Пристрій для захисту від однофазних замикань на землю у трифазній електричній мережі з ізольованою нейтраллю

Пристрій для захисту від однофазних замикань на землю у трифазній електричній мережі з ізольованою нейтраллю, який містить перший трансформатор струму нульової послідовності, інвертор, суматор, випрямляч, блокуючий орган, перший виконуючий орган, причому вихід суматора приєднаний до входу випрямляча, а другий вхід суматора - до виходу інвертора, який відрізняється тим , що в нього введено другий трансфор C2 2 (19) 1 3 77309 4 матора з'являється або позитивний сигнал при також в два рази зменшує вартість обслуговуванзамиканні на лінії, що захищається, або негативня цих приладів. ний сигнал при замиканнях на сусідніх лініях або На Фіг. представлено блок-схему пристрою. при відсутності замикання на землю. Пристрій складається з першого трансформаНедоліком цього пристрою є необхідність фотора струму нульової послідовності (Перший рмування сигналу напруги нульової послідовності і ТСНП) 1, блоку порівняння амплітуд 2, першої в зв'язку з цим складність пристрою. схеми співпадання 3, першого виконуючого органа Завданням винаходу є спрощення технічного 4, другого трансформатору струму нульової послірішення для захисту від однофазних замикань у довності (Другий ТСНП) 5, інвертора 6, суматора трифазній електричній мережі з ізольованою нейт7, випрямляча 8, блокуючого органа 9, другої схераллю, зменшення матеріальних затрат при вигоми співпадання 10, другого виконуючого органа 11. товленні пристрою та його експлуатації. Вихід першого ТСПН 1 приєднаний до першоПоставлене завдання реалізується за рахунок го входу блоку порівняння амплітуд 2 та першого використання тези про те, що по-перше, при винивходу суматора 7. Вихід другого ТСНП 5 приєднакненні однофазних замикань на землю у трифазний до другого входу блоку порівняння амплітуд 2 ній електричній мережі через пошкоджене відгата через інвертор 6 до другого входу суматора 7, луження протікає повний ємнісний струм мережі, вихід котрого з'єднаний з входом випрямляча 8. тоді як через непошкоджені відгалуження протікаВихід випрямляча з'єднаний з входом блокуючого ють струми, обумовлені величинами їх власних органу 9, вихід якого приєднаний до других входів провідностей, во-друге струм у пошкодженому і першої схеми співпадання 3 і другої схеми співпаструм у непошкодженому відгалуженнях знаходання 10 відповідно. Перший вихід блоку порівдяться у протифазі (зсув 180°). няння амплітуд 2 приєднаний до першого входу Поставлене завдання вирішується таким чипершої схеми співпадання 3, а другий вихід приєдном, що у пристрій для захисту від однофазного наний до першого входу другої схеми співпадання замикання на землю в трифазній електричній ме10. Вихід першої схеми співпадання 3 приєднаний режі з ізольованою нейтраллю, який містить пердо входу першого виконуючого органу 4. Вихід ший трансформатор струму нульової послідовносдругої схеми співпадання 10 приєднаний до входу ті, інвертор, суматор, випрямляч, блокуючий другого виконуючого органу 11. Вихід першого орган, перший виконуючий орган, причому вихід виконуючого органу 4 приєднаний до блокуючого суматора приєднаний до входу випрямляча, а друвходу другого виконуючого органу 11 і вихід другогий вхід суматора - до виходу інвертора, введено го виконуючого органу 11 з'єднаний з блокуючим другий трансформатор струму нульової послідоввходом першого виконуючого органу 4. ності, блок порівняння амплітуд, дві схеми співпаБлоки пристрою працюють таким чином. дання та другий виконуючий орган, причому перТрансформатора струму нульової послідовноший вхід блоку порівняння амплітуд приєднаний сті 1, 5 формують сигнали пропорційні значенням до виходу першого трансформатора струму нуструму нульової послідовності відгалужень до яких льової послідовності та першого входу суматора, вони приєднані. Вони мають регулюючі коефіцієндругий вхід блоку порівняння амплітуд приєднаний ти посилення струму, які встановлюються таким до входу інвертора та виходу другого трансфорчином, щоб величини струмів обох відгалужень у матора струму нульової послідовності, перший нормальному режимі були приблизно однаковими. вихід блоку порівняння амплітуд з'єднаний з перБлок порівняння амплітуд 2 працює наступним шим входом першої схеми співпадання, а його чином. У разі перевищення амплітуди сигналу на другий вихід з'єднано з першим входом другої першому вході блоку порівняння амплітуд на персхеми співпадання, другі входи обох схем співпашому виході блоку порівняння амплітуд формуєтьдання з'єднані між собою і підключені до виходу ся сигнал "1", а на другому виході блоку порівнянблокуючого органу, а виходи першої і другої схем ня амплітуд формується сигнал "0". У разі співпадання приєднані до входів першого та другоперевищення амплітуди сигналу на другому вході го виконуючих органів відповідно, вихід випрямляблоку порівняння амплітуд на другому виході блоча підключений до входу блокуючого органу, вихід ку порівняння амплітуд формується сигнал "1" , а першого виконуючого органу приєднаний до блона першому виході блоку порівняння амплітуд фокуючого входу другого виконуючого органу і вихід рмуються сигнал "0". Таким чином, на виходах другого виконуючого органу з'єднаний з блокуюблоку порівняння амплітуд сигнали інверсні. чим входом першого виконуючого органу. На виході блокуючого органу 9 сигнал "1" при Введення нових блоків, а саме трансформатоамплітуді вхідного сигналу більше заданої порогора струму нульової послідовності другого відгалувої величини U0. На виході блокуючого органу ження, блоку порівняння амплітуд, першої схеми сигнал "0" при амплітуді вхідного сигналу менше співпадання і другої схеми співпадання, другого заданої порогової величини U0. виконуючого органу, дозволило досягти нового Перша схема співпадання 3 і друга схема технічного результату - спрощення технічного ріспівпадання 10 працюють по логіці "І", тобто при шення пристрою захисту від однофазних замикань вхідних сигналах [1, 1] на виході "1", при інших на землю у трифазній електричній мережі з ізоваріантах на виході "0". льованою нейтраллю, зменшення матеріальних При наявності сигналу "1" на вході виконуючих затрат при виготовленні пристрою та його експлуорганів 4, 11, вони знаходяться у стані "Включено"; атації. Запропонований пристрій працює зразу на при наявності сигналу "0" на вході виконуючих ордва відгалуження, що призводить до зменшення ганів , вони знаходяться у стані "Відключено". При вартості капіталовкладень майже в два рази, а спрацюванні виконуючого органу 1 або 2, сигнал з 5 77309 6 його виходу поступає на блокуючий вхід виконуюдругі входи схем співпадання 3, 10. На виході схем чого органу 2 або 1 відповідно і блокує можливість співпадання «0». Виконуючі органи 4, 11 знахохибного спрацювання іншого виконуючого органу дяться у стані «Відключено» незалежно від стану при відключенні відгалуження на якому було замисигналів на виході блоку порівняння амплітуд 2. кання на землю. При замиканні на землю на першому відгалуПристрій працює наступним чином. женні через пошкоджену лінію протікає повний Струми нульової послідовності І1, першого і І2 ємнісний струм короткого замикання мережі І1, у другого відгалуження виділяються першим ТСНП 1 той час як через неушкоджену лінію проходить і другим ТСНП 5 відповідно. Сигнал з виходу перструм І2, обумовлений значенням його власної шого ТСНП 1 поступає на перший вхід суматора 7. провідності. Струми І1 і струм І2, який пройшовши Сигнал з виходу другого ТСНП 5 поступає через через інвертор змінює полярність, поступають на інвертор 6 на другий вхід суматора 7. Перетворевходи суматора 7. Струми І1 і І2 знаходяться у проний сигнал Isum=Ι1-І2 поступає через випрямляч 8 тифазі, і після суматора модулі їх миттєвих знана блокуючий орган 9. У разі перевищення сигналу чень складаються і значно відмінні від нуля на вході блокуючого органу 9 заданого рівня U0, (Isum>>0). Після проходження через випрямляч 8, на виході його з'являється "1", у іншому разі на сигнал перевищує заданий рівень U0 блокуючого його виході знаходиться "0" . Сигнали з виходів органу, на виході якого з'являється "1", яка в свою першого ТСНП І1 і другого ТСНП І2 поступають на чергу поступає на другі входи схем співпадання 3, блок порівняння амплітуд 2. Сигнал Un1 рівня "1" 10. В той же час струми І1 і І2 поступають на входи або "0" з першого вихода блоку порівняння ампліблоку порівняння амплітуд 2, причому у зв'язку з туд 2 поступає на перший вхід першої схеми співзамиканням на лінії "1", І1>> І2. Блок порівняння падання 3. У той же час інвертований сигнал Un2 амплітуд 2 порівнює амплітуди, і видає на першо"0" або "1" відповідно з другого виходу блоку поріму виході сигнал 1, а на другому виході сигнал 0. У вняння амплітуд 2 поступає на перший вхід другої результаті на обох входах першої схеми співпасхеми співпадання 10. Блокуючий орган 9 видає дання 3 маємо "1", а на першому вході другої схесигнал "1" або "0" на перші входи схем співпаданми співпадання 10 маємо "0". На виході першої ня 3, 10. У разі, якщо на обох входах однієї із схем схеми співпадання 3 з'являється "1" і перший виспівпадання з'являється "1", на виході схеми співконуючий орган 4 спрацьовує, переходячи у стан падання має місце "1", яка поступає на вхід вико"Включено". У той же час на другій схемі співпануючого органу, який переходить у стан "Включедання 10 залишається "0" і другий виконуючий но"; у інших випадках на виходах схем співпадання орган 11 не спрацьовує і залишається у стані "Відз'являється "0", який поступає на входи виконуюключено". Перший виконуючий орган 4 формує на чих органів 4, 11, які переходять у стан "Відклювиході блокуючий сигнал, який поступає на блокучено". ючий вхід другого виконуючого органа 11 і дає У нормальному режимі через обидва відгалузаборону на спрацювання пристрою від сигналу ження протікають струми нульової послідовності струму Isum=Ι1-І2=І2 (І1=0 у зв'язку з відключенням ємнісної природи, які мають близькі значення фаз першого відгалуження). та миттєвих значень. На виході суматора 7 реВикористання запропонованого пристрою в зультуючий сигнал пропорційний різниці амплітуд порівнянні з відомим дозволяє значно зменшити струмів обох відгалужень Isum=Ι1-І2, і близький по кількість пристроїв, встановлюючи один пристрій значенню до нуля Isum=0. Сигнал Isum випрямляєтьна два відгалуження, що дозволить спростити ся і поступає на вхід блокуючого органу 9. Мале пристій, а також значно зменшити капіталовклазначення цього сигналу не перевищує заданий дення на захист від замикань на землю, а також в рівень U0 блокуючого органу. На виході блокуючодва рази зменшити вартість обслуговування цих го органу 9 маємо «0». Цей сигнал поступає на пристроїв. Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601