Устройство для защиты от замыкания на землю и контроля изоляции электроустановки переменного тока

Союз Советски нСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ957337(22) Заявлено 20,03.81(21) 3264633/24-07 с присоединением заявки М авфуддретеенны 6 комитат СССР ае делан изобретений и ютврьпяй(23) Приоритет Опубликовано 07.09.82. Бюллетень,тЪ 33 Дата опубликования описания 07.11.82) УСТРОИСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫЗЕМЛЮ И КОНТРОЛЯ.ИЗИИМИПЕРЕМЕНН.ОБО .ГОК первичной обмоткой разделительного трап сформаторв и выходом источника переменного напряжения включены измерительный орган защиты и орган контроля изоляции Х,Недостатками известного устройства являются неудовлетворительная в ряде случаев чувствительность (например, крк контроле сопротивления изоляции электрических машин с газовым охлаждением обмоток статоров, небольших участков кабельных сетей) и большая завкскмость функционирования устройства от изменений уровня выходного напряжения источника, .в также от эксплуатационных отклонений токов срабатывания юмерительного органа защиты к органа контроля юоляции от требуемых значений (вследствие неточности выполнения токов срабатывания, старения элементов и влияния температуры окружающей среды), (Збв недостатка определяются наличием у реального разделительного трансформатора тока намагничивания который как сигнал блокомф 15локкроь, коюченыичной Изобретение относится к релейнойзащите электроустановок переменного тока, работающих с изолированной или компенсированной нейтралью, преимущественно генераторов синхронных компвнсаторов,5электродвигатемй, включенных в блокес трансформатором, или участков электрическкх сетей, не имеющих электркческойсвязи с остальной сетью,По основному авт, св. М 690584известно устройство для защиты от звмыканкя на землю и.контроля изоляцкк электроустановки, содержащее источник переменного напряжения, измерительныйорган защиты с исполнительныморган контроля изоляцик, орган бки, разделительный трансформаторвторичной обмотке которого подклвыпрямитель, а параллельно первобмотке включен конденсатор, фильтр, 20шунтируюший конденсатор в цепи заземления нейтрали защищаемого оборудования, разрядник, включенный параллельношунтируюшему конденсатору, а между рОт ЗАМФЕЯИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКпомехи суммируется с током полезного сигнала, определяемого величиной сопротивления изоляций защищаемого оборудования. Если ток намагничивания соизмерим с током полезного сигнала или превышает его (при больших значениях сопротивления изоляции), колебания тока намагничивания при изменениях выходного напряжения источника определяют колебания суммарного тока в измерительном 1 О органе защиты и в органе контроля изоляции и не позволяют выявлять незначительный ток полезного сигнала; Даже при стабильном выходном напряжении источника возможные в,эксплуатации не значительные загрубления измерительного органа защиты и органа контроля изоляции, которые могут приводить к существенной потере чувствительности устройства по контролируемому параметру (зна чению сопротивления изоляции электроустановки).Уменьшение тока намагничивания разделительного трансформатора традиционными путями (увеличение числа витков 25 обмоток и сечения магнитопровода) приводит к усложнению конструкции трансформатора и увеличению его размеров,Цель изобретения - повышение чув 30ствительности устройства и точностиего работы.Указанная цель достигается тем, чтов устройство введен орган компенсацииостаточного тока намагничивания, имеющий два входа и один выход, причем первый вход органа компенсации включен параллельно выходу источника переменного напряжения, второй вход включен последовательно с первичной обмоткой раз- .40 делительного трансформатора, а на выход органа компенсации включены измерительный орган зашиты и орган контроля изоляции,Кроме того устройство снабжено под 45 ключенным параллельно ,вторичной обмотке разделительного трансформатора конденсатором.При этом указанный орган компенсации может быть выполнен на резисторе и двух промежуточных трансформаторах, 50 причем резистор и первичная обмотка одного из промежуточных трансформато ров соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход органа компенсации, концы первичной обмотки 55 второго промежуточного трансформатора образуют второй вход органа компенсации, вторичные обмотки обоих промежуточных трансформаторов соединенывстречно-поспедоватепьно, а их свободные концы образуют выход органа компенсации.Орган компенсации может быть выполнен на двух резисторах и катушке индуктивности, параллельно которой включен конденсатор, компенсируюший основную гармонику реактивной составляющейтока катушки, причем первый резистор икатушка с параллельно включенными конденсатором соединены последовательно, аих свободные концы образуют первыйвход органа компенсации, концы второгорезистора образуют второй вход органакомпенсации, а точка объединения первого резистора с катунской и точка объединения последовательно соединенных второго резистора с первичной обмоткой разделительного трансформатора образуютвыход органа компенсации,Орган компенсации может быть выполнен на трех резисторах, причем два резистора соединены последовательно, а ихсвободные концы образуют первый входоргана компенсации, концы третьего резистора образуют второй вход органакомпенсации, точка объединения двухпервых резисторов и точка объединенияпоследовательно соединенных третьегорезистора с первичной обМоткой разделительного трансформатора образуют выходоргана компенсации.На фиг. 1 изображена блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг. 2 - 4 -варианты выполнения органа компенсации.Источник 1 переменного напряжения(фиг, 1) через разделительный трансформатор 2 соединен с выпрямителем 3, выпрямленное напряжение которого накладывается на цепи защищаемой электроустановки 4 через нейтраль первичных обмоток трансформатора 5 напряжения, Шунтируюший конденсатор 6 обеспечиваетпуть для протекания переменного тока.Фильтр 7 ослабляет переменное напряжение, которое может подаваться на защиту со стороны защищаемой электроустановки, разрядник 8 предусмотрен на случай нарушения цепи шунтируюшего конденсатора 6, Параллельно одной из обмоток разделительного трансформатора 2Увключен койденсатор 9, компенсирующийосновную гармонику индуктивной составляющей тока намагничивания трансформатора.Возможно подключение двух конденсаторов как к одной, так и к другой обмоткам трансформатора,Орган 10 компенсациы остаточного тока намагничивания своим первым входом 11 включен параллельно источнику 1, а вторым входом 12 включен последовательно с первичной обмоткой раздепитепь ного трансформатора 2. На выход 13 органа 10 компенсации включены измерительный орган 14 защиты с исполнитель ным блоком и орган 15 контроля изоляции, соединенные между собой поспедова О тельно ипи параллельно.Выбор способа соединения измеритеп ного органа и органа контропязависит от их выполнения; при попупроводниковых органах предпочтительным явпяется парап 1 лепьное соединение. Орган 16 блокиров.- ки предусмотрен для исключения ложного действия измерительного органа 14 защиты и органа 15 контроля изоляции от зарядного тока шунтирующего конденсато ра 6 в момент подачи питающего напряжения на источник 1 переменного напря-жения.Ток на входе 11, пропорциональный величине выходного напряжения источнк- Ъ 5 ка 1 переменного напряжения, в органе 10 компенсации взаимно компенсируется с током намагничивания разделительного трансформатора 2, поступающым на вход 12. В результате при бесконечно боль- ЭФ шом сопротивлении изоляции контролируемой электроустановки 4 на выходе 13 присутствует лишь небольшой сигнап, обусловленный неточностью компенсации.Таким образом, орган 10 компенсацииз позволяет уменьшить зависимость работы измерительного органа 14 защиты и органа 15 контроля изоляции от тока намагничивания раздепительного трансфор. матора 2, повысить чувствительность ус 1 й ройства и точность его работы.В устройстве орган 10 компенсации фыг. 2) выполнен из резистора 17 и Р вух промежуточных трансформаторов 1 8 и 19. Резистор 17 и первичная обмотка трансформатора 18 соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход 11 органа компенсации, Концы первичной обмотки трансформатора 19 образуют второй вход 12. Выход 13 органа компенсации образован свободнымк концами вторичных обмоток промежуточных трансформаторов 18 и 19, соединенных встречно-последовательно. Пры бесконечно большом сопротивлении из( .И пяции контролируемой эпектроуставкк 4 проксходит взаимная компенсария напряженый на вторичных обмотках трансформаторов 18 и 19. Трансформаторы 18 ы 19 обеспечивают также электрическуюразвязку органов устройства в случаях,когда такая развязка необходима,В устройстве орган 10 компенсациифиг. 3) выполнен ыэ двух резисторов20 и 21 и катушки 22 индуктквности,паралпеьно которой включен конденсатор 23, компенсирующий основную гармонику реактивной составляющей токакатушки. Резкстор 20 и катушка 22 спараллельно включенным конденсатором23 соединены последовательно, а ихсвободные концы образуют первый вход11 органа компенсации. Концы резистора21 образуют второй вход 12. Точки объединения резистора 20 с катушкой 22ы резистора 21 с первичной обмоткой разделительного трансформатора 2 образуютвыход 13 органа 10 компенсации. Прибесконечно большом сопротивлении изоляции контролируемой электроустановки 4падения напряжений на резисторах 20 и21 примерно равны и напряжение на выходе 13 бпкзко к нулю.Использование катушки 22 и конденсатора 23 позволяет получить наименьшуюзависимость работы устройства от изменений частоты к искажений формы напряжения источнкка 1.В устройстве орган 10 компенсации(фкг, 4) выполнен иэ трех резисторов24-26. Резисторы 24 и 25 соединеныпоследовательно, а их свободные концы,образуют первый вход 11 органа компенсации. Концы резистора 26 образуют второй вход 12. Точки объединения резистора 24 с резистором 25 и резистора 26с первичной обмоткой разделительноготрансформатора 2 образуют выход 13 органа 10 компенсации,Устройство с использованием органакомпенсации по фиг, 4 имеет бсаее простое исполнение по сравнению с устройством, в котором используется органкомпенсации по фиг. 3, и используется вслучаях когда могут быть снижены требования к чувствитепьности и точностиработы.Предлагаемое устройство позволяетповысить чувствительность и точность ра;боты благодаря чему расширяется областьего использования,фор мула изобр ет ения1. Устройство дпя зашиты от замыкания на землю и контроля изопяции электр троустановки переменного тока по авт. св.957337 М 690584, о т л и ч а ю ш е е,с ятем, что, с целэю повышения чувствительности устройства и точности его работы,в него введен орган компевхацки остаточного тока намагничивания, имеющийдва входа и один выход, причем первыйвход органа компенсации включен параллельно выходу источника переменного напряжения, второй вход включен последовательно с первичной обмоткой разделитель. Оного трансформатора, а на выход органакомпенсации включены измерительный орган защиты и орган контроля изоляции. 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что оно снабжено под- ключенным параллельно вторичной обмотке разделительного трансформатора конденсатором. 203. Устройство по и. 1, о т л и ч а - ю ш е е с я тем, что упомянутый орган компенсации выполнен на резисторе и двух проиежуточных трансформаторах, причем резистор и первичная обмотка 25 одного из промежуточных трансформаторов соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход органа компенсации, концы первинной обмотки второго промежуточного трансфор- ЗО матора образуют второй вход органа компенсации, вторичные обмотки обоих промежуточных трансформаторов соединены встречно-последовательно, а их свободные концы образуют выход органа компенсации. 84. Устройство по и. 1, о т л и ч а - ю щ е е с я тем что упомянутый орган компенсации выполнен на двух резисторах и катушке индуктивности, параллельно которой включен конденсатор, компенсирующий основную гармонику реактивной составляющей тока катушки, причем первый резистор и катушка с параллельно включенным конденсатором соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход органа компенсации, концы второго резистора образуют второй вход органа компенсации, а точка объединения первого резистора с катушкой и точка объединения последовательно соединенных второго резистора спервичной обмоткой разделительного трансформатора образуют выход органа компенсации.5. Устройство по и. 1, о т л и ч а - ю ш е е с я тем, что упомянутый орган компенсации выполйен на трех резисто-рах, причем два резистора соединены последовательно, а их свободные концы образуют первый вход органа компенсации, концы третьего резистора образуют второй вход органа компенсации, точка объединения двух первых резисторов и точка объединения последовательно соеди.пенных третьего резистора с первичной обмоткой разделительного трансформатора .образуют выход органа компенсации.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР690584, кл. Н 02 Н 3/17, 1977.957337 Составнтель Л. ВаськоваТехред М, Тепер Корректор А. Дзятко Рваввтор Ю. Ковач филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 6616/44 Тираж 669 Подписное ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5