SU1069054A1 - Устройство дл защитного отключени в сети с глухозаземленной нейтралью - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к устройствам защитного отключени . Известно устройство, которое отключает напр жение от контролируемого участка сети при пробое изол ции и прикосновении человека к токоведущим част м электроустановок СИ . Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство, которое содержит датчик тока утечки, суглматор, орган формировани  токовременной ха рактеристики, состо щий из выпр мител , компаратора, интегратора, бло Сброса интегратора на ноль и пороге вого блока, орган авторегулировани  состо щий из управл емого генератора , блока подстройки амплитуды, бло ка сравнени  амплитуд, блока подстр ки частоты и фазы и двух интеграторов L 2. Недостаток известного устройства состоит в том, что в случае несинус идальности тока утечки возможны лож ные -срабатывани  устройства, так ка система авторегулировани  восстанав ливает только гармонику сигнала дат чика и на выходе сумматора по витс  разностный сигнал, определ емый выс шими гармониками, Вцсшие гармоники в токе утечки по в.л ютс  из-за нали чи  Нелинейных нагрузок в зоне защиты (перемагничивание магнитопроводов . тиристорные регул торы и т.д Целью изобретени   вл етс  повышение надежности путем обеспечени  работоспособности устройств при токе утечки несинусоидальной . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  защитного отключени  в сети с глухозаземленной нейтралью, содержащее датчик тока утечки, выход которого через сумматор присоединен к органу формировани  токовременной характеристики , состо щему из последовательно соединенных выпр мител , вход которого  вл етс  входом вьвиеупом нутого органа, компаратора, первого интегратора с блоком сброса интегратора . на ноль, порогового блока, выход которого  вл етс  выходом вышеупом нутого органа, орган авторегулировани , состо щий из блока сравнени  амплитуд, выход которого через второй интегратор подключе к первому входу блока подстройки амплитуды, блока подстройки частоты и фазы,, выход которого через третий интегратор подсоединен к входу управл емого генератора, выход котороги подключен к второму входу блока подстройки амплитуды, а выход последнего подсоединенк вторым вхо дам блока сравнени  амплитуд и бло ка подстройки частоты и фазы и  вл  етс  выходом органа авторегулировани , а первые входы блока сравнени  амплитуд и блока подстройки частоты и фазы соединены и  вл ютс  входом органа авторегулировани , в него введены п полосовых фильтров , (. -1) органов авторегулировани , многовходовой сумматор, при этом выход датчика тока утечки через соответствующие полосовые фильтры и органы авторегулировани  подключен к входам многовходового сумматора, выход которого подключен к вычитающему входу сумматора. На чертеже представлена блок-схе1 ма устройства. Устройство содержит датчик 1 тока утечки, сумматор 2, орган 3 формировани  токовременной характеристики , орган 4 авторегулировани , многовходовый суглматор 5, полосовые фильтры 6, вьодел ющий основную и высшие гармоники сигнала датчика тока выпр митель 7, компаратор 8, первый интегратор 9, блок 10 сброса интегратора на ноль, пороговый .блок 11, управл емый генератор 12, второй интегратор .13, блок 14 подстройки амплитуды , блок 15 подстройки частоты и фазы, блок 16 сравнени  амплитуд, третий интегратор 17. Устройство работает следующим образом . Ток утечки в зоне защиты Oyiti создает сигнал на выходе датчика 1 тока утечки, в общем случае отличный от синусоидальной формы. Этот сигнал можно представить в виде L(,t).| (aiti-q)) V (2ait-t pг . .-.- ип-з«(1( где KQ - коэффициент трансформации датчика. Сигнал датчика утечки поступает на суммирующий вход сумматора, а также на входы полосовых фильтров 6, на выходе фильтра первой гармоники по вл етс  сигнал V() V sin ( lOb + ), на выходе Лильтра второй гармоники V(f,j)j ( 2ijLjt-4- и т.д. (где и) - частота питающей сети). Сигналы с выходов полосовых фильтров поступают на входы соответствующих органов 4 авторегулировани . Рассмотрим работу органов авторегулировани  на примере орггша первой (основной) гармоники. С выхода полосового фильтра б напр жение первой гармоники сигнала датчика тока утечки поступает на первые входы блоков 15 и 16. На вторые входы тех же блоков поступает сигнал генератора 12,, прошедший через блок 14. В случае отличи  частоты и фазы сигнала генератора от сигнала датчика, который используетс  в качестве опорного сигнала, блок 15,вьлполненный , например, по схеме дис криминатора частоты и фазы, выраб тывает сигнал перестройки, который через третий интегратор 17, в качестве которого может быть примене на обычна  интегрирующа  цепь с до статочно большой (единицы минут) по сто нной времени, подаетс  на вход генератора 12. В качестве управл е мого генератора может быть использован О С-генератор с мостом Вина, в плечи которого установлены резис тивные оптроны, управл емые напр жением с входа блока 15. Генератор подстраиваетс  таким образом, что на его выходе сигнал будет с точностью до фазы совпадать с напр же нием первой гармоники сигнала датч ка 1 тока утечки. Если сигнал с выхода блока 14 отличаетс  по ампл туде от сигнала первой гармоникидатчика 1, то блок 16, выполненный например, по схеме дифференциального усилител , на входы которого после выпр млени  подаютс  сравниваемые сигналы, вырабатывает сигнал подстройки ампдитуды, который через второй интегратор 13 поступает на у равл ющий вход блока 14 подстройки амплитуды, в качестве которого може быть применен управл емый делитель оптронах. В результате работы органа авторегулировани  на выходе образуетс  сигнал с точностью до фазы и амплит ды, совпадающей с напр жением перво гармоники сигнала датчика, который пост пает на один из входов многовходового сумматора 5. Органы авторегулировани  высших гармоник сигнала датчика работают аналогичным образом. На выходах этих органов будут сформированы напр жени , совпадающие по .амплитуде, частоте и фазе с соответствующими гармониками сигнала датчика тока утечки. Количество органов 4 выбира етс  в зависимости от частотного со става сигнала датчика тока утгечки и необходимой точности его восстановлени , котора  определ етс  чувствительностью устройства в целом. В реальных сет х существенное вли ние на работу оказывает (кроме первой ) треть  гармоника, так как трет гармоники токов утечки различных фаз всегла сум мируютс . Поэтому в большинстве случаев достаточно огра ничитьс  двум  органами авторегулировани . Синтезированные напр жени  гармо ник суммируютс  на многовходовом сумматоре 5, на выходе которого образуетс  сигнал, совпадающий с сиг налом датчика тока утечки, который подаетс  на вычитающир вход сумматора 2. Напр жение на выходе сумматора 2 будет равно нулю, и устройство в целом будет находитьс  в дежурном режиме. При прикосновении человека к токоведущим Част м в зоне защити через его тело потечет ток Ог, котопый суммируетс  с током утечки J-y , ч напр жение на выходе датчика тока утечки примет вид ) .inuot+cf i + UaSinCacot v tjf,.. . j- ... + Un3in(aciit-nfny в то же врем  синтезированные напр жени  гармоник сигнала датчика на выходе органов 4 останутс  неизменными за счет инерционности второго 13 и третьего 17 интеграторов, вход щих- в органы авторегулировани . Напр жение на выходе многовходового сумматора 5 (и на вычитающем входе сумматора 2)останетс  неизменным. На выходе сумматора 2, таким образом , по витс  напр жение, равное разности CYc(-tl )J , T.e.Vp (л. Это напр жение поступает на вход органа формировани  токовременной характеристики, на выходе выпр мител  которого образуетс  посто нное напр жение, равное амплитуде Напр жени  р. Выпр мленное напр жение Vp подаетс  на входе компаратора 8, где сравниваетс  с опорным напр жением Von , которое определ ет уставку срабатывани  устройства в целом. Если VP V Von / то. на выходе блока 8 по витс  сигнал - Yonlr который поступает на вход интегратора 9/ на выходе которого по витс  напр жение, возрастающее по закону UwHT(t) (Up-Uop,)cJt, и, поскольку р- пропорционально току через человека, а Von определ ет ток уставки срабатывани  , можно записать Uw(t)l /bn-3.cTXt, где - момент прикосновени  человека к токовед т-чим част м; К;) U К коэффициенты пропорциональности , учитывающие чувствительность датчика и посто нную интегрировани  интегратора . ,. Напр жение цнщ подаетс  на вход порогового блока 11,   при ире-вышении им напр жени  срабатывани  Vcp порогового блока вызовет срабаты-. вание всего устройства и отключение напр жени  от контролируемого участка сети. Если же за §рем  нарастани  напр жени  на выходе интегратора инш Ct) ДО величины Yop произойдет самосто тельное отсоединение человека от токоведущих частей, тс сигнал на выходе датчика 1 тока утечки станет равным начальному, и напр жение на выходе сумматора вновь станет равно нулю, так как за врем  самосто тельного отсоединени  человека от токоведущих частей (.доли секунды) не произойдет сколько-нибудь значительной перестройки амплитуды ,и фазы управл емого генератора .

Напр жение на выходе блока 8 также будет равно нулю, и блок 10 сбросит сигнал интегратора на ноль, срабатывани  не произойдет, и устройство вернетс  в исходное состо ние.

Применение предлагаемого устройства позвол ет повысить надежность энергоснабжени  и уровень электробезопасности в сет х с несинусоидальной формой тока утечки, превышающего уставку срабатывани .

Д 8 С N Ч

| о о II

в с н

к нагрдзт

fz

-Р

h

ff

втк.тчение

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ В СЕТИ С ГЛУХОЗАЗЕМЛЕННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее датчик тока утечки, выход которого через сумматор подсоединен к органу формирования токовременной характеристики, состоящему из.последовательно соединенных выпрямителя, вход которого является входом вышеупомянутого органа, компаратора, интегратора с блоком броса интегратора на ноль, порогового блока, выход которого является входом вышеупомянутого органа, орган авторегулирования, состоящий из бло ка сравнения амплитуд, выход которого через второй интегратор подключен к первому входу блока подстройки амплитуды, блока подстройки частоты и фазы, выход которого через третий интегратор подсоединен к входу управляемого генератора, выход которого подключен к второму входу блока подстройки амплитуды, а выход послед него подсоединен к вторым входам блока сравнения амплитуд и- блока под стройки частоты и фазы и является выходом органа авторегулирования,' первые входы блока сравнения амплк туд и блока подстройки частоты и фазы соединены и являются входом органа авторегулирования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения работоспособности устройства при токе утечки несинусоидальной формы, в него введены η полосовых фильтров, <д-1) органов авторегулирования, многовходовой сумматор, при этом выход датчика тока утечки через соответствующие полосовые фильтры и органы авторегулирования подключен к входам многовходового сумматора, выход которого подключен к вычитаюSU 106905 щему входу сумматора.

   ется выходом органа авторегулирования, а первые входы блока сравнения ' амплитуд и блока подстройки частоты и фазы соединены и являются входом органа авторегулирования, в него введены п полосовых фильтров, (П-1) органов авторегулирования, многовходовой сумматор, при этом выход датчика тока утечки через соответствующие полосовые фильтры и органы авторегулирования поцключен к входам многовходового сумматора, выход которого подключен к вычитающему входу сумматора.

   На. чертеже представлена блок-схе-