Устройство для определения режима работы электрической сети с изолированной или компенсированной нейтралью
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9134 19) Ш 4 Н 02 Н 3/1 лл л м 4 Е ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСКОМ режимов сети, Выходы блоков определения и индикации 9, 10, 11, 12 соединены соответственно со счетчикамичисла состояний 16,17, 18, 19, которыефиксируют появление соответствующих режимов работы электрической сети, Напряжение нейтрали сети привозникновении однофазного замыканияна землю любой длительности и приразличных видах неполнофазных режимов становится равным фазному или покрайней мере превышает 0,3 П. Блоксложения 13 суммирует данные счет-.чиков числа состояний 16 и 18, Полученная сумма вычитается блоком вычитания 14 из данных счетчика числасостояний числа сос кратковре а зе з ных 0,5 с.е поПредлож зволяет е техническое реш ысить достовернос состоянии электри ин- кой рма ти, 7 и минеи защиты ойткьютики, теимехониюи иучета зпеяпричеенойэнергии Фиа. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(21) 3899894/24-07 (22) 28.05.85 (46) 23 06.87. Бюл. У 23 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) А.М. Ершов, О.А. Петров и С.М, Литвинов (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У 589659, кл. Н 02 Н 3/16, 1976.Авторское свидетельство СССР Ф 1023494, кл. Н 02 Н 3/16, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ ИЛИ КОМПЕНСИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ (57) Изобретение относится к электро- технике и предназначено для определения состояния электрической сети, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем выявления и индикации кратковременных однофазных замыканий на землю, быстропротекающих неполнофазных режимов и определения числа ненормальных3 мапричестя сеть 6, 10,35 н 6 15, Окончательно счетчик ояний 20 фиксирует сумму енных однофаэных замыканий быстропротекающих неполноимов длительностью до131 9134 1Изобретение относится к электротехнике, в частности к области электрических сетей, и может быть использовано для определения состояний:электрической сети с изолированнойили компенсированной нейтралью.Целью изобретения является расши-рение функциональных воэможностейпутем выявления и индикации кратвовременных однофаэных замыканий наземлю, быстропротекающих неполнофазных,рея 1 имов и определения числаненормальных режимов сети.На Фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, на фиг. 2блокопределения и индикации понижения напряжения на фазе; на Фиг,Зблок определения и индикации повышения напряжения нейтрали; на фиг.47 - блоки определения и индикацииразличных состояний электрическойсети,К электрической сети 1 с изолированной или компенсированной нейтралью подключается первичная обмоткатрансформатора 2 напряжения, к вторичной обмотке которого, соединенной по схеме "звезда с нулем", черезпредохранители 3 подключены три входа блока 4 определения и индикациипонижения напряжения на Фазе, а квторичной обмотке, соединенной посхеме "открытого треугольника",вход блОка 5 определения и индикации повышения напряжения нейтрали,вход первого блока 6 времени соединен с неинверсным выходом блока 4,а вход второго блока 7 времени - снеинверсным выходом блока 5, двавхода блока 8 определения и индикациинормального режима сети соединены соответственно с инверсными выходамиблоков 4 и 5, два входа блока 9 определения и индикации длительного неполнофазного режима сети соединенысоответственно с инверсным выходомблока 4 и неинверсным выходом блока 5, а третий вход - с выходомвторого блока 7 времени, два входаблока 10 определения и индикации обрыва Фазы в цепях вторичной обмоткитрансформатора 2 напряжения, соединенной по схеме "звезда с нулем",соединены соответственно с неинверсным выходом блока 4 и инверсным выходом блока 5, а третий выход -с первым выходом первого блока 6 времени. Первые два входа блоков 11и 12 определения и индикации длитель 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ных однофазных замыканий на землюразличной продолжительности соединены соответственно с неинверснымивыходами блоков 4 и 5, а третьи входы - соответственно с первым и вторым выходами первого блока 6 времени,блок 13 сложения последовательно соединен с блоком 14 вычитания, первыйсчетчик 15 числа состояний соединенс неинверсным выходом блока 5, а выход - с вторым входом блока 14,вхо-,ды счетчиков 16-20 числа состоянийсоединены соответственно с выходамиблоков 9-14, а выходы счетчиков 16и 18. - соответственно с двумя входами блока 13 сложения.К трем входам блока 4 (фиг,2)подключены соответственно три преобразователя 21-23 переменного напряженияв логический сигнал, инверсные выходы преобразователей 21-23 соединены соответственно с первыми входамитрех логических элементов И 24-26и с тремя входами логического элемента ИЛИ 27, а неинверсные выходыпреобразователей 21-23 - с вторымии третьими входами логических элементов И отстающей и опережающей Фаз,выходы логических элементов И 24-26соединены соответственно с входамиэлементов 28-30 индикации, а неинверсный и инверсный выходы логического элемента ИЛИ 27 подключены кдвум выходам блока 4 определения ииндикации понижения напряжения нафазеБлок 5 (Фиг.З) состоит из последовательно соединенных преобразователя 31 переменного напряжения влогический сигнал и элемента 32 индикации, вход преобразователя 31подключен к входу блока 5, а неинверсный и инверсный выходы 33 - соответственно к двум выходам блока 5.Блоки 8-12 определения и индикацииразличных состояний электрической сети (Фиг. 4-7) состоят из последовательно соединенных пар - логического. элемента И и элемента индикации - .соответственно 33 и 34, 35 и 36, 37и 38, 39, 40 и 41, 42,Устройство устанавливается на любой подстанции системы электроснабжения с изолированной или компенсированной нейтралью напряжением 6, 10,35 кВ, Само устройство подключаетсяк вторичным обмоткам трехфазноготрансформатора (или группы из треходнофазных трансформаторов), первич 131913ная обмотка которого подключена между фазами указанной сети и землей. Для защиты трансформатора напряжения на первичной и вторичной сторонах установлены предохранители. Устройство контролирует величины напряжений фаз сети относительно земли Бд, Б , Н и напряжение нейтрали Н и в зависимости от изменения их величин определяет состояние электрической 10 сети и трансформатора напряжения.Напряжения фаз сети относительно земли Б, Б 8, Ос подаются на входы преобразователей 21-23 переменного напряжения в логический сигнал с 15 уставкой по напряжению 0,05-0,2 Н Если входные сигналы меньше напряжения уставки, то их выходные сигналы Р на инверсных выходах равны логическому "0", а при превышении уставки - логической "1". Выбранные уставки обеспечивают изменение выходного сигнала одного из преобразователей 21-23 только при возникновении в электрической сети однофазного за мыкания на землю или исчезновении напряжения на одной из фаз сети (при перегорании предохранителя в цепях вторичной обмотки трансформатора напряжения, соединенной по схеме "звезда с нулем" ), Сигналы Г с инверсных выходов преобразователей 21-23 подаются соответственно на входы логических элементов И 24-26 и на входы логического элемента ИЛИ 27, а сигналы Р с неинверсных выходов - на логические элементы И отстающей и опережающей Фаз, Такая схема соединений в нормальном режиме электрической сети обеспечивает запрет логических 40 элементов И от преобразователей одноименных Фаз, а при возникновении однофазного замыкания на землю илиобрыве Фазы во вторичных цепях трансформатора напряжения - разрешение для 45 логического элемента И поврежденной Фазы и подтверждение запрета для логических элементов и здоровых фаз. В нормальном режиме сети сигнал Е на неинверсном выходе логического эле р мента ИЛИ 27 равен логическому "0", а при исчезновении напряжения на фазе - логической "1". Для индикации повреждений Фазы служат элементы 28-30 индикации. 55Напряжение нейтрали Б подается на вход преобразователя 31 переменного напряжения в логический сигнал с уставкой по напряжению 0,3 Уф. Ес 34 4ли входное напряжение преобразователя меньше напряжения уставки, то его выходной сигнал Я равен логическбму "0", при превышении уставки - логической "1". В нормальном режиме сети, когда Б с 0,3 Б, сигнал Х равен логическому "0" и становится равным логической "1" при однофазном замыкании на землю, а также неполнофазном режиме, когда повышается напряжение нейтрали, Для индикации повышения напряжения нейтрали более 0,3 Н служит элемент 32 индикации.Для формирования сигналов, характеризующих определенные состояния электрической сети, используются блоки 8-12, на входы .которых подаются определенные сочетания логических сигналов Е, Е, И, И.Для выявления нормального режима работы электрической сети используется блок 8 определения и индикации нормального режима, на два входа которого подаются логические сигналы, В нормальном режиме эти сигналы равны логическим "1", следовательно, и выходной сигнал логического элемента И 33 равен логической "1", а элемент 34 индикации индцирует это состояние электрической сети.Неполнофазные режимы электрической сети с изолированной или компенсированной нейтралью возникают вследствие нессиметрии напряжений источника питания, например, при подключении к сети на линейное напряжение мощных однофазных потребителей электроэнергии или при появлении несимметрии проводимостей фаз сети относительно земли (уменьшение емкости одной из фаз сети из-за неодновременности включения фаэ масляных выключателей и разъединителей перегорания предохранителей силовых цепей, обрывов проводов и др.). Особенно важна фиксация быстропротекающих неполнофазных режимов, которые в большинстве случаев не являются аварийными. Однако Фиксация таких режимов позволяет выявлять ненормально функционирующие элементы .электрической сети, например разновременное включение или отключение фаз выключателей, Кроме того,. возникающие неполнофазные режимы сопровождаются перенапряжениями на нейтрали и фазах электрической сети и могут привести к пробою изоляции. Основной особенностью неполнофазного режима является повышение на 131915пряжения нейтрали более 0,3 У , вто время как напряжения Фаз сети относитЕльно земли могут изменятьсяв большую или меньшую сторону отфазного значения. Для выявления такого режима используется блок 9 определения и индикации неполнофазных режимов, На его первые два входа - входы логического элемента И 35 подаютсялогические сигналы 2 и И. Первый логический сигнал Е нормально равен логической "1", а второй Й - логическому "0", При возникновении неполнофаэного режима, когда напряжение нейтрали повышается более О,ЗПф, а напряжения на фазах остаются больше0,05-0,2 У , изменяется только логический сигнал Б, который становитсяравным логической "1", что приводитк появлению логической "1" и на выходе логического элемента И 35 и соответственно к индикации элемента 36.Для исключения ложных срабатыванийблока 9 во время переходных процессов в электрической сети при изменении ее режимов работы и Фиксациидлительных неполнофазных режимов в1устройство введен второй блок 7 времени, который дает запрет по третьему входу логического элемента И 35на определение состояния электрической сети. Выдержка времени должнасоставлять не менее 0,5-1,0 с.Под обрывом фазы в цепи вторичнойобмотки трансформатора 2 напряжения,соединенной по схеме "звезда с нулем", понимается перегорание предохранителей 3 в цепях этой обмотки,в то время как фазные напряжения относительно земли и напряжение нейтрали в самой электрической сети остаются без изменения. Последнее ведет к нарушению функционирования релейной защиты, автоматики, приборовучета электроэнергии, устанавливаемык на подстанциях. Для выявленияэтого режима используется блок 10,на входы которого подаются логические сигналы 2, 8. Для отстройки отпереходных процессов (аналогично бло пку 9) на третий вход логическогоэлемента И 37 подается сигнал Т с1первого блока 7 времени,Для выявления однофазных замыканий на землю различной продолжительности устройство может .содержать несколько блоков, аналогичных блоку 11.Для этого используются первый блок 6времени, имеющий и выходов с различ 34 6ными выдержками времени Т Т и иблоков 11-12, на первые два входа ко-.торых подаются сигналы 2 и М. На третьи входы блоков 11-12 подаются сигналы Фиксации (запрета) ТТ, Блок11 начинает фиксировать однофазныезамыкания на землю после истечениявыдержки времени Т=0,5 с, т,е. длительностью более 0,5 с. Промежуточные блоки фиксируют однофазные замыкания на землю длительностью более5, 60 с и т.д. Последний блок 12 начинает фиксировать замыкания послеистечения выдержки времени Т =2 ч,Такое построение структурной схемыпозволяет накапливать статистическиеданные об однофазных замыканиях наземлю различной длительности. Числоблоков 11-12 определяется программойстатистического обследования работыэлектрической сети,Дополнительное введение блока 7времени при наличии такой же выдержки в блоке 6 времени необходимо, таккак действие этих блоков определяется разными сигналами Е и И, Еслисигнал И изменяется сразу при повышении напряжения нейтрали, то сигналЕ при понижении напряжения на какойлибо из фаэ изменяется с задержкой0,751 период промышленной частоты(последнее вызвано особенностямипреобразования синусоидального напряжения в логический сигнал).Блоки 6 и 7 времени рдботаюч следующим образом.Нормально на выходе этих блоковсигнал равен логическому "0",При появлении на входе блоков логической "1" блоки запускаются иих выходной сигнал становится равнымлогической "1" через заданную выдержку времени. Появление на входах блоков времени логического "0" сразувызывает появление на их выходах также логического "0", Благодаря этомуосуществляется отстройка от переходных процессов.Выходы блоков 9-12 определенияи индикации соединены соответственносо счетчиками 16-19 числа состояний,которые фиксируют появление соответствующих режимов работы электрическойсети. Получаемая информация можетбыть использована для анализа состояния электрической сети с целью повышения ее надежности,Напряжение нейтрали электрическойсети практически сразу становится134 1319 равным фазному (или по крайней мере превышает 0,3 П ) при возникновении однофазного замыкания на землю любой длительности и при различных видах неполнофазных режимов также любой длительности, Блоки 9 и 10 Фиксируют указанные режимы длительностью более 0,5 с. С целью выявления суммы кратковременных однофазных замыканий на землю (длительностью менее 10 0,5 с) и быстропротекающих неполнофазных режимов используются счетчики 15, 16, 18 и 20 числа состояний, блоки 13 и 14 соответственно сложения и вычитания, Предварительно блок 15 13 сложения суммирует данные счетчиков 16 и 18 числа состояний, Полученная сумма вычитается блоком 14 вычитания из данных счетчика 15 числа состояний, который фиксирует все по вышения напряжения нейтрали более 0,3 Пф, Окончательно счетчик числа 20 состояний Фиксирует сумму кратковременных однофазных замыканий на землю и быстропротекающих неполно фазных режимов длительностью до 0,5 с. Выявление указанных двух быстропротекающих режимов в отдельности практически сложно из-за недостаточности информации, ЗОПредлагаемое устройство позволяет повысить достоверность информации о состояниях электрической сети, а так-. же их число. Формула изобретения 35 Устройство для определения режима работы электрической сети с изолированной или компенсированной нейтралью, содержащее трансФорматор на пряжения, подключаемый к контролируемой сети,блок определения и индикации понижения напряжения на фазе, три входа которого подключены к вторичной обмотке трансформатора напря жения, соединенный по схеме "звезда с нулем", блок определения и индикации повышения напряжения нейтрали, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора напряжения, соединенной по схеме "открытого треугольника", а также блок определения и индикации нормального режима сети, блок определения и индикации обрыва Фазы в цепи вторичной обмотки трансформзтора напряжения, соединенной по схеме "звезда с нулем", блок определения и индикации длительного однофазного замыкания на землю и блок времени, причем неиннерсный выход блока определения и индикации понижения напряжения на фазе соединен с первыми входами блоков определения и индикации обрыва фазыдлительного однофазного замыканияна землю, а инверсный выход - с первыми входами блоков определения и индикации нормального и длительного неполнофазного режимов сети, неинверсный выход блока определения и индикации повышения напряжения нейтрали соединены с вторыми входами блоков определения и индикации длительного неполнофазного режима сети идлительного однофазного замыканияна землю, а инверсный выход - с вторыми входами блоков определения ииндикации нормального режима и обрыва фазы, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения Функциональных возможностей путем выявления и индикации кратковременныходнофазных замыканий на землю, быстропротекающих неполнофазных режимов и определения числа ненормальных режимов сети, в него введенывторой блок времени, блок сложения,блок вычитания и счетчики числа состояний, причем вход первого блокавремени соединен с неинверсным выходом блока определения и индикациипонижения напряжения на фазе, а выход - с третьими входами блоков определения и индикации обрыва Фазы идлительного однофазного замыкания,вход второго блока времени соединенс неинверсным выходом блока определения и индикации повышения напряжения нейтрали, а выход - с третьимвходом блока определения и индикации длительных неполнофазных режимов,вход второго счетчика числа состояний соединен с неинверсным выходомблока определения и индикации повышения напряжения нейтрали, а выход -с первым входом блока вычитания, выходы блоков определения и индикациидлительных неполнофазных режимови длительного однофазного замыканияна землю через свои счетчики числасостояний соединены соответственнос двумя входами блока сложения, выход которого соединен с вторым вхо"дом блока вычитания, .выходы блокаопределения и индикации обрыва фазыи блока вычитания соединены с входами своих счетчиков числа состояний, 13191341319134 г.5 Васькоенко оставителехред Н,Глущ Редактор Бутяг лова рект аказ 2520/4 Вписное а б осква,роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектна НИИПИ по д3035,Тираж 618рственного комиобретений и откЖ, Раушская
СмотретьЗаявка
3899894, 28.05.1985
ЧЕЛЯБИНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. ЛЕНИНСКОГО КОМСОМОЛА
ЕРШОВ АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ, ПЕТРОВ ОЛЕГ АЛЕКСАНДРОВИЧ, ЛИТВИНОВ СЕРГЕЙ МИХАЙЛОВИЧ
МПК / Метки
МПК: H02H 3/16
Метки: изолированной, компенсированной, нейтралью, работы, режима, сети, электрической
Опубликовано: 23.06.1987
Код ссылки
<a href="https://patents.su/7-1319134-ustrojjstvo-dlya-opredeleniya-rezhima-raboty-ehlektricheskojj-seti-s-izolirovannojj-ili-kompensirovannojj-nejjtralyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для определения режима работы электрической сети с изолированной или компенсированной нейтралью</a>
Предыдущий патент: Устройство для токовой защиты нагрузки от перегрузки в цепи постоянного тока
Следующий патент: Устройство для замыкания на землю в трехфазной электрической сети с изолированной нейтралью
Случайный патент: 423832