способ осуществления селективности защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью

Формула изобретения

Способ селективного отключения однофазного замыкания на землю в многофазной сети с изолированной нейтралью, заключающийся в преобразовании и сравнении сигналов полученных от датчиков тока и напряжения нулевой последовательности, когда сигнал от датчика тока нулевой последовательности интегрируется и далее, вместе с сигналом от датчика напряжения нулевой последовательности направляется по двум параллельным цепям, в одной из которых формируется модуль их суммы, а в другой - модуль их разности, формируется разность сигналов с выходов этих цепей, которая подается на вход апериодического звена первого порядка, выходной сигнал с которого используется для селективного отключения однофазного замыкания на землю.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам релейной защиты электрических сетей с изолированной нейтралью от однофазных замыканий на землю. Известные способы осуществления селективности работы таких защит основываются на реализации реле направления мощности нулевой последовательности основной гармоники. При этом для выделения основной гармоники на входе таких защит включены активные или пассивные фильтры. Такие защиты позволяют селективно отключать замыкания на землю через малое сопротивление (металлические замыкания). Предлагаемый способ обеспечения селективности защиты базируется на известных математических выражениях:

где А и В - любые физические величины.

При однофазных замыканиях на землю в сети с изолированной нейтралью появляется напряжение нулевой последовательности и ток нулевой последовательности. Причем, перевернутый на сто восемьдесят электрических градусов, вектор тока нулевой последовательности на поврежденном присоединении опережает вектор напряжения нулевой последовательности на девяносто электрических градусов основной гармоники электрического тока, на неповрежденном присоединении он отстает от вектора напряжения нулевой последовательности на такой же угол.

Технический результат заключается в обеспечении селективности при однофазных замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью.

На чертеже приведена схема устройства, реализующего способ осуществления селективности защиты от однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью.

В блоке 1 осуществляют интегрирование тока нулевой последовательности, а в блоке 2 формируют разность сигналов напряжения нулевой последовательности и выхода блока 1. В блоке 3 формируют модуль сигнала с выхода блока 2. В блоке 4 формируют сумму сигналов напряжения нулевой последовательности и выхода блока 1. В блоке 5 формируют модуль сигнала с выхода блока 4. В блоке 6 производят вычитание сигналов с выхода блока 3 и блока 5. Сигнал с выхода блока 6 подают на вход блока 7, представляющего собой апериодическое звено первого порядка. Сигнал с выхода блока 7 сравнивают с уставкой, при превышении которой формируют сигнал отключения.

Для реализации предлагаемого способа осуществления селективности защиты от однофазных замыкания на первом этапе преобразования входных сигналов осуществляется интегрирование сигнала, полученного от датчика тока нулевой последовательности и перевернутого на сто восемьдесят электрических градусов. При этом происходит сдвиг в сторону опережения на девяносто электрических градусов всех гармонических составляющих, присутствующих в сигнале. При этом основная составляющая вектора выходного сигнала интегратора окажется в противофазе с вектором основной гармоники напряжения нулевой последовательности на поврежденном присоединении и в фазе на неповрежденном присоединении.

Далее преобразование сигналов производится в двух параллельных каналах. В первом канале формируется модуль суммы сигналов с выхода датчика напряжения нулевой последовательности и выходного сигнала интегратора, во втором канале формируется модуль разности этих сигналов.

Далее формируется разность сигналов, полученных на выходах первого и второго каналов, и полученный сигнал подается на вход блока с передаточной функцией апериодического звена первого порядка.

При этом, если устройство, функционирующее по предлагаемому способу установлено на неповрежденном присоединении, то согласно с выражением (1) на вход блока с передаточной функцией апериодического звена первого порядка поступит положительный сигнал, а следовательно, положительный сигнал будет и на выходе этого блока (под величинами А и В следует понимать сигнал от датчика напряжения нулевой последовательности и сдвинутый на сто восемьдесят электрических градусов, проинтегрированный, сигнал от датчика тока нулевой последовательности).

Если устройство установлено на поврежденном присоединении, то согласно выражению (2) на вход блока с передаточной функцией апериодического звена первого порядка поступает отрицательный сигнал, на выходе этого блока появляется нарастающий отрицательный сигнал, который сравнивается с уставкой и используется для отключения данного присоединения.