SU1742928A1 - Device for directional protection against one-phase short- circuit to ground in three-phase network with insulated neutral - Google Patents

Abstract

Использование: в электротехнике дл  защиты от однофазных замыканий на землю в трехфазной сети с изолированной нейтралью. Сущность изобретени : при возникновении в сети однофазного замыкани  на землю зар ды, накопленные в кольцах-цилиндрах 7-9 в нормальном режиме, создают переходный ток утечки, проход щий по резистору 11. Под воздействием создаваемого током утечки напр жени  на резисторе 11 и тока нулевой последовательности от трансформатора 15 фазосравнивающий элемент 17 срабатывает при замыкании на землю на защищаемом участке и не срабатывает при замыкани х на землю в сети за пределами защищаемого участка . 2 ил. (ЯUsage: in electrical engineering for protection against single-phase earth faults in a three-phase network with insulated neutral. Summary of the Invention: When a single-phase ground fault occurs in a network, the charges accumulated in the ring-cylinders 7-9 in normal mode create a transient leakage current passing through resistor 11. Under the influence of the leakage current generated on the resistor 11 and the current is zero The sequence from the transformer 15 phase-matching element 17 is triggered when a short to ground in the protected area and does not work when short to ground in the network outside the protected area. 2 Il. (I

Description

л %l%

кto

й--y--

1515

77

ут.ut

4Ь Ю4Ü S

СОWITH

toto

ооoo

Изобретение относитс  к электроэнергетике , в частности к защите трефазной сети с изолированной нейтраль от однофазного замыкани  на з-емлю.The invention relates to power engineering, in particular, to the protection of a trephase network with an insulated neutral from a single-phase circuit to earth.

Цель изобретени  - повышение электробезопасности сети.The purpose of the invention is to increase the electrical safety network.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство дл  направленной защиты; на фиг. 2 - узел соединени  одного из диодов выпр мител  с фазой А сетиFIG. 1 shows the proposed device for directional protection; in fig. 2 - connection node of one of the rectifier diodes with phase A network

Устройство содержит трехлучевую диодную звезду, аноды диодов Т-3 которой объединены между собой, а катоды через резисторы k-б св заны с фазами А, В и С сети с изолированной нейтралью. На провода фаз А, В и С надеты металлические кольца-цилиндры 7-9 соответственно, электроизолированные от провода, например фазы А изол цией 10. Металлические цилиндры 7-9 вместе с участками охваченных ими проводов сети представл ют собой три одинаковых цилиндрических конденсатора . Катоды диодов 1-3 через резисторы -6 присоединены к кольцам- 1 илиндрам соответственно. Обща  точка диодной звезды соединена черезThe device contains a three-beam diode star, the anodes of diodes T-3 of which are interconnected, and the cathodes through the resistors k-b are connected to phases A, B and C of the network with an isolated neutral. Metal rings-cylinders 7-9 are worn on the wires of phases A, B and C, respectively, electrically insulated from the wire, for example phase A by insulation 10. The metal cylinders 7-9, together with the sections of the network wires covered by them, are three identical cylindrical capacitors. The cathodes of diodes 1-3 through resistors -6 are attached to the rings - 1 cylinder and 1 respectively. The common point of the diode star is connected through

регулируемый резистор 11 с землей. На фиг. 1 обозначены также выключатель 12 сети, механизм 13 свободного расцеплени , исполнительный орган 1 трансформатор 15 тока нулевой последовательности , усилитель 16 и фазо- сравнивающий блок 17.adjustable resistor 11 to ground. FIG. 1 also designates a network switch 12, a free-trip mechanism 13, an actuator 1 of a zero-sequence current transformer 15, an amplifier 16, and a phase matching unit 17.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Кольца-цилиндры 7-9 охватывающие участки фазных проводов А, В, С,можно рассматривать как внешние электроды , а участки проводов А, В, С, заключенные между указанными кольцами, как внутренние электроды. Внешние электроды изолированы от внутренних, например, диэлектриком, имеющим высокую диэлектрическую проницаемость (сегнетодиэлектриком).Rings-cylinders 7-9 covering the sections of the phase wires A, B, C, can be considered as external electrodes, and the sections of wires A, B, C, enclosed between these rings, as internal electrodes. The outer electrodes are isolated from the inner ones, for example, by a dielectric having a high dielectric constant (ferroelectric).

Каждый из участков фазных проводов А, В, С наводит на каждом из внешних электродов потенциал относительно земли. Поскольку внешние электроды соединены через резисторы и диоды с землей, то через каждую одну треть периода в интервалы отпирани  разности потенциалов между внутренними и внешними электродами пропорциональны напр жени м фаз сети относительно земли, i При отсутствии в сети замыкани  на землю и идеальной изол ции зар д,Each of the sections of the phase wires A, B, C induces a potential relative to the earth on each of the external electrodes. Since the external electrodes are connected via resistors and diodes to the earth, then every one third of the period at the intervals of unlocking the potential difference between the internal and external electrodes is proportional to the voltage of the phases of the network relative to the earth, i In the absence of a network circuit to ground and an ideal insulation ,

oo

5five

00

накопленный в кольцах-цилиндрах 7-9, не имеет возможности стекать на землю , ибо отсутствует цепь дл  циркул ции тока утечки через землю.accumulated in the cylinder rings 7-9, does not have the ability to drain to the ground, because there is no circuit for circulating leakage current through the ground.

При возникновении в сети однофазного замыкани  на землю такой контур по вл етс  и зар ды, накопленные в кольцах-цилиндрах 7-9, из-за возникшей разности потенциалов между ними и землей вызовут по вление тока в лучах диодной звезды и в резисторе 11. В предлагаемой защите от однофазных замыканий на землю (фиг. 1) падение напр жени  на резисторе 11 подаетс  на один из входов фазосравни- вающего блока 17, на другой вход которого подаетс  выходное напр жение усилител  16, вход которого подключен к выходу трансформатора 15 тока нулевой последовательности. В случае, если замыкание произошло в зоне защиты , фазы сигналов на входах блока 17 совпадают, и на выходе по вл етс When a single-phase earth fault occurs in the network, such a circuit appears and the charges accumulated in the ring cylinders 7–9, due to the potential difference between them and the ground, will cause current to appear in the rays of a diode star and in the resistor 11. The proposed protection against single-phase earth faults (Fig. 1) the voltage drop across the resistor 11 is applied to one of the inputs of the phase-matching unit 17, to the other input of which the output voltage of the amplifier 16 is fed, the input of which is connected to the output of the current transformer 15 zero follower awns. In the event that a short circuit occurs in the protection zone, the phases of the signals at the inputs of block 17 are the same, and at the output

5 уровень напр жени , подаваемый на исполнительный орган 1, который воздействует на механизм 13 свободного расцеплени  выключател  12 сети. Положительный эффект от использоQ вани  состоит в повышении электробезопасности обслуживани  сети. Гальваническа  разв зка устройства от фазных проводов позвол ет использовать его в сет х высокого и сверхвысокого напр жени .5 is a voltage level applied to the actuator 1, which acts on the free-tripping mechanism 13 of the network switch 12. The positive effect of using it is to improve the electrical safety of the network service. The galvanic isolation of the device from the phase conductors allows it to be used in networks of high and super high voltages.

5 five

формула изобр е.т е н и  the formula of the image

Устройство дл  направленной защиты от однофазного замыкани  на землюDevice for directional protection against single-phase ground

0 в трехфазной сети с изолированной нейтралью, содержащее трансформатор тока нулевой последовательности, подключенный к одному из входов фазо- сравнивающего блока,выход которого0 in a three-phase network with an isolated neutral, containing a zero-sequence current transformer connected to one of the inputs of the phase-matching unit, whose output

5 соединен с исполнительным органом, трехфазный выпр митель, обща  точка диодов которого соединена через регулируемый резистор клеммой дл  подключени  с землей, причем подвижный вывод резистора соединен с вторым входом фазосравнивающего блока, отличающеес  тем, что, с целью повышени  электробезопасности сети, каждый из диодов трехфазного выпр мител  соединен с соответствующим вновь введенным кольцевым проводником , служащим дл  схватывани  соответствующего фазного провода и электроизолированным от него.5 is connected to an actuator, a three-phase rectifier, the common point of the diodes of which is connected through an adjustable resistor by a terminal for connection to ground, and the movable output of the resistor is connected to the second input of the phase-equalizing unit, in order to improve the electrical safety of the network, each of the three-phase diodes The rectifier is connected to the corresponding newly introduced annular conductor, which serves to grip the corresponding phase conductor and is electrically insulated from it.

OO

5five

Провод фазы АPhase A wire

Фив.1Thebes 1

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство для направленной защиты от однофазного замыкания на землю 40 в трехфазной сети с изолированной нейтралью, содержащее трансформатор тока нулевой последовательности, подключенный к одному из входов фазосравнивающего блока,выход которого 45 соединен с исполнительным органом, трехфазный выпрямитель, общая точка диодов которого соединена через регулируемый резистор клеммой для подключения с землей, причем подвижный вы30 вод резистора соединен с вторым входом фазосравнивающего блока, отличающееся тем, что, с целью повышения электробезопасности сети, каждый из диодов трехфазного выпря55 мителя соединен с соответствующим вновь введенным кольцевым проводником, служащим для охватывания соответствующего фазного провода и электроизолированным от него.A device for directional protection against a single-phase earth fault 40 in a three-phase network with isolated neutral, containing a zero-sequence current transformer connected to one of the inputs of the phase-comparing unit, the output of which 45 is connected to the actuator, a three-phase rectifier, the common point of the diodes of which is connected through an adjustable resistor terminal for connecting to ground, and the movable output of the resistor is connected to the second input of the phase-comparing unit, characterized in that, in order to increase the electrical obezopasnosti network, each of the three-phase diode vyprya55 DC converter connected to a corresponding annular conductor newly introduced, which serves to enclose the respective phase conductor and electrically insulated from it. Фиг.2.Figure 2.