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

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 26,02.81 (21) 3254154/24-07с присоединением заявки М 1 М. Кп,Н 04 Н 3/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 23.09.82(72) Авторы изобретения А,В,Богдан, В.В.Калмыков, Ю.А.Леньков и Ю.В.ШетаВПавлодарский индустриальный институт МВ и ССО Казахской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ 20 25 Изобретение относится к устройствам. релейной защиты, используемымпреимущественно для защиты от замы-,каний на земпю в сетях с изолированной нейтралью.5Известны устройства направлениямощности нулевой последовательностидля зациты от замыканий на землю всетях с изолированной нейтралью (,1).Суцественным недостатком этогоустройства является то, что формирователи прямоугольных импульсов какв канале напряжения, так и в каналетока формируют импульсы одинаковойдлительности (длительность прямоугольного импульса равна половине перио да). В связи с,этим, как при замыкании в зоне действия защиты, так ипри замыкании вне эоны действия,суцествует область совпадения импульсов одинаковой полярности, чтоне позволяет выполнить защиту селективной.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство, содержацее усилителиограничители, элементы И, сумматор,и исполнительный орган 2.Область совпадения импульсоводинаковой полярности зависит от 30 вида замыкания - дугового или металлического. Осциллограммы, снятыепри металлических и дуговых замыка"ниях на землю в сети с изолированной нейтралью, показали, что областьсовпадения импульсов одинаковойполярности колеблется от нуля до90 электрических градусов. Это связано с особенностями трансформатора тока нулевой последовательности,который изменяет фазу вторичноготока в зависимости от величины первичного тока. Все это приводит кнеобходимости отстройки существующихзащит от совпадения импульсов одина"ковой полярности при замыкании внезоны действия защиты. Отстройка защиты с помощью замера относительнойдлительности совпадения сигналов вустройстве не дает воэможности выполнить ее селективной, потому чтовремя совпадения импульсов одинаковой полярности как при замыкании взоне действия зациты, так и при замыкании вне зоны действия защитыоказывается близким, а в некоторыхслучаях и равным. Целью изобретения является повыщение надежности функционированияНа Фиг. 1 представлена блок-схема устройства защиты; на Фиг. 2 - диаграммы, поясняющие принцип работы устройства; на Фиг. 3 в принципиальная схема эащйты.Устройство содержит интегрирующий усилитель 1, формирователь 2 коротких импульсов, усилители-ограничители 3 и 4 соответственно тока и напряжения нулевой последовательности элементы И 5 и б,. сумматор 7, расширитель 8 импульсов и исполнительный орган 9. Элементы И 5, б и сумматор 7 образуют блок 10 сравнения импульсов одинаковой полярности.Интегрирующий усилитель 1 предназначен для усиления поступающего 40 45 на его вход сигнала от трансформатора тока нулевой последовательностии для отстройки от высших гармониктока замыкания. К выходУ интегрирующего усилителя 1 подключен усилительогранцчитель 3, который формируетпрямоугольные импульсы длительностью половины периода промышленной частоты. Формирователь коротких импульсов2 входными зажимами подключен кфильтру напряжения нулевой последовательности, а выходными к усилителю ограничителю 4 Формирующему прямоугольные импульсы малой длительности. Импульсы положительной полярности,через элемент И 5, а импульсы отрицательной полярности через элемент И 6 поступают на вход сумматора 7. К выходным зажимам сумматора7 подключен расширитель импульсов 8, 65 путем обеспечения селективности защиты при дуговых замыканиях на землю.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем усилитель-ограничитель тока нулевой последовательности, усилитель-ограничитель напряжения нулевой последовательности, положительные выходы которых через первый элемент И под .соединены к первому входу сумматора, к второму входу которого через вто рой элемент И подключены отрицательныевыходы упомянутых усилителей, Фильтр. тока нулевой последователь,ности, фильтр напряжения нулевой ,последовательности, исполнительный ,15 орган, введены интегрирующий усилитель переменного тока, включенный между выходом Фильтра тока нулевой последовательности и входом усилителя-ограничителя тока нулевой последовательности, Формирователь корот" ких импульсов, включенный между выходом фильтра напряжения нулевой последовательности и входом усилителя-ограничителя напряжения нулевой последовательности, расширитель импульсов, подсоединенный между выходом сумматора и входом исполнительного органа. 1 к выходу которого подключен исполнительный орган 9.Устройство работает следующим образом.При возникновении замыкания наземлю на выходе усилителя ограничителя 3 появляются прямоугольные им-.пульсы И длительностью, равнойполовине периода промьыленной частоты, а на выходе усилителя-ограничителя 4 прямоугольные импульсы Омалой длительности (фиг.2),Если принять за базу положение импульсов на выходе ограничителя 3при металлическом замыкании, то придуговом замыкании эти импульсы сдвигаются на угол у, . Однако как приметаллическом, так и при дуговомзамыкании на землю имеется область(Ф), в которой знак импульсов навыходе усилителя-ограничителя 3сохраняетсяНастройка устройства .осуществля-ется таким образом, чтобы импульсы,на выходе усилителя-ограничителя 3В области 9 при эамнкании в зонедействия защиты, как металлическом,так и дуговом (фиг,2,а) и были противоположного знака при замыканияхвне эоны действия (фиг.2,Ю).При замыкании в зоне действиязащиты импульсы одинаковой полярности усилителей-ограничителей 3 и 4,через элементы И 5 и б поступаютна вход сумматора 7. На выходе сумматора 7 появляются импульсы Уз положительной пОлярности. ИмпульсыПз с помощью расширителя импульсов8 превращаются в сплошной прямоуголь.ный импульс положительной полярности 04, под действием которого происходит срабатывание исполнитепьногооргана 9 (фиг.2,а).При замыкании вне зоны действиязащиты на выходе усилителей-ограничителей 3 и 4 появляются прямоугольные импульсы, соответственно 0 и0, которые имеют разные знаки .(фиг.2,д ). Поэтому импульсы на выходе сумматора 11 отсутствуют и исполнительный орган не срабатывает.Достоинством предлагаемого устройства для защиты от замыканий наземлю в сети с изолированной нейтралью является то, что при сохранении всех положительных свойств известного устройства, оно лишено присущих ему недостатков, а именно -.Селективно работает при замыканияхвнутри зоны действия защиты какметаллических, так и дуговых и не.срабатывает при замыкании вне эоныдействия защиты.Технико-экономическая эффективность предложенного устройства, обесч печивающего селективность при замыкании внутри зоны действия и призамыкании вне эоны действия защиты, состоит в уменьшении времени простое электрооборудования эа счет ликвидации неправильного действия защиты при зааюкании вне эоны действия.форщрла изобретенияУстройство для защиты от замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью, содержащее усилитель-ограничитель тока нулевой последовательности, усилитель-ограничитель напряжения нулевой последовательности, положительные выходы которых через первый элемент И подсоединены к первому входу сумматора,к второму входу которого через второй элемент И подключены отрицательные выходы упомянутых усилителей, фильтр тока нулевой последовательности, фильтр напряжения нулевой последовательности, исполнительный орган, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности функцио-. нирования путем обеспечения селективности защиты при дуговых замыканиях на землю введены. интегрирующий усилитель переменного тока, включенный между выходом фильтра тока нулевой последовательности н входом усилителя-ограничителя тока нулевой последовательности, формирователь ко ротких импульсов, включенный между выходом фильтра напряжения нулевой 10 последовательности и входом усилите-ля-ограничителя напряжения нулевой последовательности, расширитель импульсов, подсоединенный между выходом сумматора и входом исполни тельного органа.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе.1. Авторское свидетельство СССР 2 О В 690585, кл. Н 02 Н 3/16, 1976.2. Нудельман Г.С. Органы сравне, ния фаэ с замером относительной длительности совпадения двух вели" чин- фЭлектромеханикаф,Известия ВУЗов, 1980, 1 9, с. 941-947.