Устройство защиты электроустановки от однофазного замыкания на землю

(51) 02 7/06 (2011.01) 02 7/08 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ защиты электроустановок от однофазного замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью. Технический результат повышение чувствительности защиты электроустановки однофазным замыканиям на землю. Технический результат достигается тем, что трансформатор тока нулевой последовательности выполнен в виде трех последовательно соединенных измерительных катушек, плоскость каждой из которых проходит через продольную ось симметрии трехфазной системы проводников и развернута относительно двух других на 120 и 240 геометрических градусов, а токовое реле выполнено в виде геркона с обмоткой, ось магнитной системы которого совпадает с осью симметрии трехфазной системы проводников, при этом обмотка геркона присоединена к измерительным обмоткам.(72) Новожилов Александр Николаевич Кудабаев Даурен Амантаевич Колесников Евгений Николаевич Черных Вадим Александрович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Павлодарский государственный университет имени С. Торайгырова Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) А.М. Федосеев Релейная защита электрических систем, М. Энергия, 1976 г., с. 361-363(54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ 25699 Изобретение относится к электротехнике и электрическим машинам и предназначено для защиты электроустановок от однофазного замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство защиты электроустановки от однофазного замыкания на землю, выполненное в виде трансформатора нулевой последовательности и токового реле ( Федосеев. Релейная защита электрических систем,М. Энергия, 1976, стр. 361-363.). Однако,это устройство защиты электроустановки от однофазного замыкания на землю недостаточно чувствительно к замыканиям обмотки статора двигателя или трансформатора на землю. Это вызвано необходимостью отстройки защиты от режимов, в которых происходит насыщение трансформатора тока нулевой последовательности. Технический результат повышение чувствительности защиты электроустановки однофазным замыканиям на землю. Технический результат достигается тем, что трансформатор тока нулевой последовательности выполнен в виде трех последовательно соединенных измерительных катушек, плоскость каждой из которых проходит через продольную ось симметрии трехфазной системы проводников и развернута относительно двух других на 120 и 240 геометрических градусов, а токовое реле выполнено в виде геркона с обмоткой, ось магнитной системы которого совпадает с осью симметрии трехфазной системы проводников, при этом обмотка геркона присоединена к измерительным обмоткам. Работа устройства основана на том, что проводники сети питания и три последовательно соединенные измерительные катушки в данном техническом решении представляют собой симметричную трехфазную систему. Поэтому в эксплуатационном режиме, сумма токов в проводниках и ток в обмотке геркона будут равны нулю. При замыкании любой из фаз сети питания на землю ЭДС на выходе измерительных катушек и ток в обмотке геркона не будут равны нулю. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного технического решения исполнением функциональных элементов. Сравнение заявляемого технического решения с известным техническим решением показывает, что эти функциональные элементы известны. Однако такое исполнение этих функциональных элементов проявляет в заявляемом техническом решении новые свойства, что приводит к повышению чувствительности устройства при замыканиях на землю в сети с изолированной нейтралью. На фиг. 1 показана симметричная трехфазная система проводников 1 сети питания. В ее геометрическом центре расположен геркон 2 с обмоткой 3 и три измерительные катушки 4. Плоскости этих катушек проходят через ось 5 симметрии трехфазной системы и развернуты относительно друг друга на 120 и 240 геометрических градусов. В результате катушки 4 и проводники 1 представляют собой трехфазную симметричную систему. Обмотки 4 и геркон 2 с обмоткой 3 закреплены в корпусе 6, который выполнен в виде полого цилиндра из диэлектрического материала. При этом контакты 7 геркона присоединены к цепи отключения выключателя сети. Устройство удобно вставлять между раздвинутыми проводниками 1 силового кабеля. На фиг.2 показана электрическая схема соединении катушек 4 и обмотки 3 герконового реле. В произвольном эксплуатационном режиме работы электроустановки электродвижущая сила на выходе последовательно соединенных измерительных катушек 4 будет равна нулю. В результате ток, протекающий по обмотке 3 геркона 2, также равен нулю Его контакты будут разомкнуты, а следовательно сигнал на отключение сети в выключателе будет отсутствовать. При замыкании на землю одной из фаз сети,фазное напряжение поврежденной фазы относительно земли становится равным нулю, а напряжение неповрежденных фаз увеличивается 1,73 раза. В результате появятся токи нулевой последовательности. При этом суммарная величина ЭДС на выходе измерительных катушек 4 не будет равна нулю. По обмотке 3 геркона 2 потечет ток, его контакты замкнутся и подадут сигнал на отключение. Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в повышении чувствительности защиты,а следовательно в сокращении размеров ущерба при однофазных замыканиях на землю в сетях с изолированной нейтралью. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство защиты электроустановки от однофазного замыкания на землю, содержащее трансформатор тока нулевой последовательности и токовое реле,отличающееся тем,что трансформатор тока нулевой последовательности выполнен в виде трех последовательно соединенных измерительных катушек, плоскость каждой из которых проходит через продольную ось симметрии трехфазной системы проводников и развернута относительно двух других на 120 и 240 геометрических градусов, а токовое реле выполнено в виде геркона с обмоткой, ось магнитной системы которого совпадает с осью симметрии трехфазной системы проводников, при этом обмотка геркона присоединена к измерительным обмоткам.