УСТРОЙСТВО СИГНАЛИЗАЦИИ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

Полезная модель относится к электроэнергетике и измерительной технике и может быть использована для определения поврежденного фидера при однофазном замыкании на землю в разветвленной трехфазной кабельной сети с напряжением 6, 10, 20, 35 кВ с изолированной, резистивно-заземленной, резонансно-заземленной, комбинированно-заземленной и полностью компенсированной нейтралью.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство централизованной защиты от однофазных замыканий на землю (РФ, патент на полезную модель №88859, Н02Н 3/16, 29.11.2009), которое позволяет определить присоединение с замыканием на землю в сетях 6-35 кВ. Устройство фиксирует однофазные замыкания на землю в контролируемых присоединениях, обеспечивает вывод сигналов в центральную сигнализацию и/или на отключение выключателей, обеспечивает сохранение информации о времени возникновения повреждения, номере поврежденного присоединения, величине тока замыкания на землю и вывод на алфавитно-цифровой дисплей и через интерфейс в локальную сеть. Устройство содержит каналы токов нулевой последовательности по числу контролируемых присоединений; канал напряжения нулевой последовательности; аналогово-цифровой преобразователь; микроконтроллер, информационные входы-выходы которого через интерфейс связи подключены к блоку индикации и управления. Микроконтроллер, осуществляет обработку сигналов, поступающих на входы, и подает дискретные воздействия на выходы устройства.
0
0
0
В известном устройстве идентификация ОЗЗ основана на следующем. Во время ОЗЗ в сети во вторичных обмотках трансформатора тока нулевой последовательности поврежденной и неповрежденных линий протекают токи, противоположные по направлению. При этом вектор 3I в поврежденной линии отстает от вектора 4U примерно на 90°, а в неповрежденных линиях вектора 3Io опережают вектор 3U приблизительно на 90° (Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учебник для вузов - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2006. - 639 с: ил.),.
Кроме того, для повышения достоверности селективного определения поврежденного присоединения или секции сборных шин при замыканиях на землю и устойчивости функционирования в переходных режимах, в известном устройстве дополнительно используют несколько признаков идентификации поврежденного присоединения, которые должны присутствовать одновременно. Первый из них основан на сравнении действующих значений токов всех присоединений - ток в поврежденном присоединении больше любого из токов неповрежденных (Борухман В.А., Иоэльсон В.И. Способ определения поврежденной электрической линии. А.С. №136445. Опубл. в «Бюл. изобрет. и товарных знаков», 1961, №5, Лебедев О.В., Шуин В.А. О защите от замыканий на землю компенсированных кабельных сетей 6-10 кВ с использованием принципа сравнения амплитуд переходных токов. - «Электричество», 1973, №12, с. 12-17).
Второй признак основан на сравнении токов присоединений по фазе: в неповрежденных присоединениях все токи совпадают по фазе, в поврежденном - вектор тока относительно других повернут на 180°.
0
0
0
На понижающих подстанциях в случае определения только двух присоединений, обтекаемых током при ОЗЗ, автоматически вводят третий признак идентификации - сопоставление углов между напряжением нулевой последовательности 3U и током 3I. Для поврежденного присоединения ток отстает от напряжения 3U примерно на 90°, для неповрежденного - опережает на 90°.
0
п
0
ср
ср
0
В известном устройстве микроконтроллер сравнивает оцифрованный сигнал напряжения нулевой последовательности 3U с пороговым значением U, значение которого задается через интерфейс связи в виде уставки. В случае если значение напряжения 3U, превышает пороговое значение, происходит запуск защиты и осциллографирования. Микроконтроллер запускает таймер отсчета времени срабатывания защиты t и выдает сигнал на дискретный выход, который удерживается от момента появления ОЗЗ до момента, когда происходит возврат защиты, т.е. сброс таймера отсчета времени срабатывания t. Одновременно сигналы тока нулевой последовательности 3I, поступают на вход микроконтроллера, который определяет количество присоединений, по которым протекает ток нулевой последовательности, вычисляет действующее значение этих токов, производит выделение трех номеров присоединений с наибольшими токами и сравнивает последние между собой по фазе. Отходящая линия считается поврежденной, если угол сдвига фаз между токами нулевой последовательности находится в диапазоне от 90 до 270°. Если угол сдвига фаз между токами нулевой последовательности находится в диапазоне от -90 до 90°, считается, что замыкание произошло на шинах.
Прежде всего, недостаток известного устройства состоит в том, что реализуемый в нем принцип идентификации ОЗЗ позволяет использовать известное устройство только в сетях с изолированной нейтралью или с нейтралью, заземленной через резистор, что сужает область его использования.
Кроме того, в настоящее время в сетях с изолированной нейтралью широко используют компенсацию емкостного, а в некоторых узлах и активного тока замыкания на землю (ОЗЗ). В результате токи замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью в сетях с точной настройкой компенсации снижаются до единиц ампер, что приводит к потере главного критерия определения присоединения с ОЗЗ и, при использовании известного устройства снижает достоверность полученных результатов, а также сужает область использования.
В известном устройстве отсутствует возможность индивидуального контроля каждого контролируемого присоединения с учетом его электрических и временных параметров, ввиду невозможности задания соответствующих уставок для конкретного присоединения, т.е. для каждого канала тока нулевой последовательности, что снижает как достоверность результатов выявления присоединения с ОЗЗ, так и сужает функциональные возможности известного устройства.
Кроме того, в известном устройстве отсутствуют средства, позволяющие соединять аналогичные устройства в локальную сеть в пределах контролируемого энергообъекта, что сужает функциональные возможности известного устройства, так как не позволяет с его помощью осуществлять централизованный мониторинг присоединений, принадлежащих различным секциям шин, для выявления присоединений с ОЗЗ.
Предлагаемая полезная модель решает задачу создания устройства сигнализации замыкания на землю, осуществление которого позволяет достичь технического результата, заключающегося в расширении области использования, в расширении функциональных возможностей, в повышении достоверности результатов определения поврежденного присоединения, в возможности объединения заявляемых устройств в локальную сеть и осуществления централизованного мониторинга состояния присоединений, принадлежащих к разным секциям шин, в расширении арсенала средств для определения поврежденного присоединения при однофазном замыкании на землю.
Сущность заявленной полезной модели заключается в том, что в устройстве сигнализации замыкания на землю, содержащем устройство приема, обработки и передачи информации, каналы токов нулевой последовательности по количеству контролируемых присоединений, канал напряжения нулевой последовательности, при этом входы каналов являются одноименными входами устройства, аналого-цифровой преобразователь, который входами подключен к выходам каналов, а выходами подключен к первым информационным входам устройства приема, обработки и передачи информации, новым является то, что устройство приема, обработки и передачи информации представляет собой цифровой процессор, первые информационные входы-выходы которого подключены с помощью интерфейса к разъему для сервисного обслуживания, а вторые информационные входы-выходы которого подключены с помощью интерфейса к разъему локальной сети, кроме того, дополнительно введены энергонезависимая память для хранения индивидуальных параметров, оперативный процессор, алфавитно-цифровой дисплей, цифровые часы, узел формирования сигнала неисправности, узел формирования сигнала однофазного замыкания на землю, при этом каналы токов нулевой последовательности идентичны и выполнены с возможностью выделения высокочастотной составляющей тока нулевой последовательности, а канал напряжения нулевой последовательности содержит два канала, один из которых выполнен с возможностью выделения высокочастотной составляющей, а второй выполнен с возможностью выделения низкочастотной составляющей напряжения нулевой последовательности, выходы каналов напряжения нулевой последовательности подключены к входам аналого-цифрового преобразователя, при этом процессор адресно-информационными входами-выходами подключен к энергонезависимой памяти, а третьи информационные входы-выходы процессора подключены к цифровым часам и информационным входам-выходам дополнительного процессора, информационный выход которого подключен к алфавитно-цифровому дисплею, кроме того, контрольный выход процессора подключен к узлу формирования сигнала неисправности, выход которого является одноименным выходом устройства, сигнальные выходы процессора подключены к узлу формирования сигнала однофазного замыкания на землю, выходы которого являются одноименными выходами устройства.
Технический результат достигается следующим образом.
Существенные признаки формулы полезной модели: «Устройство сигнализации замыкания на землю, содержащее устройство приема, обработки и передачи информации, каналы токов нулевой последовательности по количеству контролируемых присоединений, канал напряжения нулевой последовательности, при этом входы каналов являются одноименными входами устройства, аналого-цифровой преобразователь, который входами подключен к выходам каналов, а выходами подключен к первым информационным входам устройства приема, обработки и передачи информации, …» являются неотъемлемой частью заявленного устройства и обеспечивают его работоспособность, а, следовательно, обеспечивают достижение заявленного технического результата.
Наличие в заявленном устройстве каналов токов нулевой последовательности по количеству контролируемых присоединений, канала напряжения нулевой последовательности, при этом входы каналов являются одноименными входами устройства, обеспечивает возможность контроля конкретных присоединений, относящихся к одной секции шин, и мониторинга их состояния.
Как уже отмечалось выше, в настоящее время в сетях с изолированной нейтралью широко применяют компенсацию емкостного, а в некоторых узлах, и активного тока замыкания на землю (ОЗЗ). В результате точной настройки компенсации, в сети с изолированной нейтралью токи замыкания на землю с сотен ампер (в зависимости от параметров сети) снизились до единиц ампер, что привело к потере главного критерия определения присоединения с ОЗЗ.
0
0
В заявленном устройстве каналы токов нулевой последовательности идентичны и выполнены с возможностью выделения высокочастотной составляющей тока нулевой последовательности, а канал напряжения нулевой последовательности содержит два канала, один из которых выполнен с возможностью выделения высокочастотной составляющей (далее - высокочастотный канал напряжения 3U), а второй канал выполнен с возможностью выделения низкочастотной составляющей напряжения нулевой последовательности (далее - низкочастотный канал напряжения 3U). В результате это позволило в заявленном устройстве реализовать способ определения ОЗЗ, заключающийся в анализе параметров высокочастотных составляющих (ВЧС) тока нулевой последовательности 3Io и напряжения нулевой последовательности ЗШ переходного процесса ОЗЗ, параметры которого не зависят от способа заземления нейтрали. Это расширяет область использования заявленного устройства, так как обеспечивает возможность применения в трехфазной кабельной сети с напряжением 6, 10, 20, 35 кВ с изолированной, резистивно-заземленной, резонансно-заземленной, комбинированно-заземленной и полностью компенсированной нейтралью, т.е. - независимо от способа заземления нейтрали. При этом заявляемое устройство реализует способ идентификации ОЗЗ в присоединении, суть которого заключается в том, что замыкание на землю (пробой фазной изоляции), как правило, происходит вблизи максимума амплитуды фазного напряжения, в момент максимального заряда распределенной емкости «фаза-земля» повреждающейся фазы всех присоединений. В результате амплитуда тока 31о высокочастотного переходного процесса много выше амплитуды тока промышленной частоты установившегося ОЗЗ, что позволяет получить достаточно высокую чувствительность к входным сигналам и повышает достоверность результатов определения поврежденного присоединения. Одновременно фиксируют наличие опережения емкостным током высокочастотной составляющей тока 3Io на 90 электрических градусов инвертированной высокочастотной составляющей напряжения 3Uo (Тезисы доклада, конференция “Релейная защита и автоматика - 2009”, Москва, ВВЦ, Выставочный павильон “Электрификация” 7-9 апреля 2009 г.).
Аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) с соответствующим подключением к входным каналам - преобразует аналоговый сигнал в цифровой, обеспечивая работоспособность процессора.
Цифровой процессор по заданной программе принимает информацию с выхода АЦП, обрабатывает и передает информацию через вторые информационные входы-выходы, подключенные с помощью интерфейса к разъему локальной сети.
В заявленном устройстве процессор обеспечивает:
- определение наличия однофазного замыкания на землю на каждом контролируемом присоединении (принадлежащем одной секции шин);
- формирования сигнала наличия однофазного замыкания на землю;
- ввод и хранение уставок;
- фиксацию значений высокочастотных составляющих токов и напряжений нулевой последовательности в момент аварии;
- возможность объединения заявленных устройств в локальную сеть;
- синхронизацию по локальному интерфейсу соединенных в локальную сеть заявленных устройств посредством цифровых часов;
- формирование журнала на 300 событий с сохранением информации при пропадании оперативного питания;
- передачу по интерфейсу локальной сети параметров аварии;
- ввод и изменение уставок по интерфейсу локальной сети, либо с помощью меню настройки в энергонезависимой памяти для хранения индивидуальных параметров.
При этом, благодаря тому, что первые информационные входы-выходы процессора подключены с помощью интерфейса к разъему для сервисного обслуживания, обеспечивается возможность перепрограммирования процессора в процессе эксплуатации заявляемого устройства, что расширяет функциональные возможности заявляемого устройства.
Возможность объединения заявленных устройств в локальную сеть обеспечивается, во-первых, благодаря тому, что устройство приема, обработки и передачи информации представляет собой цифровой процессор, и, во-вторых, благодаря подключению второго информационного входа-выхода процессора с помощью интерфейса к разъему для подключения локальной сети, а также благодаря введению цифровых часов, управляемых процессором (процессор третьими информационными входами-выходами подключен к цифровым часам), что обеспечивает возможность синхронизации совместной работы заявленных устройств, объединенных в локальную сеть, т.е. обеспечивает работоспособность образуемой локальной сети. В результате, с помощью заявленного устройства осуществляют централизованный мониторинг наличия присоединений с ОЗЗ, принадлежащих различным секциям шин, что расширяет функциональные возможности заявленного устройства, а также расширяет область его использования.
Процессор программно выполняет самодиагностику устройства, что также повышает достоверность результатов контроля наличия ОЗЗ на присоединениях. При этом контрольный выход процессора подключен к узлу формирования сигнала неисправности, выход которого является одноименным выходом устройства. В результате на выходе устройства формируется сигнал результата самодиагностики: ДА/НЕТ (исправен/неисправен).
Сигнальные выходы процессора подключены к узлу формирования сигнала однофазного замыкания на землю, выходы которого являются одноименными выходами устройства с первого по четвертый. В результате на соответствующих выходах устройства формируются сигналы наличия ОЗЗ на конкретном контролируемом присоединении, которые можно вывести и на световые индикаторы, и на исполнительные органы для отключения присоединения с ОЗЗ.
Введение энергонезависимой памяти для хранения индивидуальных параметров позволяет задавать для каждого канала тока нулевой последовательности индивидуальные параметры идентификации ОЗЗ, учитывающие электрические и временные параметры контролируемого присоединения, что расширяет функциональные возможности заявляемого устройства. Выполнение памяти для хранения индивидуальных параметров энергонезависимой снижает возможность потери информации, необходимой для идентификации ОЗЗ в присоединениях. В результате повышается достоверность результатов выявления присоединения с ОЗЗ.
Подключение энергонезависимой памяти адресной шиной к процессору обеспечивает возможность введения в память переменных параметров устройства с помощью меню настройки, либо через интерфейс локальной сети. При этом в память загружают следующую переменную информацию:
- уставки защиты (общие и индивидуальные по каналам);
- текущее время;
- параметры работы в локальной сети (идентификатор устройства, скорость обмена по локальной сети);
- режим светодиодной сигнализации об ОЗЗ.
При этом параметрами уставок, общими для всех каналов, являются:
0
-порог по высокочастотной составляющей 3U;
0
0
- частота среза фильтров, выделяющих высокочастотные составляющие сигналов токов 3I и напряжения 3U.
Параметрами уставок, индивидуальными для каждого канала, являются:
0
- порог по высокочастотной составляющей 3I;
- задержка срабатывания.
Кроме того, подключение энергонезависимой памяти адресно-информационной шиной к процессору позволяет, используя интерфейс локальной сети, оперативно перенастраивать заявленное устройство при смене контролируемых присоединений, что также расширяет функциональные возможности заявленного устройства.
Оперативный цифровой процессор, подключенный к алфавитно-цифровому дисплею и к третьим информационным входам-выходам процессора, обеспечивает сохранение в журнале всех происходящих событий в процессе мониторинга контролируемых присоединений, а также управляет отображением текущих событий устройства на алфавитно-цифровом дисплее, что повышает достоверность результатов контроля наличия ОЗЗ на присоединениях.
o
Из вышеизложенного следует, что работа заявляемого устройства сигнализации замыкания на землю основана на анализе параметров высокочастотных составляющих тока нулевой последовательности 3Io и напряжения нулевой последовательности 3U переходного процесса ОЗЗ; заявляемое устройство сигнализации замыкания на землю может быть использовано для выявления присоединения с ОЗЗ в трехфазной сети с любым видом заземления нейтрали; имеет возможность перепрограммирования процессора при эксплуатации заявляемого устройства; позволяет задавать для каждого канала тока нулевой последовательности индивидуальные параметры уставок, что обеспечивает возможность индивидуального контроля каждого присоединения; имеет возможность объединения в локальную сеть для осуществления централизованного мониторинга состояния контролируемых присоединений, принадлежащих к разным секциям шин контролируемого энергообъекта.
Таким образом, предлагаемое устройство сигнализации замыкания на землю при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в расширении области использования, в расширении функциональных возможностей, в повышении достоверности результатов определения поврежденного присоединения, в возможности объединения заявляемых устройств в локальную сеть и осуществления централизованного мониторинга состояния присоединений, принадлежащих к разным секциям шин, в расширении арсенала средств для определения поврежденного присоединения при однофазном замыкании на землю.
На фиг. 1 изображена функциональная схема заявляемого устройства сигнализации замыкания на землю; на фиг. 2 - схема подключения заявляемого устройства к контролируемому присоединению.
n
n
1
2
1
2
n
n
n
1
2
n
n
Заявляемое устройство сигнализации замыкания на землю содержит процессор 1, каналы 2 токов нулевой последовательности по количеству контролируемых присоединений, канал 3 напряжения нулевой последовательности; аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4; энергонезависимая память 5 для хранения индивидуальных параметров, оперативный процессор 6, алфавитно-цифровой дисплей 7, цифровые часы 8, узел 9 формирования сигнала неисправности, узел 10 формирования сигнала однофазного замыкания на землю. Первые информационные входы-выходы 11 процессора 1 подключены с помощью интерфейса к разъему для сервисного обслуживания, а вторые 12 информационные входы-выходы которого подключены с помощью интерфейса к разъему для подключения локальной сети. Каналы 2 токов нулевой последовательности идентичны и выполнены с возможностью выделения высокочастотной составляющей тока нулевой последовательности. Канал 3 напряжения нулевой последовательности содержит 2 канала 3 и 3. Канал 3 выполнен с возможностью выделения высокочастотной составляющей напряжения нулевой последовательности. Канал 3 выполнен с возможностью выделения низкочастотной составляющей напряжения нулевой последовательности. Входы каналов 2 и 3 являются одноименными входами 13 и 14 устройства соответственно. Аналого-цифровой преобразователь входами подключен к выходам каналов 2, 3 и 3, а выходами подключен к первым 15 информационным входам процессора 1, который адресно-информационными входами-выходами 16 подключен к энергонезависимой памяти 5, а третьи информационные входы-выходы 17 процессора 1 подключены к цифровым часам 8 и информационным входам-выходам дополнительного процессора 6, информационный выход которого подключен к алфавитно-цифровому дисплею 7. Контрольный выход 18 процессора 1 подключен к узлу 9 формирования сигнала неисправности, выход 19 которого является одноименным выходом устройства; сигнальные выходы 20 процессора 1 подключены к узлу 10 формирования сигнала однофазного замыкания на землю, выходы которого 21 являются одноименными выходами устройства.
n
1
n
n
1
n
Каналы 2 токов нулевой последовательности и высокочастотный канал 3 напряжения нулевой последовательности содержат, например, фильтры высокой частоты 22 и 23 (ФВЧ), входы которых являются соответствующими входами каналов 2 и 3 а выходы ФВЧ 22 и 23 являются выходами соответствующего канала.
2
2
Низкочастотный канал 3 напряжения нулевой последовательности содержит, например, фильтр низкой частоты 24 (ФНЧ), вход которого является соответствующим входом канала 3, а выход ФНЧ 24 является выходом соответствующего канала.
В качестве процессора может быть использован, например, 32-разрядный микропроцессор архитектуры ARM7. В состав процессора входят часы реального времени 8, АЦП 4 и дополнительный процессор 6.
В качестве энергонезависимой памяти 5 может быть использована память типа EEPROM.
В качестве интерфейса для подключения первых информационных входов-выходов 11 процессора 1 с помощью интерфейса к разъему для сервисного обслуживания может использоваться интерфейс RS-232.
В качестве интерфейса локальной сети 12 может использоваться интерфейс CAN.
Узел 9 формирования сигнала неисправности и узел 10 формирования сигнала однофазного замыкания на землю, например, представляют собой коммутаторы, выполненные на реле, на обмотку которых поступает входной сигнал узла, а контакты срабатывают при наличии входного сигнала.
Заявляемое устройство сигнализации замыкания на землю работает следующим образом.
n
n
n
Устройство используют совместно с измерительными трансформаторами тока 25 нулевой последовательности и с измерительным трансформатором напряжения 26, которые подключают к входам 13, 14 соответствующих каналов 2 и 3 (фиг. 2). На фиг. 2 показан пример выполнения для контроля четырех присоединений 31. Вход 14 канала 3 напряжения нулевой последовательности подключен к контролируемой сети посредством обмотки 27 нулевой последовательности измерительного трансформатора напряжения. Входы 29 устройства подключают к стабилизированному источнику питания (не показан).
Работой устройства программно управляет процессор 1. Программа для процессора разработана предприятием ООО ВП «НТБЭ».
0
0
Действие заявляемого устройства основано на фиксации полярностей первых полуволн высокочастотных составляющих (ВЧС) тока 3I и напряжения нулевой последовательности 3U, возникающих при однофазных замыканиях на землю (ОЗЗ).
Устройство может применяться в качестве защиты, либо для сигнализации о поврежденных элементах сети (по усмотрению эксплуатирующей организации).
Устройство обеспечивает выполнение следующих функций:
- определение наличия однофазного замыкания на землю на каждом контролируемом присоединении (принадлежащем одной секции шин);
- формирования сигнала наличия однофазного замыкания на землю;
- ввод и хранение уставок;
- фиксацию значений высокочастотных составляющих токов и напряжений нулевой последовательности в момент аварии;
- возможность объединения заявленных устройств в локальную сеть;
- синхронизацию по локальному интерфейсу 12 соединенных в локальную сеть заявленных устройств посредством цифровых часов 8 - встроенные в процессор 1 часы реального времени;
- формирование журнала на 300 событий с сохранением информации при пропадании оперативного питания;
- передачу с помощью интерфейса 12 по локальной сети параметров аварии;
- ввод и изменение уставок по интерфейсу 12 локальной сети в энергонезависимой памяти 5 для хранения индивидуальных параметров;
- отображение информации о параметрах аварии на алфавитно-цифровом дисплее 7.
Перед началом работы и в процессе выполнения мониторинга состояния присоединений процессор 1 выполняет самодиагностику исправности устройства в форме тестирования.
Самодиагностику устройство выполняет при подаче питания, при сбросе питания, при зависании. В этом случае процессор 1 устройства выполняет самотестирование отдельных элементов схемы. Проверяет работоспособность ОЗУ, часов реального времени 8, алфавитно-цифрового дисплея 7, наличие карты памяти, корректность уставок, хранящихся в энергонезависимой памяти 5. При обнаружении ошибки процессор 1 через оперативный процессор 6 выдает текстовое сообщение на алфавитно-цифровой дисплей 7 и на вход узла 9 формирования сигнала неисправности. В результате в узле 9 замыкаются контакты реле контроля работоспособности и сигналом с выхода 19 узла 9 на передней панели устройства (фиг. 2) зажигается индикатор 19 «Отказ». Процессор дальнейшую работу устройства блокирует.
В процессе работы процессор 1 периодически выполняет сброс внутреннего сторожевого таймера, а также внешнего аппаратного таймера, управляющего реле контроля работоспособности. В случае зависания программы процессор 1 выполняет перезапуск.
Узел 9 формирования сигнала неисправности формирует сигнал неисправности также в случае выхода из строя процессора 1 или пропадания его питания.
В режиме ожидания события устройство работает следующим образом.
0
0
0
Устройство постоянно контролирует напряжение 3U, поступающее с обмотки нулевой последовательности 27 измерительного трансформатора напряжения 26 секции шин. Для определения наличия ОЗЗ процессор анализирует амплитуду низкочастотной составляющей напряжения 3U, пропущенного через ФНЧ 24. В случае превышения амплитуды низкочастотной составляющей напряжения 3U значения уставки для фиксации ОЗЗ, происходит включение светодиода 30 «Сигнал».
0
0
0
Одновременно сигналы напряжения 3U и токов 3I пропускают через ФВЧ, частота среза которых задается уставкой (общей для всех каналов). Устройство постоянно отслеживает появление высокочастотных импульсов в каналах 3I и определяет их длительность и амплитуду.
ОЗЗ на контролируемом присоединении регистрируют при соблюдении следующих условий:
0
а) амплитуда высокочастотной составляющей тока 3I выше порогового значения, заданного уставкой;
0
б) амплитуда высокочастотной составляющей напряжения 3U выше порогового значения, заданного уставкой.
0
0
в) первая полуволна высокочастотной составляющей тока 3I примерно на 90° опережает первую полуволну высокочастотной составляющей 3U (проверка соответствия фазовых сдвигов);
0
г) амплитуда низкочастотной составляющей напряжения 3U выше порогового значения в течение времени уставки.
Для каждого импульса высокочастотной составляющей тока нулевой последовательности процессор 1 устройства определяет наличие одного из трех возможных событий:
- выполнение условий «а», «б», «в» - дуговой пробой на контролируемом присоединении;
- выполнение условий «а» и «б» - дуговой пробой на другом присоединении (несоответствие фазовых сдвигов);
- иначе неопределенное состояние
n
Для повышения надежности распознавания ОЗЗ процессор выполняет подсчет количества видов пробоев на каждом присоединении с момента начала ОЗЗ. Сигнал о наличии ОЗЗ на контролируемом присоединении (выходы 21) процессор 1 формирует только при условии, что на момент выполнения условия «г» большее количество пробоев было распознано, как произошедшее на этом присоединении.
Если ОЗЗ завершилось раньше наступления уставки по времени, то при соблюдении всех остальных условий регистрируется кратковременное самоустранившееся ОЗЗ (клевок). Сигнал в этом случае процессор 1 не выдает, осуществляет запись в журнал событий и сохраняет информацию о событии в буфер обмена для передачи по интерфейсу 12.
1
4
Индикация состояния прибора осуществляется светодиодными индикаторами: «Питание» 29, «Сигнал» 30, «Отказ» (19) и «ОЗЗ на присоединении» - продублированы позиционными обозначениями выходов сигналов ОЗЗ 21-21 (фиг. 2).
Индикатор «Питание» 29 показывает наличие напряжения на выходе источника питания.
Индикатор «Сигнал» 30 непрерывно горит при наличии ОЗЗ на секции шин.
n
Светодиод «ОЗЗ на присоединении» включается при обнаружении ОЗЗ на соответствующем контролируемом присоединении 13 и продолжает гореть до тех пор, пока сохраняется состояние ОЗЗ.
На алфавитно-цифровом дисплее 7 отображается текущее состояние устройства или меню. Если меню не активировано, то в верхней строке отображается текущее время, в нижней - режим работы.
В журнале событий процессор 1 отображает время события, код и два численных параметра. Коды событий приведены в таблице. При входе в режим просмотра отображение начинается с последнего записанного события.
В меню «настройки» прибора или с помощью интерфейса локальной сети 12 CAN изменяют следующие параметры заявляемого устройства.
Переменные параметры:
- уставки защиты (общие и индивидуальные по каналам);
- текущее время;
- параметры работы в локальной сети (идентификатор устройства, скорость обмена по сети);
- режим светодиодной сигнализации об ОЗЗ. Параметрами, общими для всех каналов, являются:
0
- порог по высокочастотной составляющей 3U;
0
0
- частота среза фильтров, выделяющих высокочастотные составляющие сигналов токов 3I и напряжения 3U.
Параметрами, индивидуальными для каждого канала, являются:
0
- порог по высокочастотной составляющей 3I;
- задержка срабатывания.
В настоящее время заявляемое устройство сигнализации замыкания на землю реализовано предприятием ООО ВП «НБЭ».
Прибор реализован со следующими техническими характеристиками:
количество контролируемых присоединений -
4;
диапазон измерений по входам токов 3Io -
±10 А;
диапазон измерений по входу напряжения 3Uо -
±200 В;
диапазон изменения порога по высокочастотной составляющей тока 3Io - от 0,1 А до 9,4 А;
диапазон изменения порога по высокочастотно составляющей напряжения 3Uo -
от 1 В до 20 В;
o
порог по низкочастотной составляющей 3U (на частоте 50 Гц) - 30 В;
диапазон изменения задержек срабатывания -
0,05 с - 1,5 с;
количество выходных реле: контроля работоспособности -
1;
сигнализации замыкания на землю -
4.