Устройство для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью

СООЗ СОВЕТСНИХсаэвлистичксни ЯЦРЕСПУБЛИК О 9) 6110 3/6 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ СВИДЕТЕЛ АВТОРСКОМУ ть ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открь м способом(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 792442, кл. Н 02 Н 3/16, 1980.2, Авторское свидетельство СССР У 1053204, кл. Н 02 Н 3/16, 1982. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАБИТЫ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее установленные на каждом присоединении последовательно соединенные трансформатор тока нулевой последовательности, преобразователь ток - выпрямленное напряжение и запоминающую ячейку с размыкающим ключом, блок выявления поврежденного присоединения, выполненный в виде генератора уменьшающегося напряжения с замыкающим и размыкающим ключами, последовательно соединенных реагирующих элементов и тиристоров, и подключенный своими входами к выходам запоминающих ячеек и к выходу основного элемента ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА, вход которого подключен к выходу пускового органа, подсоединенного своим входом к трансформатору напряжения нулевой.последовательности, исполнительный орган, связанный с соответствую- щим выходом блока выявления поврежденного присоединения, о т л и ч а ю-, щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения путем исключения ложных отключений,% снабжено по окислу защищаемых присое-, динений пороговыми элементами, входы которых через вновь введенные замыкающие ключи присоединены к выходам преобразователей ток - выпрямленное напряжение, а выходы - к первым входам вновь введенных элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами вновь введенных элементов ЗАПРЕТ, к управляющим входам которых подключены выходы вновь введенных вспомогательных элементов ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА, соединенных также с управляющими входами замыкающих ключей, при этом входы вспомогательных элементов ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА и элементов ЗАНРЕТ подключе- ны к соответствующим выходам блока выявления поврежденного присоединения1 112968Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты от однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью.Известно устройство для защиты от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее трансформатор напряжения нулевой последовательности (ТННП) к вторич" ной обмотке которого подключен пусковой орган (ПО) с органом выдержки времени (ОВВ), выход которого под-, ключен к ключу, трансформаторы тока нулевой последовательности (ТТНП), установленные на присоединениях и связанные через преобразователи ток.выпрямленное напряжение (ПТВН) с блоком выявления поврежденного присоединения (БВПП), выходы которого через элементы ИЛИ связаны с исполнительными органами (ИО)Основным недостатком данного устройства является то, что при появлении на выходе трансформатора напряжения ложного сигнала нулевой последовательности, например, по причине перегорания предохранителей устройст-. во отключает все защищаемые присоединения.ЗОКроме того, устройство не в состоянии Фиксировать кратковременные (преходящие) замыкания на землю.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для защиты от однофазного 35 замыкания, содержащее установленные на каждом присоединении ТТНП, ПТВН, запоминающие ячейки с размыкающими ключами, генератор уменьшающегося напряжения, последовательно соединенные реагирующие элементы и тиристоры, ТННП, к выходу которого подключен пусковой орган, соединенный своим выходом с входом элемента ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА 2 345Это устройство достаточно надежно определяет поврежденное присоединение. Однако оно при кратковременных случайных замыканиях на землю, а также при действии кратковременных помех может сработать, что вызывает неоправданные отключения потребителей, ухудшая их электроснабжение.Целью изобретения является повышение надежности электроснабжения путем исключения ложных отключений,Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты, со-,7 3держащее установленные на каждом присоединении последовательно соединенные трансформатор тока ну.,евой последовательности, преобразователь ток - выпрямленное напряжение и запоминающую ячейку с размыкающим ключом, блок выявления поврежденного присоединения, выполненный в виде генератора уменьшающегося напряжения с замыкающим и размыкающим ключами, последовательно соединенных реагирующих элементов и тиристоров и подключенный своими входами к . выходам запоминающих ячеек и к выходу основного элемента ЗАДЕРЖКА СИГНА" ЛА, вход которого подключен к выходу пускового органа, подсоединенного своим входом к трансформатору напряжения нулевой последовательнос.ти, исполнительный орган, связанный с соответствующим выходом блока выявления псврежденного присоединения, снабжено по числу защищаемых присоединений пороговыми элементами, входы которых через вновь введенные замыкающие .ключи подсоединены к выходам преобразователей ток - выпрям- ленноЕ напряжение, а выходы - к г рвым входам вновь введенных элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами вновь введенных элементов ЗАПРЕТ, к управляющим входам которых подключены выходы вновь введенных вспомогательных элементов ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА, соединенных также и с управляющими входами замыкающих ключей, при этом входы вспомогательных элементов ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА и элементов ЗАПРЕТ подключены к соответствующим выходам блока выявления поврежденного присоединения.На Фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства; на Фнг,2 - модиФчкация блока выявления поврежденного присоединения.Устройство для защиты от замыкания на землю содержит ТННП 1, к вторичной обмотке которого подключен ПО 2 с ОВВ 3, ТТНП 4,5, установленные на присоединениях б,7 и подключенные своимн выходами к ПТВН 8,9, БВПП 10, подключенный своими основными входами к запоминающим ячейкам (ЗЯ) 11, 12, а вспомогательными - к выходу ОАА 3, пороговые элементы (ПЭ) 13, 14, входы которых подсоединены к элементам сглаживания выпрямленного напряжения (ЭСВН 15, 16, замыкающие 17, 18 и размыкающне 19,1129687 4под влиянием которого ключ 37 замы-кается, а ключ 38 размыкается. В ре"зультате этого напряжение на выходегенератора уменьшающегося напряженияначинает уменьшаться, на анод-катодах тиристоров, напротив, увеличи"ваться,е- При достижении этим напряжением с уровня напряжения на одном из запо.10 минающих элементов 11, 12 черезуправляющий электрод соответствующель го тиристора 31 (32) начинает течьток, и один из тиристоров включается.При замыкании на присоединении 6первым включается тиристор 31 и срабатывает РЭ 29, так как через поврежденпое присоединение, как правило, проходит полный, наибольшийток однофазного замыкания на землю. 320 ключи, ИО 21, 22, соединенныечерез элементы ИЛИ 23, 24 с ПЭ 13,14 и элементами ЗАПРЕТ 25, 26, элементы ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА 27, 28..БВПП 10 состоит из реагирующихэлементов (РЭ) 29, 30 - реле тока,тиристоров 31, 32, общего на всеприсоединения генератора уменьшающгося напряжения (на ИС-элементах)замыкающим 33 и размыкающим 34 ключами. ЗЯ 11, 12 и ЭСВН 15, 16 выполнены на конденсаторах с параллено подключенными к ним резисторамиПостоянная времени. разряда КС-цепиЗЯ 11, 12 выбирается много большедлительности импульсов переходныхтоков,ЗЯ 11, 12 служат для фиксации(запоминания) бросков переходных тков, а ЭСВН 15, 16 - для сглаживания (но не для запоминания) значения выпрямленного напряжения.БВПП 10 (фиг,2) включает в себяРЭ 29, 30 с контактами 35, 36, транзисторы 37, 38, индивидуальные, генеРаторы уменьшающегося напряжения(на РС-элементах) - замыкающими39, 40 и размыкающим 41 ключами,элементы ПАМЯТЬ на реле 42, 43 с замыкающими контактами 44, 45 и замыкающими ключами 46, 47, элементыИЛИ 48 и ЗАПРЕТ 49,1Устройство работает следующим образом,При отсутствии в сети однофазного 35замыкания на землю ПО 2, ОВВ 3,ПЭ 13, 14, ИО 21, 22, элементы ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА 27, 28 и РЭ 29, 30находятся в исходном состоянии.Ключи 17, 18 и 33 разомкнуты, а 40ключи 19, 20 и 34 замкнуты.Конденсатор генератора уменьшающегося напряжения заряжен до напряжения источника питания Оп, Напряжение анодов тиристоров 29 и 30 отно сительно катодов равно приблизительнонулю.При возникновении в сети однофазного замыкания на землю например,на присоединении 6, срабатывает ПО 502 и приходит в действие ОВВ 3. Конденсаторы ЗЯ 11, 12 начинают заряжаться от напряжений, пропорциональных токам нулевой последовательности.Спустя заданную выдержку времени, 55достаточную для заряда конденсаторовЗЯ 11, 12 до амплитудных значений,на выходе ОВВ 3 появляется сигнал,После включения тиристора 31 напряжение на выходе генератора становится близким к 0, поскольку РЗ 29, 30 приняты токовыми, т.е. с малым входным сопротивлением. Это приводит к прекращению протекания тока через управляющие электроды,тиристоров, установленных в каналах защиты неповрежденных присоединений.При срабатывании РЭ 29 приходит в действие ИО 21, контакты которого установлены в цепи отключения выключателя присоединения 6. Одновременно с этим запускается элемент 27 и размыкается ключ 19, при помощи которого ЗЯ 11 отключается от ПТВН 8.Спустя заданную вьдержку времени, большую времени действия помех, но меньшую времени срабатывания привода выключателя, элемент ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА 27 срабатывает и подает сигнал на управляющий вход элемента ЗАПРЕТ 25, что приводит к замыканию ключа 17 и к исчезновению сигнала на верхнем входе элемента ИЛИ 23.При наличии устойчивого замыкания на присоединении 6 срабатывает ПЭ 13, имеющий чувствительность по току, не меньшую, чем БВПП 10. В результате на нижнем входе элемента ИЛИ 23 появляется сигнал, который присутствует до момента ликвидации однофаэного замыкания на землю и исчезновения напряжения нулевой последовательности, т.е. до возврата ПО 2 в исходное состояние.При возврате ПО 2 схема устройства автоматически возвращается в исходное состояние. Аналогично устройствоработает.при заиыкании на присоединении 7.По сравнению с известным предложенное устройство имеет следующие преимущества. 5Исключается возможность одновременного отключения всех присоединений подстанции в случае неисправности трансформатора напряжения нулевой последовательности, блока выявления поврежденногоприсоединенияи т.д,Это достигается введением пороговых элементов .13, 14, устанавливаемых на каждом присоединении и включаемых в работу с заданной выдержкойвремени после срабатывания элементов29, 30, реагирующих на броски переходных токов. Устройство способнореагировать как на переходные токи 20однофазного замыкания на землю, таки на установившиеся. Реагированиена переходные токи позволяет осуществлять сигнализацию и контрольза состоянием изоляции электроуста зновок относительно земли, что имеетважное, значение в деле предупрежде-,ния аварий; применять устройство в сетях с компенсированной нейтралью.Реагирование на установившиеся токи дает возможность исключить излишние, отключения присоединений при кратковременных, преходящих и случайных замыканиях на землю, а также при действии кратковременных помех, При этом сигналы помех по своей величине могут быть сколь; угодно большими, но их длительность не должна превышать заданное время задержки сигнала элементов 27, 28.Введение, в устройство пороговых элементов, подключенных к преобразователям ток - выпрямленное напряжение через ключи, управляющие входы которых подсоединены к выходам реагирующих элементов, а также элементов ЗАПРЕТ, ЗАДЕРЖКА СИГНАЛА (по числу защищаемых присоединений) позволяет на базе простых элементов создать надежную и селективную защиту от замыкания на землю, использование которой способствует надежности электроснабжения и безопасности обслуживания электроустановки,1129 б 87 Составитель Л, ВаськовТехред Л,Коцюбняк Корректор О.Бил едактор Н.Швыдкая По писное Заказ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Прсектна 61/43 Ти ВНИИПИ 1 осу ло делам 113035, Москвааж 613 дарственного комитета СССРизобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/5