Устройство для защиты от замыкания на землю фазы воздушной сети с изолированной нейтралью напряжением свыше 1000в

(72) Авторы изобретеии И. Селивахин и динУ осковский ордена Трудового Кра инженеров сельскохозяйственн им. ВП. Горячкинаого Знамени:институто производства вител УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕИФАЗЫ ВОЗДУШНОЙ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРА НАПРЯЖЕНИЕМ СВЫШЕ 1000 В для защиты от землю, благот обнаружение й фазы сети и ющие контакты Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройству, защищающему людей от поражения электрическим током в сети напряжением свыше 1000 В. с изолированной нейтралью и определяющему расстояние до ме" ста повреждения от шин подстанции.Замыкания фазы сети на землю по причине ухудшения изоляции или из-за механических повреждений необходимо ликвидировать в кратчайший срок, поскольку, во-первых, они увеличивают опасность поражения людей электрическим током, во-вторых, способствуют перерастанию в межфазные короткие замыкания, а при длительном протекании тока замыкания на землю возрастает вероятность порчи электрооборудования сетей.Известно устройствозамыкания фазы сети надаря которому производяи замыкание поврежденнокоторое содержит замыкаЭ 2включенные между землей и фазами сети, безынерционный блок сравнения,источник опорного напряжения на базетрансформатора с трехфазным двухполупериодным выпрямителем 1.5 Однако укаэанное устройство обес"печивает лишь безопасность в электри"ческих сетях, не решая вопроса об измерении расстояния до места замыканияна землю.1 в Известно также устройство дистан"ционного определения места замыканияна землю, содержащее генератор, преобразователь частоты и напряжения, орган измерения, пороговый элемент и 1, элемент присоединения, подключенныйк сети. Данное устройство, используяспособ наложения токов, позволяет определить расстояние до места замыкания без отключения потребителей 2.20 Недостатками данного устройствавляются значительное влияние частотомех на точность измерения и отсутст24 4да органа измерения реактивной состав. ляющей сопротивления, третий вход которого присоединен к измерительномутрансформатору напряжения, причем выход органа измерения реактивной составляющей сопротивления соединен спервым входом элемента блокировки навремя проведения замера, второй входкоторого присоединен ко второму выходу органа выявления поврежденнойфазы, при этом элемент блокировки навремя проведения замера соединен своими выходами с блоком пофазного включения неповрежденной фазы, со вторымвходом блока пофазного включения поврежденной фазы и с релейными защитами присоединений,Кроме того, токоограничивающий элемент может быть выполнен в виде резистора, колебательного контура или конденсатора.На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит орган выявления поврежденной фазы 1 (ОВПФ), присоединенный входными клеммами через фильтры 2 и 3 к измерительному трансформатору 4 напряжения, а выходнымик блоку пофазного включения поврежденной фазы 5 (БПВПФ) и к элементу блокировки на время проведения замера б(ЭБ). ЭБ б, получая сигнал от органаизмерения реактивной .составляющей сопротивления 7 (ОИ), воздействует нацепи репейных защит присоединений, наБПВПФ 5 и на блок пофазного включениянеповрежденной фазы 8 (БПВНФ), который, в свою очередь, управляет работой коммутационных элементов 9- 12.Кроме этого, на элементы 9-11 воздействует еще и БПВПФ 5. Коммутационныеэлементы 9-11 пофазно соединяют фазы сети через токоограничивающий элемент13 с контуром заземления подстанции.При замыкании в сети фазы на землю, данное замыкание автоматическипереводится в искусственно создаваемый режим двойного замыкания на время, достаточное для определения расстояния до точки повреждения, послечего искусственное двойное замыканиевновь автоматически переводится в замыкание на землю с последующим шунтированием места повреждения,Устройство работает следующим образам.При отсутствии повреждения коммутационные элементы 9-12 находятся в отключенном положении. При замыкании,3 10032вие электробезопасных мер при его реализации.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство защиты от замыкания фазы сети на землю путем автоматического шунтирования однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью, выявляющее наличиезамыкания в сети и поврежденную фазупо факту повышения напряжения на фазе,1 Оопережающей поврежденную в схеме прямой последовательности и производящееавтоматическое включение соответствующей фазы выключателя с пофазным управлением на контур заземления подстанции Г 3 1При этом процесс отыскания повреждения удлиняется от нескольких часов до суток, так как дальнейшее определение места замыкания в режиме шунти рования осуществляется оперативным персоналом при помощи переносных приборов типа "Поиск", "Волна" или "Зонд", для обеспечения работы которых в контур искусственного. замыкания на землю д включают генератор тональной частоты.Цель изобретения в . расширение функциональных возможностей устройства путем измерения расстояния до места замыкания фазы воздушной сети с изолированной нейтралью.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты от замыкания на землю фазы воздушной сети с изолированной нейтралью напряжением свыше 1000 В, содержащее подключенный. 35 к измерительному трансформатору напряжения через Фильтры нулевой и прямой последовательстей орган выявления поврежденной Фазы, соединенный через блок пофазного включения поврежденной фазы с приводами трех коммутационных элементов, включенных между фазами сети и землей, дополнительно введены токоограничивающий элемент, четвертый . коммутационный элемент, орган измере 4 ния реактивной составляющей сопротивления, элемент блокировки на время проведения замера, блок пофазного включения неповрежденных фаз, причем последний соединен с каждым из трех приводов упомянутых коммутационных элементов, а также с приводом четвертого коммутационного элемента, шунтирующего токоограничивающий элемент и включенного между общей точкой трех ф коммутационных элементов и землей, при этом между токоограничивающим элементом и землей включены два вхоФормула изобретения 5 10032 например фазы 14 на землю, на,измерительном трансформаторе происходит изменение Фазнь 1 х напряжений. При этом в фильтре 3 сработает реле 15, скоммутировав свои контакты 16 и 17, а в 5 фильтре 2 срабатывают реле 18, и 19 максимального напряжения, которые коммутируют соответственно свои контакты 20-23 в ОВПФ 1. Этим достигается выбор поврежденной фазы, что проявляет ся в срабатывании реле 24, принадлежащем ОВПФ 1. Срабатывание реле 24 вызывает замыкание контактов 25 и 26 в БПВПФ 5 и БПВНФ 8 соответственно, Одновременно с реле 24 срабатывает и реле 27 в ЭБ 6, коммутируя свои контакты 28 и 29 в ЭБ 6 и контакт 30 в БПВНФ 8, В результате этого в БПВНФ 8 получит питание катушка 31 электро" магнита, принадлежащая приводу комму тационного элемента (вторая катушка 32, находящаяся в БПВПФ 5, этого же коммутационного элемента, обесточена при этом), вызвав срабатывание послед него. Таким образом, замыкание на зем лю фазъ 14 искусственно переводится . в двойное замыкание фаз 14 и 33. Через токоограничивающий элемент 13 начнет протекать ток. В это время начинает свою работу ОИ 7, в котором опре- зо деляется реактанс поврежденного участка воздушной линии. Происходит это следующим .образом.Поступающие величины тока и напряжения от измерителей 34 и 4 соответ: ственно преобразовываются и выпрямляются посредством элементов 35-42 в удобную для работы аналогового делителя 43 форму, С аналогового делителя 43 информация о величине реактанса поступает на указатель 44. Одновременно с этим в ОИ 7 посредством контакта 45 токового реле 46 включается реле 47 времени, которое коммутирует свои контакты 48-51, находящиеся в различных цепях устройства. Так в ЭБ 6 контакт 49 обесточивает реле 27, при этом с выдержкой времени контакт 51 включит реле 52, которому принад-. лежат контакты 53-56. Срабатывание реле 52 и отпадание реле 27 приводят к тому, что коммутационный элемент 11 возвращается в исходное положение, при этом коммутационный элемент 9, включающий электромагнит 57 которого55 получает питание, включается и шунтирует токоограничивающий элемент 13. После отключения элемента 11 электромагнитом 58 контакты положения комму 24 бтационных элементов 59-61 также возвращаются в исходное состояние, В результате этого в БПВПФ 5 получает питание электромагнит 62, который включит коммутационный элемент 9 (второй электромагнит 63 этого же элемента обесточен). Электромагниты 64 и 65, принадлежащие коммутационному элементу 10, и электромагниты 31 и 32 коммутационного элемента 11 при этом оказываются заблокированными. Таким образом, место замыкания на землю фа" зы 14 оказывается зашунтированным, После устранения повреждения устройство автоматически возвращается в ис" ходное положение. Аналогично работает устройство при.,замыкании на землю на любой другой Фазе, воздействуя через соответствующие элементы: 66-74.ОВПФ 1 представляет собой группу промежуточных реле напряжений, срабатывающих в последовательности, зависящих от работы фильтров напряженйя 2 и 3.Исполнение БПВНФ 8 аналогично БПВПФ 5 и отличается от последнего порядком чередования переключений электромагнитов коммутационных элементов.ЭБ 6 выполнен в виде релейно-контактного блока, алгоритм функционирования которого состоит в запрете действия релейнь 1 х защит присоединений и БПВПФ 5 при разрешении работы БПВНФ 8 во время появления замыкания на землю в сети. После вычисления реактан" са поврежденного участка сети ЭБ 6 осуществляет функцию запрета работы БПВНФ и снимает запрет действия релейных защит присоединений и БПВПФ.ОИ 7 может быть выполнен по принципу известных устройств, например омметра реактивного сопротивления,Использование предлагаемого устройства сокращает величину ущерба от недоотпуска электроэнергии за счет измерения расстояния до места замыка" ния Фазы сети на землю и скорейшего устранения данного повреждения. 1, Устройство для защиты от замыкания на землю фазы воздушной сети с изолированной нейтралью напряжением свыше 1000 В содержащее подклю" ценный к измерительному трансформатору напряжения через фильтры нулевойзедения замера, второй вход которого присоединен ко второму выходу органа выявления поврежденной фазы, при этом элемент блокировки на время проведения замера соединен своими выходами сблоком пофазного включения неповрежденной фазы, со вторым входом блока пофазного включения поврежденной фазы и с релейными защитами присоединений.2. Устройство по и, 1, о т л и ч аю щ е е ся тем, что в качестве токо- ограничивающего элемента использован резистор.3. Устройство по и, 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что. в качестве токо- ограничивающего элемента использован колебательный контур.4. Устройство по и. 1, о т л и ч а" ю щ е е с я тем, что в качестве токо- ограничивающего элемента использован конденсатор. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 744823, кл. Н 02 Н 3/16, 1976.2. Авторское свидетельство СССРй 828127, кл. С 01 й 31108, 1978.3. Указания по.разработке и внедрению автоматизации в распределительных сетях энергосистем Белглавэнерго,Минск, Белглавэнерго 1980, с. 36. 7 10032 и прямой последовательностей, орган выявления поврежденной фазы, соединенный через блок пофазного включения поврежденной фазы с приводами трех коммутационных элементов, включенных между фазами сети и землей, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможнос" тей путем измерения расстояния до места замыкания фазы сети на землю, в 10 него дополнительно введены токоограничивающий элемент, четвертый коммутационный элемент, орган измерения реактивной составляющей сопротивления, элемент блокировки на время про" 3 ведения замера, блок пофазного вклю" чения неповрежденной фазы, причем последний соединен с каждым из трех приводов упомянутых коммутационных элементов, а также с приводом четвертого 26 коммутационного элемента, шунтирующе" го токоограничивающий элемент и включенного между общей точкой трех коммутационных элементов и землей, при этом между токоограничивающим элемен З том и землей включены два входа орга" на измерения реактивной составляющей сопротивления, третий вход которого присоединен к измерительному трансфор матору напряжения, причем выход орга-щ на измерения реактивной составляющей сопротивления соединен с первым входом элемента блокировки на время про