УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ МНОГОФАЗНОЙ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ОТ ПОСЛЕДСТВИЙ ОБРЫВА НУЛЕВОГО ПРОВОДА

Устройство защиты многофазной воздушной линии электропередачи от последствий обрыва нулевого провода
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты многофазной воздушной линии электропередачи от последствий обрыва нулевого провода, например, повышения напряжения сверх допустимого у однофазных потребителей.
Известно устройство для защиты воздушной линии электропередачи от обрыва проводов, в том числе и нулевого провода (см. а.с. СССР № 1164818, Н02Н 5/10, 1985), содержащее размещенный на трансформаторной подстанции аппарат защиты, выявитель обрыва проводов, работа которого основана на контроле симметрии токов четных гармоник, блок управления аппаратом защиты, связанный с выявителем обрыва нулевого провода, и размещенный в конце защищаемой линии электропередачи блок создания токов четных гармоник, соединенный с фазными и нулевым проводами, а также через диод - с землей, образуя замкнутую цепь: трансформаторная подстанция - воздушная линия электропередачи - блок создания токов четных гармоник - земля трансформаторная подстанция. В данной цепи при нормально функционирующих нулевом и фазных проводах токи четных гармоник образуют симметричную систему.
При обрыве, например, нулевого провода блок создания токов четных гармоник реагирует на степень несимметрии нагрузок по фазам. При превышении напряжением номинального значения симметричность системы токов четных гармоник нарушается. Это фиксируется выявителем обрыва проводов, который через блок управления подает сигнал на аппарат защиты.
Последний производит защитное отключение линии электропередачи.
Данное устройство является достаточно сложным по конструкции, а его работа не учитывает сезонную нестабильность сопротивления земли, являющейся звеном цепи, по которой протекают токи четных гармоник. Сезонное изменение сопротивления земли вызовет изменение условий работы устройства, что, в свою очередь, повлечет или несрабатывание защиты, или необоснованное ее срабатывание, значительно снижающее эффективность использования данного устройства.
Наиболее близким к предложенному является устройство защиты воздушной линии электропередачи от последствий обрыва нулевого провода, содержащее размещенный в начале защищаемой линии электропередачи аппарат защиты, исполнительный орган, связанный с аппаратом защиты, и выявитель обрыва нулевого провода, связанный с исполнительным органом (см. а.с. СССР № 945938, Н02Н 5/10, 1982).
В качестве выявителя обрыва нулевого провода в данном устройстве защиты использован фильтр тока нулевой последовательности, настроенный на двухполупериодный сигнал, вырабатываемый заземленными элементами устройства защиты, установленными в начале и в конце защищаемой линии электропередачи и соединенными с нулевым проводом и с одним из фазных проводов. При обрыве нулевого провода целостность цепи устройства защиты нарушается, и на фильтре тока нулевой последовательности появляется однополупериодный сигнал. Это приводит к появлению отключающего сигнала, который через исполнительный орган
передается на аппарат защиты, обеспечивающий защитное отключение линии электропередачи. Для избежания ложного срабатывания устройства защиты входящий в устройство токоограничивающий резистр настраивают на величину, определяемую по некоторому соотношению.
2 Однако в состав данного соотношения входят такие показатели как
сопротивление контура заземления подстанции и сопротивление участка земли от места установки исполнительного органа до конца контролируемого участка сети, которые подвержены сезонным изменениям, никак не учтенным в данной разработке.
Сезонная нестабильность сопротивления земли приведет к сбою настройки всего устройства защиты, что повлечет за собой ложные срабатывания. Или же потребуется постоянная перенастройка элементов устройства в зависимости от сезонных колебаний, что значительно усложняет эксплуатацию данного устройства защиты, которое также является достаточно сложным по конструктивному выполнению.
В основу настоящей полезной модели положена задача упрощения конструкции и повышения надежности устройства защиты многофазной воздушной линии электропередачи от последствий обрыва нулевого провода за счет обеспечения независимости его функционирования от сезонного изменения сопротивления земли.
Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в устройстве защиты многофазной воздушной линии электропередачи от последствий обрыва нулевого провода, предназначенном для подсоединения к проводам в конце защищаемой линии электропередачи, и содержащем выявитель обрыва нулевого провода и связанный с ним исполнительный орган, в качестве выявителя обрыва нулевого провода применен блок реле контроля напряжения с входами, предназначенными для подсоединения к фазным и нулевому проводам, и выходом, а в качестве исполнительного органа - короткозамыкатель с силовыми контактами, защелкивающим механизмом и катушкой, соединенной с выходом блока реле контроля напряжения, при этом подвижные части силовых контактов в количестве, соответствующем количеству фазных проводов защищаемой линии
3 электропередачи, соединены между собой, а их неподвижные части
предназначены для подсоединения каждая к отдельному фазному проводу.
Использование в качестве выявителя обрыва нулевого провода блока реле контроля напряжения, а в качестве исполнительного органа короткозамыкателя, никак не связанных с землей, позволяет избежать зависимости устройства защиты от сезонной нестабильности сопротивления земли, а также значительно упростить его конструктивное выполнение.
Применение короткозамыкателя с защелкивающим механизмом обеспечивает гарантированное срабатывание аппарата защиты, установленного в начале воздушной линии электропередачи.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена функциональная схема устройства защиты многофазной воздушной линии электропередачи от последствий обрыва нулевого провода.
Устройство защиты состоит из выявителя обрыва нулевого провода, в качестве которого применен блок реле контроля напряжения 1, и исполнительного органа, в качестве которого использован короткозамыкатель 2 с катушкой 3, силовыми контактами 4 и защелкивающим механизмом ( на чертеже не показан).
Входы блока реле контроля напряжения 1 предназначены для подсоединения к фазным А, В, С и нулевому N (PEN) проводам защищаемой линии, а выход соединен с катушкой 3 короткозамыкателя 2. Подвижные части силовых контактов 4 в количестве, соответствующем количеству фазных проводов защищаемой линии электропередачи, соединены между
собой, а их неподвижные части предназначены для подсоединения каждая к отдельному фазному проводу.
Устройство защиты предназначено для подсоединения к фазным А, В, С и нулевому N (PEN) проводам в конце защищаемой линии электропередачи, в начале которой установлен аппарат защиты 5.
4 Устройство защиты работает следующим образом.
В нормальном режиме работы линии, при неповрежденном нулевом проводе, блок реле контроля напряжения 1 сравнивает напряжение каждой из фаз с пороговым напряжением, которое принимается, например, 1,2 от номинального. При этом на катушке 3 короткозамыкателя 2 напряжение отсутствует и силовые контакты 4 разомкнуты.
В случае обрыва нулевого провода происходит нарушение симметрии нагрузки, и блок реле контроля напряжения 1 фиксирует превышение напряжением какой-либо из фаз порогового значения и выдает сигнал на катушку 3 короткозамыкателя 2. В результате силовые контакты 4 замыкаются и фиксируются в данном положении защелкивающим механизмом, создавая в конце защищаемой линии электропередачи короткое замыкание, вызывающее срабатывание аппарата защиты 5, который, размыкая контакты силовой цепи, отключает воздушную линию электропередачи.
При замыкании силовых контактов 4 короткозамыкателя 2 напряжение на фазных проводах в конце защищаемой линии электропередачи исчезает, что ведет к обесточиванию подсоединенного к ним блока реле контроля напряжения 1 и, как следствие, к обесточиванию катушки 3, вызывающему размыкание силовых контактов 4. В результате короткое замыкание будет настолько кратковременным, что аппарат защиты 5, находящийся в начале защищаемой линии электропередачи, может не успеть отреагировать на него. Для избежания этого и применяется защелкивающий механизм, фиксирующий силовые контакты 4 короткозамыкателя 2 в замкнутом положении.
Авторы:О ///1Е.М.Феськов
5
Формула полезной модели
Устройство защиты многофазной воздушной линии электропередачи от последствий обрыва нулевого провода, предназначенное для подсоединения к проводам в конце защищаемой линии электропередачи, и содержащее выявитель обрыва нулевого провода и связанный с ним исполнительный орган, отличающееся тем, что в качестве выявителя обрыва нулевого провода применен блок реле контроля напряжения с входами, предназначенными для подсоединения к фазным и нулевому проводам, и выходом, а в качестве исполнительного органа - короткозамыкатель с силовыми контактами, защелкивающим механизмом и катушкой, соединенной с выходом блока реле контроля напряжения, при этом подвижные части силовых контактов в количестве, соответствующем количеству фазных проводов защищаемой линии электропередачи, соединены между собой, а их неподвижные части предназначены для подсоединения каждая к отдельному фазному проводу.
Авторы:( ////Е.М.Феськов
f Т.Ю.Дмитриева
&w4r
Устройство защиты многофазной воздушной линии электропередачи от последствий оВрыьа нулевого провода