УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ В ПРИСОЕДИНЕНИИ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к средствам релейной защиты от однофазных замыканий на землю.
Уровень техники
В электроэнергетике широко известно устройство защиты от однофазных замыканий на землю в трехфазных сетях с изолированной нейтралью по напряжению нулевой последовательности [1]. Основа алгоритма действия этого устройства - измерение и контроль напряжения нулевой последовательности контролируемого объекта. При этом выявляется лишь факт возникновения однофазного замыкания на землю в сети и не определяется, в каком именно присоединении произошло замыкание на землю.
Наиболее близким по технической сущности решением является устройство токовой защиты, содержащее датчик тока нулевой последовательности присоединения заземляющих устройств, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, ко второму входу первого блока сравнения подключен выход первого блока задания параметров срабатывания, выход первого блока сравнения подключен к первому входу блока сигнализации и управления выключателем.
Устройство измеряет ток нулевой последовательности присоединения заземляющих устройств в месте присоединения к трехфазной электрической сети, сравнивает этот ток с его допустимым значением, и если текущее значение измеренного тока превышает допустимое значение, то формирует соответствующий информационный сигнал и управляющий сигнал на отключение присоединения [2].
Недостатком известного устройства является низкая чувствительность к замыканиям на землю, которые могут возникать в цепях заземления, соединяющих нейтраль контролируемой сети с землей.
Раскрытие сущности полезной модели
Целью предложенной полезной модели является повышение чувствительности защиты, устанавливаемой на присоединениях заземляющих устройств.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве защиты от однофазных замыканий на землю в присоединении заземляющих устройств, содержащем датчик тока нулевой последовательности присоединения заземляющих устройств, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, ко второму входу первого блока сравнения подключен выход первого блока задания параметров срабатывания, выход первого блока сравнения подключен к первому входу блока сигнализации и управления выключателем, дополнительно введены блок вычисления разности токов, первый вход которого соединен с выходом датчика тока нулевой последовательности присоединения заземляющих устройств, датчик тока заземляющих устройств, выход которого соединен со вторым входом блока вычисления разности токов, второй блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления разности токов, выход второго блока сравнения соединен со вторым входом блока сигнализации и управления выключателем, второй вход блока сравнения соединен с выходом второго блока задания параметров срабатывания.
При комбинированном заземлении нейтрали (например, через дугогасящий реактор и заземляющий резистор) датчик тока заземляющих устройств выполняется суммирующим токи всех заземляющих устройств, причем, количество входов суммирующего датчика тока заземляющих устройств равно количеству заземляющих устройств.
Кроме этого, при наличии датчиков тока отдельных фаз в месте присоединения к трехфазной электрической сети, датчик тока нулевой последовательности присоединения заземляющих устройств выполняется в виде векторного сумматора токов отдельных фаз.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена структурная схема устройства защиты от однофазных замыканий на землю в присоединении заземляющих устройств.
С
Схема содержит: контролируемую электроустановку: источник питания сети Е, шину присоединений, выключатель Q, линию, соединяющую шину трехфазной сети с устройствами заземления, нейтралеобразующий трансформатор или нейтралеобразующий фильтр, заземляющие устройства, датчик 1 тока нулевой последовательности, и датчик 6 тока заземляющих устройств, блоки устройства защиты, которые реализуют преобразования сигналов. Первый 2 и второй 7 блоки сравнения сигналов, первый 3 и второй 8 блоки задания параметров срабатывания, блок 5 вычисления разности токов, блок 4 сигнализации и управления выключателем.
ЗАЗ
ЗАЗ
На фиг. 2 приведена вторая структурная схема устройства, на которой дополнительно показаны отдельные элементы заземления нейтрали сети: индуктивность дугогасящего реактора L, заземляющий резистор R, суммирующий датчик 9 тока заземляющих устройств.
На фиг. 3 приведена третья структурная схема устройства, на которой дополнительно показаны датчики фазных токов присоединения заземляющих устройств, при использовании которых ток нулевой последовательности присоединения определяется путем суммирования токов отдельных фаз датчиком 10 суммарного тока фаз.
Осуществление полезной модели Заземление нейтрали распределительной сети через индуктивное, активное или активно-индуктивное сопротивления позволяет решить ряд проблем распределительных сетей, связанных с перенапряжениями и релейной защитой от однофазных замыканий на землю. Но замыкания на землю неизбежно могут возникать и в самих устройствах заземления нейтрали. Для выявления и локализации повреждений в этих устройствах заземления нейтрали (например, дугогасящих реакторах, дугогасящих агрегатах и заземляющих резисторах) необходима специальная защита, зона действия которой охватывает полностью все присоединение заземляющих устройств от места подключения к шинам подстанции до места соединения с заземлением.
Предложенное устройство защиты от однофазных замыканий на землю в присоединении заземляющих устройств может быть реализовано в соответствии со схемой, показанной на фиг. 1, и работает следующим образом.
Измеряют ток нулевой последовательности присоединения заземляющих устройств в месте присоединения к трехфазной электрической сети, сравнивают этот ток с его допустимым значением, если текущее значение измеренного тока превышает допустимое значение, то формируют соответствующий информационный сигнал и управляющий сигнал на отключение присоединения.
Для того, чтобы повысить чувствительность защиты при замыканиях на землю в цепях, соединяющих нейтраль сети с землей измеряют ток в заземляющих устройствах в месте присоединения их к земле, определяют разность тока нулевой последовательности присоединения и тока заземляющих устройств в месте присоединения их к земле, сравнивают эту разность с предельно допустимым значением. Если значение разности токов превышает допустимое значение, то формируют соответствующий информационный сигнал и управляющий сигнал на отключение присоединения.
Кроме этого, при комбинированном заземлении нейтрали через дугогасящий реактор и заземляющий резистор токи дугогасящего реактора и заземляющего резистора суммируются. Суммарный ток представляет собой ток заземляющих устройств в месте соединения их с землей.
При наличии датчиков тока отдельных фаз в месте присоединения к трехфазной электрической сети токи фаз суммируют и используют эту сумму в качестве тока нулевой последовательности.
Применение предложенного устройства позволяет повысить чувствительность защиты при замыканиях на землю в цепях, соединяющих нейтраль сети с землей. Замыкания именно в этих цепях могут оставаться незамеченными при использовании традиционных способов защиты. Контроль разности токов нулевой последовательности в начале и в конце присоединения заземляющих устройств позволяет контролировать 100%
оборудования этого присоединения, своевременно выявлять повреждения, и, следовательно, предотвращать развитие возможных аварийных ситуаций.
Источники информации:
1. Чернобровов Н.В. Релейная защита. - М.: Энергия, 1974, 680 с.
2. Федосеев A.M. Релейная защита электрических систем. - М.: Энергия, 1976, 560 с.