Устройство для защиты распределительных сетей от замыкания на землю

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 01) А 5 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московско-Курское отделениеМосковской железной дороги(56) 1, Грубер Л.О. и др. Электричекие станции и тяговые подстанции,М., "Транспорт", 1964, с, 423, 314315, рис. 9-5, 9-6,2. Авторское свидетельство СССРВ 264516, кл. Н 02 Н 7/22, 1970.(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ,. содержащее наружныйконтур заземления, внутренний контур заземления, первую и вторую выводные шины, первое и второе релетока, контакты которых введены в Н 02 Н 3/16; Н 02 Н 7/ цепь питания исполнительного органа,ри этом внутренний контур заземления. соединен через первое и второереле тока и выводные шины с внешнимконтуром заземления, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повьнпения селективности и чувствительности устройства, внутренний контурзаземления выполнен разомкнутым,при этом во внешний контур затеяления последовательно годключен отрезок шины, усиленный по сечению, кпервому концу которого через первуювыводную шину и первое реле токаподключен первый вывод внутреннегоконтура заземления, второй вывод которого через второе реле тока и вторую выводную шину подключен к второму концу отрезка шины, усиленногопо сечению,1г. устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с ятем, что, с целью обеспечения защиты в сети с бронированными кабельными фидерами, в не го дополнительно введены третья и четвертая выводные шины, третье и четвертое реле тока, контакты которых введены в цепь питания исполнительного органа, и дополнительный второй внутренний крнтур заземления, при этом к первому концу отрезка шины, усиленного по сечению, через третью выводную шину и третье реле тока 138875подключен первь.й вывод дополнительного второго внутреннего контура заземления, второй вывод котсрого через четвертое реле тока и четвертую выводную шину подсоединен к второму концу отрезка шины, усиленного по сечению, который расположен в месте соприкосновения бронированных кабельных фидеров с грунтом, причем перемычки заземления бронированных кабельных фидеров подключены к допол- . нительному второму внутреннему контуру заземления.Изобретение относится к электротехнике, в частности к области электрифицированного железнодорожноготранспорта, и может быть использовано.в различных электроустановках, расположенных в зонах протекания блуждающихтоков различного происхождения,Известно устройство для защитыэлектроустановок с оперативным источником постоянного тока для вторичных 1 Оцепей, содержащее внутренний и на",ружный заземляющие контуры и установлены в рассечках соединений междууказанными контурами реле тока, свя"занные с исполнительными органами 1. 15Недостатками этого устройства являются низкая чувствительность к то:кам повреждений защищаеяых электро-,установок и неселективность, приводящая к ложным отключениям электро- .20установок при протекании по контурамих заземления блуждающих постоянныхи переменных токов.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является 25устройство для защиты от замыканийча землю в распределительных сетяхпостоянного тока, содержащее оперативный источнИк постоянного тока длявторичных цепей, предохранители, ЗОвнутренний и наружньп, заземляющиеконтуры и подключенные в рассечках.между указанными контурами поляризованные репе тока, связанные с исполнительными оРганами 2. З 5Недостатками известного устройстваявляются пониженная надежность чувствительной ступени защиты из-за после.1 довательного включения контактов поляризованных реле тока, неселективность ее по отношению к блуждающимтокам из-за малого входного сопротивления внутреннего контура заземления, а также соединений, шунтирующих.реле тока в электроустановках с кабельными выводами высоковольтныхфидеров. Цель изобретения - повьппение селективности и чувствительности уст" ройства,Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты распределительных сетей от замыкания на землю, содержащее наружный контур заземления, внутренний контур заземления, первую и вторую выводные шины, первое и второе реле тока, контакты которых введены в цепь питанияисполнительного органа, при этомвнутренний контур заземления соединен через первое и второе реле тока и выводнЬ 1 е шины с внешним контуром заземления, внутренний контур эаземления выполнен разомкнутым, при этом во внешний контур заземления последовательно подключается отрезок шины, усиленный по сечению, к первому концу которого через первую выводную шину и первое реле тока подключен первый вывод внутреннего контура заземления, второй вывод которого че- рез второЕ реле тока и вторую выводную шину подсоединен к второму концу отрезка шины, усиленного по сече- ниюеПри этом с целью обеспечениязащиты в электроустановках с бронированными кабельными фидерами, дополнительно введены третья и четвертаявыводные шины, третье и четвертоереле тока, контакты которых введеныв цепь питания исполнительного органа, и дополнительный второй внутренний контур заземления, при этом кпервому концу отрезка шины, усилен Оного по сечению, через третью выводную шину и третье реле тока подключен первый вывод дополнительноговторого внутреннего контура заземления, второй вывод которого через 15четвертое реле тока и четвертую выводную шину подсоединен к второмуконцу отрезка шины, усиленного посечению, который расположен в местесоприкосновения бронированных кабель Оных фидеров с грунтомпричем перемычки заземления бронированных ка.бельных фидеров подключаются к дополнительному второму внутреннему контуру заземления. 25На фиг. 1 и 2 приведены принципиальные схемы устройства для электроустановок с воздушнымии кабельнымивыводами высоковольтных питающихфидеров соответственно, 30Для установок с воздушными фиде,рами (фиг. 1) устройство содержитнаружный контур 1 заземления, первьдвнутренний контур 2 заземления, первую 3 и вторую 4 выводные шины,отрезок шины 5, усиленный по сечению,первое 6 и второе 7 реле тока, исполнительный орган 8 с источником питания, электроустановку 9, электрооборудование 10 и высоковольтные распре-,4 Оделительные шины 11 с воздушными фидерами (не показаны),На кратчайшем по периметру участке между местами установки первого. 6 и второго 7 реле тока внутреннийконтур 2 заземления содержит разрыв.Таким образом, на участке между местами установки реле 6 и 7 тока внутренний контур 2 заземления выполненв виде протяженного разомкнутогомногоугольника, длина которого попериметру во много раз превьппаетограниченную длину отрезка шины 5,усиленного по сечению.Для установок с кабельными фи дерами (фиг. 2) устройство дополнительно содержит бронированные силовые кабели 12, дополнительный второй внутренний контур 13 заземления, перемычки 14 заземления бронированных кабельных фидеров на дополнительный внутренний контур заземления, третью 15 и четвертую 16 выводные шины, третье 17 и четвертое 18 реле тока, выходные контакты которых также подключены к исполнительному органу,Выводными шинами 15 и 16 с реле тока 17 и 18 в их рассечках концы дополнительного внутреннего контура 13 присоединены к отрезку шины 5 наружного контура заземления в точкахА и В совместно с выводными шинами3 и 4. На участке между местами установки реле 17 и 18 тока внутреннийконтур 13 заземления выполнен в видеразомкнутого многоугольника, длина которого по периметру во много раз превышает ограниченную длину отрезка шины 5 между точками подключения к наружному контуру заземления.Устройство по первому варианту работает следующим образом,При перекрытии изоляции, например, высоковольтных распределительныхшин 11 или другого заземленного навнутренний контур 2 заземления электрооборудования 10 ,. протекая черезпервое 6 и второе 7 реле, вызываетих срабатывание и правильное отклю 1чение электроустановки по цепям исполнительного органа 8,Неселективное срабатывание устройства и ложное отключение электроустановки вызывает составляющая блуждающего токапри условии, что г превышает ток уставки д первого 6 илн второго 7 реле по величине. Величи" . на тока г определяется разностью потенциалов й 11 =М - 8 между точками подключения внутреннего контура 2 заземления к нар;жному контуру 1 и отношением сопротивления К отрезка шины 5 длиной1к входному сопротивлению К 2 внутреннего контура заземления длйной Йг.Чем меньше разность потенциалов ЬУ= Ю - Чв и отношение сопротивле. - ний К;1 к, К 2, тем меньше составляющая токаг и вероятность ложного отключения электроустановки.Качество защищенности внутреннего контура. заземления от помех оценивают коэффициентом растекания блуждающего, тока КгЗадавшись ожидаемой величиной блуждающего тока , коэффициентом3 1138 надежности К и желаемой чувствительМностью защиты, т. е. током уставки реле 6 и 7= К 1.2, определяют требуемый коэффициент растекания блуждающего тока К. Далее по коэффициенту К и известному значению входного сопротивления Е 2 внутрен.него контура заземления, которое регламентировано длиной Р , сечением 82 и материалом его шин, опреде ляют К, а по нему длину 2 и сечение Я, отрезка шины 5 наружного контура заземления, к которому надлежит подключить выводные шины внутреннего контура заземления, В условиях 15 существующих электроустановок уменьшив практически до 2-3 м длину Р отрезка шины 5 и увеличив его сечение в 2-3 раза по отношению к сечению шин внутреннего контура заземления, 20 создав разрыв на кратчайшем по периметру участке внутреннего контура заземления между местами установки реле тока, а в отдельных случаях увеличив длину Р внутреннего конту2ра за счет выводов 3 и 4 ограничиЭвают ток 2 до величин, недостаточных для неселективного срабатывания реле 6 и 7.Устройство по второму варианту работает следующим образом.При перекрытии изоляции оборудования, заземленного на внутренний контур 2, ток , вызывает правильное тклчение электроустановки как и в первом варианте. При пробое изоляции бронированных кабелей 12 ток вызывает срабатывание третьего 17 или четвертого 18 реле тока, что приводит к правильному отключению электроустановки по цепям исполнительногооргана 8.Неселективное срабатывание устрой-. ства и ложное, отключение электроустановки вызывают составляющие 2 и ,1 блуждающего тока при условии, что превышает ток уставкипервого иливторого реле 6 и 7 тока, а- токуставки 2 третьего 17 или четвертого 18 реле тока. Величина токаопределяетСя разностью потенциаловЬБ = М - Ч между точками подключения первого 2 и дополнительного 13внутренних контуров заземления к наружному контуру 1 и отношением сопротивления К отрезка шины 5 ограниченной длиной Р к входному сопротивлению Е 2 внутреннего контура 2 длиной Р 2 и к входному сопротивлению ЕзМРЕревнутреннего контура 13 длиной 2 з.Уменьшением до 2-3 м длины Р отрезка шины 5 и увеличением его сеченияпо отношению к сечению шин внутренних контуров 2 и 13 заземления, созданием разрыва на кратчайшем по периметру участке внутренних контуровзаземления между местами установкиреле тока, а в отдельных случаяхи увеличением длины Х и Р внутрен 2 3них контуров за счет выводящих шин3, 4 и 15, 16 ограничивают токи 12идо величин, недостаточных длянеселективного срабатывания реле 6, 7и 17, 18 тока. По этим же причинамтоки ,си с, циркулирующие по контуру 13 и оболочкам кабелей 12 засчет разности потенциалов М, - си - 8 , также недостаточны длятого, чтобы вызвать.неселективныесрабатывания реле 6, 7 и 17, 18 тока,Одновременно с повышением селективности появляется возможность повыситьчувствительность устройства в 2050 раз,Экономическая эффективность использования изобретения складываетоя изэкономии затрат на незапланированныеперебои питания потребителей и повторные включения электроустановок в работу после их ложных отключений, а также затрат на восстановление термических повреждений аппаратуры.1138875 Составитель Н. ЧутчеРедактор И. Николайчук Техред И,Асталош О, Луговая орре Подписно 4/5 Патент" гУжгород,или оектная каз 10700/41 ВНИИПИ Г по дел 113035, МосТираж 620осударственного комитета СССам изобретений и открытийква, Ж, Раушская наб., д