Способ защиты от однофазного замыкания на землю в электрической сети с малым током замыкания на землю и устройство для его осуществления

Союз СоветскмкСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в 978258еф(22) Заявлено 11.03.81(21) 3290297/24-0с присоединением заявки ме(51) М. Кл.Н 02 Н 3/16 Н 02 Н 9/08 ооудэротееииыа комитет СССР ао делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения О. А. Петров Челябинский политехнический институт им. Ленинскогокомсомола(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОфАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С МАЛЫМ ТОКСМ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ,И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим сетям, и может быть использовано для зашиты от однофазных замыканий на землю в компенсированных сетях.Известно устройство сигнализации замыканий на земно типа УСЗ-ЗМ, содержашее фильтр высших гармоник, выпрямитель и измерительный орган, которое реагирует на уровень высших гармоник в токе однофазного замыкания на землю 11.К его недостаткам относится значительная зависимость указанного уровня высших гармоник от величины сопротивления в месте замыкания на землю, что т 5 приводит к неселективному определению поврежденного присоединения.Известны способ и устройство зашиты от однофазных замыканий на землю, основанные на подключении резистора к дополнительной обмотке дугогасяшего реактора и введении в сеть тока частоты 100 Гц 2 . К его недостаткам относится пониженная помехоустойчивость и увеличение активной составляюшей тока в месте замыкания на землю.Известен также способ зашиты от однофаэных замыканий на землю в сетях с дугогасяшим реактором, основанный на измерении токов нулевой последователь ности, в котором в сеть вводят импульсы, модулируют их активной составляющей тока реактора и поврежденное; присоединение определяют по появлению импульсов на выходе трансформатора тока нулевой последовательности 1 3 1 . Недостаток способа - понижение селективности вследствие шунтируюшего действия емкостей неповрежденных присоединений при увеличении сопротивления в месте замыкания на землю. При реализации же соответствуюшего устройства необходимо подключение резистора к дополнительной обмотке дугогасяшего реактора.3 9782Наиболее близкой к предлагаемой .потехнической сущности является зашита отзамыкания на землю, основанная на измерении угла сдвига между током и напряжением нулевой последовательности, срав-ненни измеренного значения с эталоннойвеличиной и формировании отключающегосигнала по измеренной разности (4Однако в сети с компенсированнойнейтрвлью данная защита может отказать 10в работе,Белью изобретения является обеспечение селективности работы защиты в сетис компенсированной нейтралью,15 Поставленная цель достигается тем,что согласно способу зашиты, основвнно-му на выделении тока нулевой последовательности защищаемого присоединения, навыделении напряжения нулевой последовательности сети, измерении угла сдвигамежду ними, сравнении электрическойвеличины с эталонной величиной и формировании отключающего сигнала в случаепревышения электрической величиной эталонной, указанный измеренный угол сдвигазапоминают, изменяют настройку компенсации сети, после чего повторно измеряютугол сдвига между током нулевой последовательнэсти и напряжением нулевой по30следовательности, определяют его приращение, а в качестве электрической величины берут величину, прямо пропорциональную указанному приращению,Данный способ реализуется устройством содержащим установленный на каждом защищаемом присоединении трансформатор тока нулевой последовательности, к выхо ду которого подключен первый вход фвзочувствительного блока через фильтр про 0 мышленной частоты, к второму входу которого подсоединен выход фазосдвигвюшего блока, вход которого связан с трансформатором напряжения нулевой последовательности, и исполнительный орган защиты, в него введены последовательно соединенныеподключенные к трансформатору напряжения сети блок определения режима сети и блок изменения настройки компенсации, выход которого соединен с входом испол- ф 0 нительного блока дугогасящего реактора, блок определения изменения фазы, причем первый вход последнего соединен с выходом фазочувствительного блока, второй вход - с вьпцеуказанным первым (логическим) выходом блока определения режима сети, а выход - с входом исполнительного органа защиты, второй выход 58 фблока определения режима сети соединенс входом фазосдвигвющего блока.На чертеже приведена функциональнаясхема устройства защиты о 7 однофаэныхзамыканий на землю.К электрической сети подключены силовой трансформатор 1 с подсоединеннымк его нейтрвли дугогасящим реактором 2,измерительный трансформатор 3 напряжения, кабельные линии 4 (поврежденноеприсоединение) и 5 (неповрежденное присоединение). К трансформатору 3 напряжения подключены последовательно соединенные блок 6 определения режима, блок7 изменения настройки компенсации, ис,полнительный блок 8 дугогасящего реактора, К трансформатору 9 тока нулевойпоследовательности подключены последовательно соединенные фильтр 10 промышленной частоты, фазочувствительный блок11, блок 12 определения изменения фазыи исполнительный орган 13 защиты. Другой вход фвэочувствительного блока 11через фвзосдвигающий блок 14 подключенк второму выходу блока определения режима, выделяющему напряжение нулевойпоследовательности сети, второй вход блока 12 определения изменения фазы родсоединен к первому выходу блока 6 определения режима. К трансформаторам токалиний неповрежденных присоединений также подключены аналогичные блоки 1014 с соответствующими связями.При однофазном замыквнии на землюблок 6 определения режима дает разрешение на работу блока 7 изменения настройки компенсации и последний, воздействуя на исполнительный блок 8 дугогасящего реактора 2, обеспечивает изменение настройки компенсапии,фильтр 10 промышленнойчастоты выделяет основную гармонику и подает еена фазочувствительный блок 11, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный углу сдвига между напряжениями, поступающими на него. При изменении настройки компенсации изм.еняетсяфаза тока нулевой последовательности поврежденного присоединения и, следовательно, сигнал на выходе фвзочувствительногоблока 11, Последнее фиксирует блок 12определения изменения фазы, в результате срабатывает исполнительный орган 13защиты и отключает поврежденное присоединение. Первый выход блока 6 определения режима является логическим и дает разрешение нв работу других блоков схемы в58 6ны берут величину, примо пропорциональ ную укаэанному приращению.2. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее установленный ва каждом защищаемом присоединении трансформатор тока нулевой последовательности, к выходу которого подключен первый вход фаэочувствительного блока через фильтр промышленной частоты, к второму входу которого подсоединен выход фаэосдвигаюшего блока, вход которого связан с трансформатором напряжения нулевой последовательности, и исполнительный орган защиты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения селективности работы в сети с компенсированной нейтралью, в него введены последовательно соединенные подключенный к трансформатору напряжения сети блок определения режима сети и блок изменения настройки компенсации, выход которого соединен с входом исполнительного блока дугогасящего реактора, блок определения изменения фазы, причем первый вход последнего соеди нен с выходом фазочувствительного блока, второй вход - с вышеуказанным первым логическим) выходом блока определения режима сети, а выход - с входом исполнительного органа зашиты, второй вы, ход блока определения режима сети соединен с входом фаэосдвигающего блока. И1. Сйособ зашиты от однофазного замыкания на землю в электрической сети с малым током замыкания на землю, основанный на выделении тока нулевой последовательности защищаемого присоеди- Зэ нения, на выделении напряжения нулевой последовательности сети, измерении угла сдвига между ними, сравнении электрической величины с эталонной величиной и формировании отключающего сигнала в случае превышения электрической величиной эталонной, о т ли ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения селективности зашиты в сети с компенсированной нейтралью, указанный измеренный угол щ сдвига запоминают, изменяют настройку компенсации сети, после чего повторно измеряют угол сдвига между током нулевой последовательности и напряжением нулевой последовательности, определяют его прира щение, а в качестве электрической величи 5 9782 режиме однофазного замыкания на землю. На втором выходе блока 6 при замыкании на землю выделяется напряжение нулевой последовательности сети, которое определяет работу фазочувствительного блока 11.Следует отметить, что наибольшее изменение фазы тока поврежденного присоеди нения и выходного сигнала фазочувствительного блока 11 будет иметь место в области резонансной настройки компенсации. 10 При этом фаза тока нулевой последовательности неповрежденных присоединений практически изменяться не будет.Применение данного изобретения позволит повысить селективность зашиты от 3% однофазных замыканий на землю в сети р,компенсированной нейтралью. Учитывая это и отсутствие подключаемых к угогасяшему реактору и сети силовых элементов, повысится и надежность работы 2 й самой сети,Формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе% 4, с. 69-72.2. Маврипын А, М., Петров О. А,Электроснабжение угольных разков.М., Недра", 1977, с. 171-172.3. Авторское свидетельство СССРМ 445959, кл. Н 02 Н 3/16, 1974.4. Авторское свидетельство СССРМ 815835, кл. Н 02 Н 3/38, 1979.978258 3/70 Тираж 669 Подпис ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раущская наб., д