком подключения, а другие - с землей, и оно дополнительно содержит однофазный трансформатор, один вывод первичной обмотки которого подключен к нейтрали сети, другой - через трансформатор тока к земле, а вторичная обмотка соединена с источником оперативного тока, последовательно соединенные орган блокировки, блок памяти и блок управления, причем к обмотке напряжения нулевой последовательности трансформатора напряжения подключены вход органа блокировки, второй вход блока выбора поврежденной фазы, первый вход измерительного органа и второй вход блока управления, третий вход которого соединен со вторым вы" ходом блока выбора поврежденной фазы, а выходы - с ключами вышеуказан" ных цепочек, второй выход органа бло"ф щ зст О де "чстОФ э Кисленко С.Н.действующее эаФазы с изолиромышленная энер37-38.детельство ССН 3/16, 25.01идетельство ССС эемвангеСР 74.Р Составитель Л,КорнееваШандор Техред А. Ач Корректор М,Коста Ре каэ 3473/51 Тираж 675 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений. и о 113035, Москва, Ж"35, РаушсПодписноетета СССРкрытийая наб., д. 4/ Филиал ППП фПатентф кировки соединен с управляющим входом источника оперативного тока,второй вход блока памяти подключен к выходу измерительного органа, второй вход которого подключен к трансформатору тока, установленному в нейтра-, ли сети.3. Устройство по п, 2, о т л и - . ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения условий электробезопасности, элементы с конечным сопротивлением шунтирующего блока выполнены в виде резисторов, причем напряжение уставки в зависимости от емкости се. ти определяют в соответствии с.фор- мулой напряжение уставки; - Фазное напряжение сети;емкость сети относительно земли;сопротивление всей группы параллельно включенных резисторов;сопротивление оставшихсяпараллельно включенныхрезисторов (после отключния части резисторов); " угловая частота,4, Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности Функционирова-, ния сети, элементы с конечным сопротивлением шунтирующего блока выполнены в видЕ конденсаторов, причем напряжение уставки в зависимости от емкости сети определяют в соответствии сФормулой где аС - емкость группы параллельновключенных конденсаторов;ЬС - емкость оставшихся параллельно включенных конденсаторов (после отключения части конденсаторов). Источники информации,ринятые во внимание при экспер 1. Сирота И.М.,Назаров В.В. Быстр 5 ление поврежденной ной нейтралью. "Пр тика", Р 5, 1977,2. Авторское св Р 412651, кл. Н, 02 3. Авторское св 9 114780, 31.07.79