Устройство для определения поврежденного фидера при однофазном замыкании

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУаа делам нзооретеннй н втерытнй(72) Авторы В, О. Жидков, Ю. Н. Ильин и Н. А. Бур РОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНН фИДЕРА ПРИ ОДНОФАЗНОМ ЗАМЫКАНИИ(54) Изобретение относится к области зашиты электрических сетей от аварийных и ненормальных режимов работы, а именно к защите от однофазных замыканий на землю, и может быть использовано в трехфазных электрических сетях, работа 5 юших с изолированной нейтрапью.Известны устройства дпя определения поврежденного фидера, основанные на принципе измерения угла между векто10 рами токов нулевой последовательности зашишаемых фидеров и вектором напряжения нулевой последовательности 1 13.Такие устройства содержат фильтры токов и напряжений нулевой последова 15 тельности, токовый и фаэочувствитепьный органы, причем токовый орган выполнен в виде усилителя переменного тока с фильтром промышленной частоты, а фаэочувствитепьный орган выпопнен в виде фазочувствительного усилителя, к выходу которого подключено исполнительное реле,Недостатком устройства данного типа является низкая точность выбора поврежденного фидера в результате непостоянства угла между током и напряжением нулевой последоватепьности, зависяшего от параметров сети и величины переходного сопротивления в месте эамцкания. Так прн переходном сопротивлении в месте замыкания 100700 Ом и емкости , сети 0,8-1,8 мкф. на фазу напряжение нулевой последовательности Оо в первый полупериод может составить в зависимооти от фазы замыкания 3-5% от фазного напряжения Оф. Такой уровень Оо не превышает напряжение естественной не- симметрии, которое в воздушно-кабель- ных сетях может. достигнуть 15% от Оф, Поэтому в устройствах данного типа обычно применяют дополнительные технические решения, чтобы снизить влияние изменения сдвига фаэ между током и напряжением нулевой поспедоватепьнооти на селективность и чувствитепьность. Однако. несмотря на усложнение схем заРшиты, достижение данной цели представляет значительные трудности.Указанные недостатки частично устраняются о устройстве для определенияповреждений линии 21, основанном насравнении в переходном режиме фаз токов нулевой последовательности защищаемых линий с фазой тока нулевой последовательности одной заранее выбраннойпинии с наименьшей вероятностью повреждения. Устройство содержит трансформаторы тока нулевой последовательности,установленные на защищаемых пиниях,источник опорного сигнала, отбираемогоот заранее выбранной линии, пороговыйдетектор; а также блоки сравнения, запоминания и выходной блок,Однако и данное устройство имеетряд существенных недостатков, основныеиз которых. спедующие:1. Исключается возможность защитысобственно линии, от которой производится отбор опорного сигнала для сравненияфаз токов, что в сетях с равновероятнойповреждаемостью линий приводит в целомк снижению надежности защиты.2, Исключается воэможность зашитыодиночных линий.3. Зашита склонна к потере.чувствительности при замыкании через переходные сопротивления, эквивалентные электрическому сопротивцению тела чеповека.4. Время срабатывания зашиты из-аапропуска блоком сравнения одного полупериода тока оказывается завышенным,что делает неэффективной ее применениедпя зашиты от поражения электротоком.Цепью изобретения является повышение надежности в работе, чувствительности и быстродействия.Цепь достигается тем, что в известном устройстве, содержащем на каждомфидере трансформаторы тока нулевой последовательности, к которым подключены первые входы блоков сравнения, вкпючаюшие по два транзистора, сравнивающих фазы токов нулевой последовательности, к вторым входам которых подключен выход источника опорного тока нулевой последоватепьности, а выходы соединены с блоками усилении, запоминания и выходным блоком, выход источника тока нулевой поспедовательности, выполненного искусственно сформированным, подключен к эмиттер-базовым цепям транзисторов укаэанных блоков сравнения, а трансформаторы тока нулевой поспедоватепьности фидеров подключены к эмиттер-колпекторным цепям этих же транзисторов, причем к запрещающему входу блоха усиления 4подкпючен блок запрета повторного действия.На чертеже изображена принципиальная схема предложенного устройства.Устройство подключается к трансформаторам 1 тока нулевой последовательности, устанавливаемым на всех защищаемых фидерах, и к источнику 2 опорного тока нулевой последовательности, установленному на искусственно сформированном из конденсаторов фидере. Устройство содержит блоки сравнения 3, усиления 4, запрета повторного 5 действия, запоминания 6, сброса 7, пороговый детектор 8 и выходной блок управления 9. Блок сравнения состоит из входных трансформаторных ячеек 10, число которых соответствует числу защищаемых фидеров. Каждая ячейка состоит из двух транэисторов 11, 12, раздепитепьных диодов13-18 и резисторов 19-21. Выходы с искусственно сформированного источника 2 тока нулевой последовательности подключены к эмиттер-базовым цепям тран 23 эисторов 11, 12 через разделительныедиоды 22-29, а трансформаторы 1 тока нулевой последовательности, установленные на защищаемых фидерах, подключены к эмиттер-коппекторным цепям этих транзисторов, паранпепьно которым подключенбпок усиления 4,При нормапьном режиме работы электрической сети на выходах трансформаторов 1 токов нулевой последовательностии источника 2 тока нулевой последовательности сигналы отсутствуют, вследствие чего транзисторы 11, 12 закрытыи на блок усиления 4 входные сигналы. не поступают, а выходной блок управце 40ния 9 не формирует командные сигналы.Появление однофазного замыкания наземпю на одном из фидеров, например напервом, приводит к появлению на выходах всех трансформаторов 1 тока нулевой ф последовательности и источника 2 токанулевой последовательности электрическихсигналов. По модулю сигналы Зон, снима 1емые с неповрежденных фидеров, иснимаемые с искусственно сформированного фидера, пропорциональны емкости токов этих фидеров, а .ток 3 О, сни маемый с поврежденного фидера, равен сумме токов Онеповрежденных и Эо,1 искусственно. сформированных фидеров. По аргументу 3 ои и Зо волны различа 1ются на угол 180, причем величина этоого угла остается неизменной в широком диапазоне изменения параметров сети ипереходного сопротивления в месте эамыкания, Ч ак как гок Зов находится в противофазе с.током Эи, снимаемым с ис кусственно сформированного фидера, то токи, проходящие по цепям управления транзисторов 1 1, 12 в ячейках, соответствующих поврежденному фидеру, будут запирать транзисторы, вследствие чего от поврежденного фидера сигнал пройдет в соответствующий канал блока усиления 4, На поврежденных фидерах токи, протекающие по цепи управления транзисторов соответствующих ячеек, совпадают по фазе с током, протекающим по главным цепям, вследствие чего транзисторы отпираются и щунтнруют входы соответствующих каналов блока усиления 4, так как последний подключен параллельно эмиттерколлекторным цепям этих транзисторов. Таким образом, в блок усиления поступает сигнал только от поврежденного фидера, который проходит далее в блок запоминания, выдающий сигнал в блок за- прета повторного действия, чем обеспечивается однозначный выбор поврежденного фидера в сетях произвольной конфигурации, что повышает надежность в работе, быстродействие и чувствительность, Формула изобретенияУстройство для определения повреж- денного фидера при однофазном замыкании, Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. г Ьсодержащее на каждом фидере трансформаторы тока нулевой последовательности,к которым подключены первые входы блоков сравнения, включающие по два тран зистора, к вторым входам которых пм-ключен выход источника опорного тока нулевой последовательности, а выходы соединены с блоками. усиления и запоминанияи с выходным блоком, о т л и ч а ю 0 ш е е с я тем, что, с целью повышениянадежности в работе, быстродействия ичувствительности, выход источника опорного тока нулевой последовательности,выполненного искусственно сформированным, подключен к эмиттер-базовым цепям транзисторов укаэанных блоков сравнения, а трансформаторы тока нулевой последовательности фидеров подключены кэмиттер-коллекторным цепям этих же 20 транзисторов, причем к запрещающемувходу блока усиления подключен блок запрета повторного действия.