SU1381641A1

SU1381641A1 - Устройство дл защиты от замыкани на землю в электрической сети переменного тока

Info

Publication number: SU1381641A1
Application number: SU864019482A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Игнатьев
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Релестроения
Priority date: 1986-02-07
Filing date: 1986-02-07
Publication date: 1988-03-15

Abstract

Изобретение относитс к области электротехники и относитс к устройствам направленной защиты от однофазных утечек тока на землю в электри ческих сет х переменного тока. Цель изобретени - повышение селективности работы устройства. При по влении токов утечки на землю на выходе трансформатора тока 1 по вл етс напр жение , которое усиливаетс , доворачива- етс по фазе на 90 и поступает на J1 ЗОв вход фазочувствительного элемента 3. Если при этом напр жение нулевой последовательности меньше уставки измерительного органа 7, то на его выходе си1 нал отсутствует, что вы зывает открытие транзисторного клктча 1 1 . Пр моугольные импульсы с выхода формировател 8 поступают на управл ющий вход фазочувствительного элемента 3, причем они синфазны с выходными сигналами каната тока и фазочувствитель- ный элемент 3 производит двухполупе- риодное выпр мление входного сигнала, при превьшении которым уставки срабатывани происходит отключение поврежденного участка сети. Если же напр жение больше уставки измерительного органа 7, на управл ющий вход фазочувствительного элемента поступает напр жение пр моугольной формы с выхода канала напр жени . Если замыкание произошло в защищаемой зоне, то управл ющее напр жение сршфазно с сигналом канала тока и это вызывает срабатьгоание устройства защиты. 1 3.п. ф-лы, 1 ил. (Л 00 00 О5

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к устройствам направленной защиты от однофазных утечек тока на землю в электрических сет х переменного тока.

Цель изобретени - повьппение селективности работы устройства.

На чертеже приведена структурна схема устройства.

Трансформатор 1 тока нулевой последовательности (ТТНП) подключен к входу канала 2 тока нулевой последовательности , выход у которого подключен к входу фазочувствительного эле- мента 3 и входу коммутатора 4 сигналов . Фильтр 5 напр жени нулевой последовательности (ФННП) подключен к входам канала 6 напр жени нулевой последовательности и измерительного органа 7, выход измерительного орган 7 подсоединен к входу управлени коммутатора 4 сигналов. Выход канала 6 напр жени нулевой последовательност соединен с входом коммутатора 4 сиг- налов, ныхол коммутатора 4 сигналов подключен к управл ющему входу фазо- чувс вительного элемента.

Канал тока нулевой последовательности (далее канал тока) состоит из соединенных последовательно усилител и фазопопоротного органа, В усилителе производитс необходимое усиление сигнала ТТНП 1, а фазоповорот- ный орган осуществл ет сдвиг сигнала на 90° с целью совмещени сигналов тока и напр жени нулевой последовательности .

Канал 6 напр жени нулевой последовательности (далее канал напр же- ни ) предназначен дл преобразовани синусоидального напр жени с выхода ФННП 5 в напр жение пр моугольной формы и выполнен по схеме компаратора .

Фазочувствительный элемент 3 представл ет собой аналоговый ключ, собранный на одном операционном усилителе и бипол рном транзисторе, который в завис11мости от наличи управл к це- го напр жени на базе транзистора производит либо инвертирование, либо повторение напр жени , поступающего на сигнальный вход.

Измерительный оргац 7 состоит из соединенных последовательно компаратора и расширител импульсов и служит дл измерени и выдачи сигнала о наличии напр жени нулевой после

Ю

5 0 5

30 c

о 5

е

0

довательности. При превышении амплитуды выходного напр жени ФННП 5 UQ установленной величины U на выходе измерительного органа по вл етс на- пр жение 1. При меньших входньк напр жени х выходное напр жение измерительного органа равно нулю.

Коммутатор сигналов служит дл подачи управл ющего напр жени на Фазочувствительный элемент и имеет два входа дл подключени к выходам каналов тока и напр жени , вход управлени - дл подключени к выходу измерительного органа и выход - дл подключени к управл ющему входу фазочувствительного органа.

Коммутатор сигналов содержит формирователь 8 пр моугольного сигнала, инвертор 9, транзисторные ключи 10 и 11 и диоды 12 и 13. Формирователь служит дл преобразовани синусоидального сигнала с выхода канала тока в напр жение пр моугольной формы и выполнен по схеме компаратора. Инвертор служит дл логического инвертировани сигнала с выхода измерительного органа и также может быть выполнен по схеме ко 1паратора. Выходные напр жени измерительного органа и инвертора служат дл управлени транзисторными ключами 10 и 11. Диоды 12 и 13 служат дл разв зки выходов канала напр жени и формировател . В зависимости от выходного сигнала измерительного органа на базу управл ющего транзистора фазочувствительного элемента поступает напр жение пр моугольной формы либо с выхода канала тока через формирователь и диод 12, либо с вьгхода канала напр жени через диод 13.

Устройство работает следующим об- оазом.

При По влении токов утечки на землю на выходе ТТНП по вл етс синусоидальное напр жение, которое затем усиливаетс , доворачиваетс по фазе на 90 и поступает на вход фазочувствительного элемента. Если при этом напр жение нулевой последовательности Ug меньше уставки измерительного органа f, , .то на выходе измерительного органа напр жение отсутствует (О), на выходе инвертора - положительное напр жение (1), ключ 10 заперт (непроводит), ключ 11 открыт (проводит).

Пр моугольные импульсы с выхода формировател 8 поступают на управл ющий вход фазочувствительного элемента , причем они синфазны с выходны- ми сигналами канала тока и фазочувст- вительный элемент производит двухпо- лупериодное выпр мление входного сигнала. Срабатывание устройства и отключение поврежденного участка про- исходит при превышении токами утечки величины тока уставки устройства. Дл обеспечени селективности уставка по току выбираетс из услови

IOCP- Uo,p 3(оС,,

где IQCP уставка срабатывани устройства по току нулевой последовательности,

и,

ср

- уставка срабатывани

измерительного органа

по напр жению нулевой последовательности, . со 2irf, где f - частота питающей сети;

С - емкость фазы по отношению к земле в зоне защиты.

UOJ.P выбираетс из услови отстройки от асиметрии напр жений сети и составл ет обычно 5-10% от номи напьного напр жени сети.

Uocp(,1)UM.

Если напр жение Ug больше то на выходе измерительного органа присутствует 1, а состо ние транзисторов ключей мен етс на противо- положное и на управл ющий вход фазочувствительного элемента начинает поступать напр жение пр моугольной формы с выхода канала напр жени . Пол рность выходного напр жени фазо- чувствительного элемента зависит от фазы управл ющего напр жени . Если замыкание произопшо в защищаемой зоне , то управл ющее напр жение син- фазно с выходным сигналом канала то- ка, и на выходе фазочувствительного элемента будет напр жение положительной пол рности, вызывающее срабатывание устройства. При зa ыкaни x вне защищаемой зоны управл ющее напр же- ние противоположно по фазе с выходным сигналом канала тока, вследствие чего напр жение на выходе фазочувствительного элемента имеет отрицательную пол рность, и устройство не ера- батьгаает.

При переводе сети на питание от источника с глухозаземленной нейтралью утечки тока на землю не вызывает по влени напр жени нулевой последовательности; 1 т.е выходное напр жение измерительного органа - О, и устройство работает как в первом режиме, в функции от величины тока нулевой последовательности . Селективность при этом обеспечиваетс самим характером сети, т.е. сигнал на выходе ТТНП по вл етс при замыкании в зоне защиты и равен нулю при замыкани х вне защиты. Таким образом, устройство может осуществл ть селективную защиту от однофазных утечек тока на землю в электрических сет х, где осуществл етс питание попеременно от двух источников , нейтраль одного из которых изолированна , а второго - глухоза- земленна , а также в сет х с изолированной нейтралью с емкостью фазы до 100 мк и более.

Claims

Формула изобретени

1 , Устройство дл защиты от кани на землю в электрической сети переменного тока, содержащее датчик тока нулевой последовательности, выход которого присоединен к входу канала тока нулевой последовательности выход которого подключен к первому входу фазочувствительного органа, второй вход которого соединен с выходом коммутатора сигнала, первый вход которого соединен с выхол,ом канала напр жени нулевой последовательности , вход которого подключен к выход датчика напр жени нулевой последовательности , с которым соединен вход измерительного органа, выход которого подключен к управл ющему входу коммутатора сигналов, отличающеес тем, что, с целью повышени селективности работы устройст ва, второй вход коммутатора сигналов подключен к выходу канала тока нулевой последовательности.
2. Устройство по п.1, отличающеес тем, что коммутатор сигналов выполнен на формирователе напр жени пр моугольных импульсов, инверторе, двух транзисторах и двух диодах, при этом вход коммутатора подключен к входу упом нутого формировател , управл ющий вход коммутатора подсоединен к входу инвертора и базе первого транзистора, база вто513816416

рого транзистора подключена к выходу тору второго транзистора и аноду вто- ннвертора, коллектор первого транзи- рого диода, эмиттеры транзисторов стора и анод первого диода подключе- подключены к общей шине, а катоды

ны к выходу формировател , первый диодов соединены и подключены к вы- вход коммутатора подключен к коллек- ходу коммутатора.