Устройство для контроля изоляции в трехфазных электрических сетях сельскохозяйственного назначения — SU 1054806 (original) (raw)

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01 К 31/08 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СТВУ ВТОРСКОМУ СВИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Московский ордена ТрудовогоКрасного Знамени институт инженеросельскохозяйственного производстваим, В.П. Горячкина(56) 1, Авторское свидетельство ССпо заявке 9 2844912/21,кл, С 01 К 31/08, 1980 (аналог).2. Авторское свидетельство СС Рпо заявке Р 3244344/18-21,кл . б 01 Я 31/08, 1981 (прототип ),(54) (57 ) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯИЗОЛЯЦИИ В ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХСЕТЯХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ, содержащее первый, второйи третий емкостные датчики напряжения, первые выводы которыхподсоединены к соответствующим клеммам дляподключения фаз контролируемойтрехфазной электрической сети, вторыевыводы емкостных датчиков напряжениясоединены с соответствующими входамиблока выделения поврежденной фазы,второй вывод первого емкостного датчика напряжения через первый управляемый ключ соединен с вторым выводом второго емкостного датчика напряжения, который, в свою очередь,через второй управляемый ключ соединен с вторым выводом третьего емкостного датчика напряжения, блокконтроля напряжения нулевой последовательности, соответствующий выходкоторого соединен с соответствующими управляющими входами первого ивторого управляемых ключей, второйвыход - с одним иэ входов блока выделения поврежденной фазы, о т л ич а ю щ е е с я тем,что, с цельюрасширения функциональных возможнос,ЯО 1 О 548 О 6 А тей путем выделения зоны обрыва,в,устройство введены третий и четвертый управляемые ключи, блок выделения обрыва, блок вьщеления зоныобрыва и элемент ПАМЯТЬ, причемблок контроля напряжения нулевойпоследовательности через третий управляемый кличем соединен с вторымвыводом третьего емкостного датчиканапряжения, который через четвертыйуправляемый клич соединен с входомблока выделения эоны обрыва, вторыевыводы емкостных датчиков напряжения соединены с соответствующимивходами блока вьщеления обрыва, выход которого через элемент ПАМЯТЬсоединен с управляющими входамитретьего и четвертого управляемыхключей. 2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок выделения обрыва содержит три двухвходовых и один трехвходовой элементы ИЛИ, три пороговых элемента,три элемента ЗАПРЕТ, причем разрешающие входы соответственно первого, второго и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены с соответствующими входами блока выделения обрыва, запрещающие входы первого, второго и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены через соответствующие пороговы элементы соответственно с выходами первого, второго и третьего двухвходовых элементов ИЛИ, соответствующие входы первого и третьего двухвходовых элементов ИЛИ подсоединены ко второму входу блока выделения обрыва, соответствующие входи первого и второго двухвходовых элементов ИЛИ соединены с третьим входом блока выделения обрыва, соответствующие входы второго и третьего двухвходовых элементов ИЛИ соединены с первым входом блока вьщеле1054806 0 ния обрыва, выходы первого, второгси третьего элементов ЗАПРЕТ соединены с соответствующим входом трех 1Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано при создании устройствдля контроля изоляции и определенияместа обрыва в трехфазных электрических сетях с изолированной ней 5тралью.Известно устройство для определения поврежденной фазы при однофазовых замыканиях на землю, содержащее антенный фильтр напряжениянулевой последовательности, блокпуска, блок индикации, блок коммутации, блок сравнения и исполнительный элемент, причем антенный фильтр напряжения нулевой последо вательности разрезан на две части ЦОднако такое устройство Позволяет только контролировать поврежденную фазу при однофаэном замыкании на землю. 20Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство для контроля изоляции и выявления поврежденной фазы в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью, содержащее фильтр напряжения нулевой последовательности в виде трех емкостных датчиков напряжения, соединенных в звезду через первый и второй блоки коммутации, блок сравнения, соответствующие входы которого соединены с вторыми выводами соответствующих емкостных датчиков напряжения, блок индикации, соединенный с блоком сравнения, блок пуска, один из выводов которого соединен с вторым выводом второго емкостного датчика напряжения, а соответствующие выходы - с соответствующими входами первого и второго блока сравнения, 40 выход блока пуска соединен с входом исполнительного элемента 2 .Недостатком этого устройства является то, что оно позволяет определить поврежденную фазу при замы- . 45 канин на землю, но не выявляет зону обрываВ воздушных электрических сетях кроме однофаэных замыканий на землю часто встречаются случаи обрыва 50 фазных проводов беэ замыкания на землю. К таким повреждениям можно отнести, например, случаи выгорания шлейфа разъединителя, недовклювходового элемента или, выход которого соединен с выходом блока выделения обрыва. 2чения одного из контактов секционируюшего выключателя и т.п,Известно, что возникновение обрыва одного из фазных проводов ВЛ сопровождается изменением междуфазныхнапряжений, Отключение частично илиполностью одной фазы приводит к увеличению напряжения на фазе, емкостькоторой уменьшилась в результатеотключения, Напряжения двух другихфаз относительно земли уменьшаютсяодинаково.Цель изобретения - расширение,функциональных возможностей устройства путем выделения зоны обрыва,Цель достигается тем, что в устройство для контроля изоляции в трехфазных электрических сетях сельскохозяйственного назначения, содержащее первый, второй и третий емкостные датчики напряжения, первые выводы которых подсоединены к соответствующим клеммам для подключенияфаз контролируемой трехфазной электрической сети, вторые выводы емкостных датчиков напряжения соединены с соответствующими входамиблока выделения поврежденной фазы,второй вывод первого емкостногодатчика напряжения через первый управляемый ключ соединен с вторымвыводом второго емкостного датчиканапряжения, который, в свою, очередь, через второй управляемый ключсоединен с вторым выводом третьегоемкостного датчика напряжения, блокконтроля напряжения, нулевой последовательности, соответствующий выход которого соединен с соответствующими управляющими входами первого и второго управляемых ключей,второй выход - с одним из входовблока выделения поврежденной фазы,введены третий и четвертый управляемые ключи, блок выделения обрыва,блок выделения эоны обрыва и элемент НАМЯТЬ, причем блок контролянапряжения нулевой последовательнос .ти через третий управляемый ключсоединен с вторым выводом третьегоемкостного датчика напряжения, который через четвертый управляемыйключ соединен с входом блока выделения зоны обрыва, вторые выводыемкостных датчиков напряжения соединены с соответствующими входами5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 блОка В 11 делениЯ Обрь 1 ваВнхОд кОтО рого через элемент ПАМЯТЬ соединен с управляющими входами третьего и четвертого управляемых ключей.Блок выделения обрыва, кроме того, содержит три двухвходовых и и один трехвходовой элементы ИЛИ, три пороговых элемента, три элемента ЗАПРЕТ, причем разрешающие входы соответственно первого, второго и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены с соответствующими входами блока выделения обрыва, запрещающие входы соответственно первого, второго и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены через соответствующие пороговые элементы соответственно с выходами первого, второго и третьего двухвходовых элементов ИЛИ, соответствующие входы первого и третьего двухвходовых элементов ИЛИ подсоединены к второму входу блока .выделения обрыва, соответствующие входы первого и второго двухвходовых элементов ИЛИ соединены с третьим входом блока выделения обрыва, соответствующие входы второго и третьего двухвходовых элементов ИЛИ подключены к первому входу блока выделения обрыва,выходы первого, второго и третьего элементов ЗАПРЕТ соединены с соответствующим входом трехвходового элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу блока выделения обрыва.На Фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 структурная схема блока выделения обрыва.К трем фазам 1, 2 и 3 контролируемой сети подключены соответственно первые выводы емкостных датчиков 4, 5 и 6 напряжения, а вторые выводы емкостных датчиков 4, 5 и б напряжения через первый 7 и второй 8 управляемые ключи объединены, блок 9 контроля напряжения нулевой последовательности одним выводом соединен с общим выводом устройства и через третий управляемый ключ 10 соединен с вторим выводом третьего емкостного датчика б напряжения. Блок 11 выделения зоны обрыва через четвертый управляемый ключ 12 соединен также с вторым выводом третьего емкостного датчика б напряжения, К вторым выводам емкостных датчиков 4, 5 и б напряжения подключен вход блока 13 выделения обрыва, Выход блока 13 выделения обрыва соединен через элемент 14 ПАМЯТЬ с управляющими входами третьего 10 и четвертого 12 ключей. Входы блока 15 выделения поврежденной фазы при однофазном замыкании на землю соединены с вторыми выводами емкост-. ных датчиков 4, 5 и б напряжения, ,управляющий вход блока 15 выделения поврежденной Фазы при Однофазном замыкании на землю соединен с вторымвыходом блока 9 контроля напряжениянулевой последовательности,Блок 13 выделения обрыва (см,фиг,2 ) содержит три элемента 16,17 и 18 ЗАПРЕТ, запрешаюшие входыкаждого из которых соединены соответственно с пороговыми элементами 19, 20 и 21, входы каждого из которых, в свою очередь, соединены соответственно с двухвходовыми элементами 22, 23 и 24 ИЛИ, Кроме того,выходы элементов 16, 17 и 18 ЗАПРЕТсоединены с соответствующими входами трехвходового элемента ИЛИ 25.Устройство работает следующим образом.В нормальном режиме управляемыеключи 7, 8 и 10 находятся в нормально замкнутом состоянии, т.е, вторыевыводы емкостннх датчиков напряжения 4, 5 и б электрически объединены, вследствие этого емкостнне датчики напряжения 4, 5 и б образуютфильтр напряжения нулевой последовательности. Сигнал на выходе этогофильтра равен нулю, поэтому блок 9контроля напряжения нулевой последовательности, блок 11 выделениязоны обрыва, элемент 14 ПАМЯТЬ, блок13 выделения обрыва, блок 15 выделения поврежденной Фазы при однофазнь 1 х замыканиях на землю не работают.1 При однофазном замыкании на землю например, Фазы 1 появляется напряжение нулевой последовательности, которое поступает на блок 9 контроля напряжения нулевой последовательности, Блок 9 контроля напряжения нулевой последовательности срабатывает, размыкает управляемые ключи 7 и 8, вследствие чего емкостные датчики 4, 5 и б напряжения электрически разъединяются. При этом на выходе датчика 4 сигнал относительно общего вь 1 вода равен О, а на выходе датчиков 5 и б - в -3 раза больше, чем при нормальном режиме. Блок 13 выделения обрыва в этом случае не срабатывает. В упомянутом блоке элементы 16, 17 и 18 ЗАПРЕТ соединены запрещающими выходами с элементами 22, 23 и 24 ИЛИ последовательно через пороговые элементы 19, 20 и 21, На первый элемент 16 ЗАПРЕТ с фазы 1 нет разрешающего сигнала, а на два других элемента 17 и 18 ЗАПРЕТ подаются запрещающие сигналы, так как напряжение фаз 2 и 3 увеличивается в -3 раз.При однофазном замыкании на землю сигналы с емкостных датчиков 4, 5 и б поступают на соответствующие входы блока 15 выделения поврежденной Фазы при однофазных замыканиях на землю, в котором сигналы сравни 1054806ваются по величине и вырабатывается сигнал о повреждении фазы 1.Аналогично срабатывает устройство при замыкании на землю фазы 2 или 3.В воздушных электрических сетях с изолированной нейтралью возникновение обрыва одного из фазных проводов сопровождается изменением междуфазных напряжений. Отключение частично или полностью одной фазы приводит к увеличению напряжения на фазе,ем кость которой уменьшилась в результате отключения, Напряжения двух других фаз относительно земли уменьшаются одинаково.В случае возникновения неполно фазного режима, вызванного, например, обрывом фазы 1 воздушной линии, вследствие нарушения симметрии и баланса емкостных токов и фазных напряжений появляются составляющие 20 напряжения нулевой последовательности. Напряжение нулевой последовательности поступает на блок 9 контроля напряжения нулевой последовательности, который, срабатывая, 25 размыкает управляемые ключи 7 и 8, и датчики 4, 5 и 6 электрически разъединяются. Сигналы с этих датчиков поступают на блок 13 выделения обрыва, в котором на первый элемент 16 ЗАПРЕТ с фазы 1 подается разрешающий сигнал, При этом запрещающего сигнала с двух других фаз на указанном элементе 16 нет. Поскольку напряжения этих фаз уменьшились, на двух других элементах 17и 18 ЗАПРЕТ подаются запрещающиесигналы с фазы 1, так как напряжение этой фазы возросло. С элемента 16 ЗАПРЕТ подается сигнал наэлемент 25. ТаКим образом, на выходе блока 13 выделения о 6 рыва появляется управляющий сигнал, которыйчерез элемент 14 подает сигнал наразмыкание управляемого ключа 10 иодновременно замыкает управляемыйключ 12, Управляемые ключи 7 и 8возвращаются в исходное положение,Управляемый ключ 12, замыкаясь,включает в работу блок 11 выделениязоны обрыва, например, счетчика импульсов. В блоке 11 выделения зоныобрыва производится пересчет сигнала напряжения нулевой последователь-ности пропорционального расстояниюдо места повреждения, снимаемого собщей дЛя трех датчиков 4, 5 и бточки, в соответствующий сигнал,обозначающий зону обрыва,Таким образом, по напряжению нулевой последовательности определяют расстояния до места обрыва.Предлагаемое устройство позволяет контролировать изоляцию, выделить поврежденную фазу при замыкании на землю и выделить зону обрыва, а также сократить время поиска места повреждения в электрических сетях,1054806 Составитель Б. Березовеселовская Техред М, Тепер Корректор А актор П исноеСР 1/5 Зак 4/5 3035 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 Тираж 710 Государственног делам изобретени Москва, Ж, Ра комитета С и открытий сная наб

Смотреть

Устройство для контроля изоляции в трехфазных электрических сетях сельскохозяйственного назначения