Спосіб для захисту електроустановок багатофазної мережі при пошкодженні нульового дроту

С МПКН02Н7/00 Спосіб для захисту електроустановок багатофазної мережі при пошкодженні нульового дроту. Пропонуємий спосіб захисту електроустановок багатофазної мережі змінного струму при пошкодженні нульового дроту відноситься до області електротехніки, зокрема до релейного захисту і може бути використаний для автоматичного відключення електроустановок при підвищенні або пониженні напруги в мережі змінного струму, наприклад промислових і побутових злектродвигунів, холодильних агрегатів, пристроїв електроніки та звязку працюючих в очікувальному режимі і інших приладів при пошкодженнях нульового дроту. л Відомий спосіб захисту від підвищення напруги [1. Авт. Св. № 972626, СССР, МКВ Н02 Н 7/00. Устройство для защиты электроустановок от ненормальных значений параметров электрической сети. Опуб. 15.02. 81. Бюл. №13] шляхом завдання порогового значення напруги, контролю його величини і відключення навантаження від мережі при досягненні напруги порогового значення. Недоліком відомого способу, є те, що пониження напруги не контролюють в ланцюзі навантаження, тому можливість виходу з ладу електроприладів, зумовлена пониженням напруги представляє небезпеку. Найбільш близьким по технічній суттєвості пропонуємому, с спосіб захисту електроустановок трифазної мережі при пошкодженні нульового дроту [2. Патент №2016453.Російська Федерація. МКВ Н02 7/00. Устройство для зашити електроустановок трехфазной сети при повреждении нулевого провода-Опуб. 18.12. 91, бюл. №13 1994] шляхом задания порогового значення відхилення електричного параметру ланцюга, контролю його величини, порівняння з заданим і відключення електроустановок при досягненні цієї величини. Недоліком відомою способу F недостатньо надійний захист навантаження по причині низької його чутливості, зумовленої тим, що навантаження трифазної мережі симетрується через загальну шину, що призводить до виходу з ладу то однієї то іншої електроустановки відповідної фази навантаження, якими можуть бути, наприклад, пристрої електроніки та звязку працюючих в очікувальному режимі. В основу винаходу поставлена задача захисту електроустановок багатофазної мережі при пошкодженні нульового дроту шляхом задания порогового значення електричного параметра мережі, контролю його величини, порівняння з заданим значенням і -2відключенням електроустановок при досягненні цієї величини, що дає можливість підвищення надійності відключення електроустановки. Сутність способу полягає у тому, що при пошкодженні нульового дроту в багатофазній мережі змінного струму задають порогове значення напруги нульовий дріт земля, контролюють його величину, порівнюють з заданою і відключають електроустановку при досягненні цієї величини. Новим у пропонуємому способі є те, що в якості електричного параметра приймають величину напруги між нульовим дротом і землею, а за порогове значення 3 - 15% номінальної напруги мережі'. Для багатофазних мереж нульовий дріт є загальним для групи електроустановок всіх фаз на расповсюджувальній частини мережі, тому при його пошкодженні на лінійній частині мережі виникають умови виходу з ладу електроустановок. Це відбувається в зв'язку з тим, що пошкодження нульового дроту на лінійній частині мережі призводить до розсиметрування напруг і наступного їх самобалансування на расповсюджувальній частиш мережі. В цей час у фазних ланцюгах відбувається перерозподіл напруг і струмів, величина яких може виявитися надмірною, що призведе до виходу з ладу електроустановок. Вказані процеси призводять до збільшення величини напруги нульовий дріт - земля і з'являєтся можливість визначати наявність пошкоджень по параметру напруга нульовий дріт - земля. При цьому величина напруги нульовий дріт - земля, при досягненні якої відбувається відключення електроустановки складає 3 - 15% номінальної напруги мережі і саме таке значення параметру вибирається як іраничне. Оскільки напруга на навантаженні дорівнює геометричної раізниці фазної напруги і напруги нульовий дріт - земля, то контроль справного стану нульового дроту по означеному параметру дозволяє здійснювати його з високою точністю і чутливістю. Так, наприклад, якщо номінальне значення напруги відключення електроустановки 10В, то при розбіжності цієї напруги на 20% результуюча розбіжність відносно 220 В складе незначну величину, що не перевищує 1%. На фігурі зображена векторна діаграма напруг при справній мережі. Діаграма складена для трифазної мережі 380/220В з з'єднаними зіркою авантаженнями. Нульовий дріт мережі припускається заземленим. На діаграмі зображено: вектором Ua напруга фази А, вектором Ub - напруга фази В, вектором Uc - напруга фази С, а - напруга нульовий дріт - земля. Крапкою О означено напругу нульового -3дроту розповсюджувальної частини мережі. Крапкою О' означено напругу відносно землі нульовош дроту росповсюджувальної частини мережі при обриві нульового дроту на лінейній частині мережі. Якщо прийняти величину навантаження фази А - 10 кВт, фази В 9 кВт, а фази С - 8кВт, то при фазній напрузі 220 В і чисто активному навантаженні, опори навантажень мають наступні значення: 4.84 Ом фази А, 5.38 Ом фази В і 6.05 Ом фази С. При справній мережі напруга на нульовому дроті відносно землі Uo повинна складати величину не більше 1 - 2 В. У іншому випадку необхідно приймати заходи по збільшенню діаметра дрота, та по симетруванню навантаженнь. Припустимо, відбувся обрив нульовою дрогу. Струмоприймачі в цьому випадку виявляються з'єднаними в зірку без нульового дроту. Напругу Uo на загальній крапці зірки відносно землі можна визначити з виразу Ua/Ra+Ub/Rb+Uc/Rc Uo=-----------------------------та+ть+i/Rc Де Va, XJb, Uc - відповідно фазні напруги фаз А, В, С; Ra,Rb,Rc - опори навантажень відповідно фаз А, В, С. У цьому випадку напруга Uo=14 В. Напруги на фазних навантаженнях будуть дорівнювати геоиетрічній різниці фазної напруги та напруги нульовий дріт -земля. Для фази А ця напруга буде дорівнюват 207 В, для фази В - 220.4 В і для фази С - 232 В. Як слідує з прикладу, напруги на навантаженнях в цьому випадку близькі до номінальних і пошкодження нульового дроту відомим способом не може бути визначене. Напруга між нульовим дротом і землею в нашому випадку дорівнює Uo=I4 В і може бути визначена. Оскільки при справній мережі ця напруї а складає 1 - 2 В, то, задавши граничну величину відхилення напруги від нуля, наприклад, З В можна визначити не тільки обрив нульового дроту, але і початкову стадію обрива. Для підвищення надійності способу порогове значення напруги, при якому відбувається захисне відключення збільшено до 3 - 15% номінальної напруги мережі. Реалізують спосіб слідуючим чином. Приклад 1. В квартирі житлового будинку електрообладнання підключається до мережі через автоматичний комутаційний прилад. Вимикаюча котушка коммутаційного приладу підключена одним виводом до нульового дрогу, а іншим до додаткового заземлення. -4Приклад 2. Для живлення холодильних агрегатів громадського харчування компресорного типу отримуючих живлення від міської расповсюджувальноі" мережі элек!ропостачання. встановлюється трифазний контактір. Додатково до контактору встановлюється реле напруги. Одним виводом реле напруги підключають до нульового дроту, а іншим до додаткового заземлення. При спрацьовуванні, реле напруги обриває ланцюг утримання контактора. Приклад 3. Для живлення житлового багатоквартирного будинку використовується трифазний автоматичний комуіаційний пристрій. Комутаційний пристрій містить вимикаючу котушку. Вимикаюча котушка одним виводом підключена до нульового дроту, а іншим виводомом до додаткового заземлення. Використання способу захисту електроустановок багатфазних мереж змінного струму при пошкодженні нульового дроту дає можливіст зменшити втрати населення, установ і підприємств на ремонт вийшовших з ладу електроустановок, а також зменшити виплат елєкгроностачаючих підприємств по судовим рішенням по відшкодуванню втрат абонентів по причині пошкодження нульового дроту. Спосіб для захисту електроустановок багапюфа тої мережі при пошкодженні нульового дроту. и о М. Д.Щорс F.O.Kvdemo