155358. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés üzemi szigetelésellenőrző reléautomatika céljaira, csatlakozáshoz, szelektív földzárlat (testzárlat) jelző egységekkel
•>•••-.• ' r .1! kiválasztó-kapcsolók alkalmazásával különféle szigetelt körök esetenkénti ellenőrzésére szolgalmaik. E megoldás nem helyettesíti a szigetelésellenőrző automatikák feladatkörét, amelyek a szóbanforgó villamos rendszer.. szigetelés-, romlását állandóan figyelik és annak bekövetkezése alkalmával különféle jelzéseket (fény, hang, áramköri)-; szolgáltatnak. Ilyen berendezések alkalmazását a kényesebb üzemekre vonatkozó irányélvek is előírják (pl. hajóüzemek, elektrolízis-kemencék, erőművi turbógenerátoroik stb;). Külön feladatkör a teljes szigetelésromlással járó üzemi test- és földzárlatok védelmének megoldása, amit a vonatkozó irányelvek általánosan előírnak. Az ismert megoldások csaknem kizárólag elektronikusak, elektromechanikai végrehajtóelemekkel (segédrelék). Ezek hátrányai az alábbiak: 1. Viszonylag igen kis mérési pontosság (30 . . . 40%). 2. Nagymértékű hőmérsékletfüggés, ami további járulékos mérési hibára és pontatlanságra vezet. 3. Viszonylagos bonyolultság (nagy alkatrészszám), ami főként mechanikai behatásoknak (rázás, ütés) kitett üzemi körülmények között a tartós működési biztonságot csökkenti. 4. A szigetelésellenőrző készüléktől független test- és földzárlatvédelem alkalmazása szükséges, amely attól szelektíve nem különül el és annak kompenzálása bonyolult. A lehetséges megoldások sorában igen előnyös a rendszertechnikai szempontból is megalapozott ún. mérlegelv alkalmazása. Villamos energiarendszerek védelmi reléinek technikájában újabban alkalmazást nyernek a félelektronikus mérlegrelék, melyek mérőrendszerei elektronikus elemeket (főleg diódákat) tartalmazó villamos mérlegek, érzékelő eletmeik pedig igen kis teljesítményekkel (10~4 . . . TO -8 W) működtethető Depréz-relék. A mérlegelv alkalmazásaként kialakított különféle hatásos-, meddő- és vegyes teljesítményirányrelék, az ellenállás- (mho-) relék, frekvenciarelék stb. ismertek. A találmány szerinti megoldással a felsorolt mórleg-relétípusok sorozata a szigetelésellenőrzés területére is kiterjedve, egy új taggal bővül. A tipizálás gazdasági előnyei a relécsalád ez új tagjával tovább bővülnek. A találmány célja az ismert mérlegelv kiterjesztése a villamos berendezések szigetelési állapotának üzem alatti ellenőrzésére. Ennek megoldása az elméleti és gyakorlati kérdések egész sorát veti fel. A mérlegelv eddigi alkalmazásai során a mérlegkarok impedancia paraméterei általában 10 ß nagyságrendben mozognak. Impedanciajellegük miatt azok fázisszög-viszonyai előnyösen hasznosíthatók a relé működtetése szempontjából. Az említett módon felépített relémérlegek azonban az üzem alatti szigetelések ellenőrzésére, tekintettel azok kis ellenálláskarjaira, teljesen alkalmatlanok. Ezek eredményes 4 alkalmazásának feltétele, az ellenálláskarok kiterjesztése a M.O nagyságrendre,, a terrnészejtszerűen adódó fázisszögazonosságok (ohmos térhelésviszonyok) mellett. Kimutatható, hogy a 5 mérleg. érzékenységi függvénye, vagyis a külső szigetelési ellenállás adott változásához tartozó mérőáram-változás hiperbolikus kapcsolatban áll. A relatíve optimális érzékenységi viszonyok a relémérleg ellenállás-paramétereinek olyan 10 megválasztásával érhető el, mely annak üzemét az említett hiperbola karakterisztika meredek szakaszára helyezi. A relémérleg dinamikai elemzése alapján meg kell oldani a biztonságos üzem követelményeit, melyek a teljes szigetelés-15 romlás (fémes, föld-, ül. testzárlat) és az ép, Mß ellenállás^nagyságrendben mozgó üzemi feltételek mellett áll elő. A találmány segítségével a fenti problémákat megoldjuk. A mérlegrendszerű, félelektronikus megoldás alkalmazásával 20 az alábbi előnyöket biztosítjuk: :1. Nagyfokú mérési pontosság, mely a mérendő szigetelési ellenállás-szint csökkenésével szintén csökken. (A szokásos szinttartományban 1 . .. 15%-ra tehető hibával.) 25 2. Nagymértékű hőmérsékletfüggetlenség a mérlegelvből következően (parallel hibák a két mérlegkaron, melyek kompenzálják egymást). 3. Viszonylagos egyszerűség (kb. negyedannyi alkatrészszám az azonos célú elektronikus rend-E0 szerhez képest). 4. Típussorozatba illő reléautomatika. 5. Üzem alatt történő szigetelésszint behatárolásra alkalmas megoldás, a mérleg egyik karján alkalmazott markirellenállás útján. 35 6. A szigetelésellenőrző reléautomatika kaszkád működéssel test- és földzárlatíjelzésre is alkalmas. A találmány tárgya tehát üzemi szigetelésellenőrző reléautomatika kapcsolása szelektív 40 föMzár lat jelzőegységgel, mely olyan villa'mos mérleg, melynek egyik karja a védett villamos hálózat ellenállása, másik karja pedig egy a kívánt szigetelési ellenállásszintnek megfelelően beállítható ellenállás, és a kettő közé a villa-45 mos mérleg áthidaló ágaként érzékelő elem — célszerűen nullázó Depréz-relé, — van iktatva, és a mérleg két karjának bemeneteire kapcsolt legalább két — összehasonlító áram előállítására — feszültségforrást tartalmaz. 50 A találmány szerinti kapcsolási elrendezés részleteit példaképpeni kapcsolási elrendezéseken, rajz alapján ismertetjük. Az 1. ábra egy találmány szerinti szigetelésellenőrző relémérleg példakénti kivitele, háló-55 zatról történő táplálással. A 2. ábra az 1. ábra szerinti megoldás változata külön áramforrásról (telepről) történő táplálással. A 3. ábra az 1. és 2. ábrák szerinti meg-60 oldások alkalmazása, földzárlatjelző rendszerrel kaszkád kapcsolásban. Az 1. ábra a szigetelésellenőrző relémérleg alapkapcsolását háromfázisú váltakozóáramú szigetelt rendszerre vonatkozóan tünteti fel. Itt 65 a védett szigetelt rendszert mérőáramforrásként B
