Устройство для защиты распределительных щитов постоянного тока от дуговых коротких замыканий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 Н 02 Н 7,22 (В

b "1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3468540/24 07 (22) 12.07.82 (46) 07.11.83. Вюл. 9 41 (72) Н.Г. Слухаев и В.П, Семендяев

, (53) 621. 316. 925 (088. 83 (56) 1. Патент ЧССР Е.440068, кл. Н 01 Н 71/10, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3309543/07, кл. Н 02 Н 7/22, 1981.

; (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭАЩИТЫ РАС ПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЩИТОВ ПОСТОЯННОГО

TOKA 0T ДУГОВЫХ КОРОТКИХ ЗИ4ЫКАНИЙ, ) содержащее два одинаковых фотодатчика, один из которых, рабочий, размещен внутри распределительного щита, второй, тормозной, расположен ,вне щита и ориентирован на излучение ,помех, датчики напряжения питающих и питаемых присоединений и элемент запрета, причем выходы фотодатчиков через последовательно включенные . элементы сравнения, реагирующий орган и элемент выдержки времени под„„SU„„1053212 A соединены к выходному органу, а элемент запрета включен между дополнительным выходом реагирующего органа . и дополнительным входом выходного органа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежнос)ти функционирования, устройство дополнительно снабжено зарядными ячейками питаемых присоединений, миниселектором, вторым элементом сравне--ния и вторым реагирующим органом, причем к выкоду датчика питающего напряжения подключены параллельно зарядные ячейки питаемых присоединений, вход опорного напряжения миниселектора и один из входов элемента сравнения, выходы зарядных ячеек присоединений соединены с входами миниселектора, а его выход соединен с вторым входом второго элемента сравнения, выход которого через второй реагирующий орган соединен с запрещающим входом элемента "за- Я прета.

Ф ®

1053212

25

g5 При возникновении дуги отключения е в одном иэ выключателей за счет не,стабильности ее сопротивления появ ляются колебания напряжения, причем увеличению напряжения питающего

50 фидера соответствует уменьшение напряжений на отключаемом присоедине-i нии.Положительному значению производ55

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты распределительных щитов постоянного тока от дуговых коротких замыканий.

Известно устройство, в котором для повышения селективности и помехоустойчивости используются два одинаковых фотодатчика, один из которых, рабочий, размещен внутри распределительного щита, второй, тормозной, размещен вне щита и ориентирован. на излучение помех (источники Освещения,l внешние дуговые к.э ° ). Кроме того, устройство содержит элементы сравнения, реагирующий орган, элемент выдержки времени и выходного органа.

В нормальных эксплуатационных режимах при отсутствии дуги отклю,чения в результате действия источников освещения1сигнал на выходе тормозного датчика превышает сигнал. на выходе рабочего. Сигнал на выходе схемы реагирующего органа отсутствует.

Прн появлении внутри щита электри ческой дуги отключения сигнал на выходе рабочего фотодатчика на время горения дуги превышает сигнал на выходе тормозного датчика, на выходе схемы сравнения появляется сигнал, реагирующий орган срабатывает н запускает элемент выдержки времени.

После прекращения процесса отключения схема сравнения, реагирующий орган и элемент выдержки времени возвращаются в исходное состояние, защита не срабатывает. Соответствующим подбором уставки срабатывания элемента выдержки времени добиваются несра батывания защиты во всех режимах работы выключателей, в том числе и отключения внешних коротких замыканий с предельными1тонами. При возникновении дугового короткого замыкания внутри щита сигнал на выходе рабочего фотодатчика превышает сигнал на выход тормозного, срабатывает реагирующий орган и через промежуток времени, равный уставке элемента, на выходе выходного органа появляется сигнал иа отключение Г13

Недостатком устройства является низкое быстродействие, обусловленное необходимостью использования принудительной;: выдержки времени для отстройки от коммутационной дуги в asтоматических выключателях.

Наиболее близки.1 к изобретению является устройство, которое включает в себя рабочий фотодазчик, расположенный внутри распределительного щита, тормозной фотодатчик, расположенный вне распределительного щита и ориентированный на максимальное излучение помех, причем выходы датчиков чррез последовательно включен ные эле агенты сравнения, реагирующий орган, элемент выдержки времени подсоединены к выходному органу датчики напряжения питаемых присоединений через дифференцирующие элементы и индикаторы полярности производных напряжений подключены к входам элемента И;;И, выход которого соединен с одним иэ входов элемента И, выход датчика напряжения питающего присоединения подключен через дифференцирующнй элемент и индикатор полярности к другому входу элемента И, выход последнего соединен с запрещающим входом элемента запрета, включенного между дополнительным выходом реагирую щего органа и дополнительным входом выходного органа.

При дуговом коротком замыкании между токопроводами увеличение (умен» шение) сопротивления дуги приводит к одновременному увеличению (уменьшению) как напряжения питающих, так и питаемых присоединений. В отличие от этого горение дуги между контактами выключателей сопровождается различными по знаку колебаниями напряжений питающих и питаемых фидеров.

При увеличении сопротивления дуги отключения происходит увеличение напряжения питающего присоединения и уменьшение напряжения питаемого присоединения.

В известном устройстве происходит выявление указанного отличия изменения напряжений и блокировка эаЗ5 щиты при возникновении дуги отключения, чем исключается необходимость, принудительной выдержки времени и обеспечивается повышение быстродействия .

40 В нормальных эксплуатационных режимах при отсутствии дуги отключения выключателей схема работает аналогично устройству (2). ной напряжения питающего присоединения соответствует отрицательное эначениЕ напряжения на отключаемом присоединении, в результате чего на выхОде индикатора положительной полярности производной питающего напряжения и на выходе индикатора отрицательной полярности отключаемого фидера одновременно появляются сигналы, которые постуйают на элемент запрета. Последний запрещает прохождение сигнала на вход выходного органа с реагирующего органа. Защита не срабатывает.

1053212

При дуговом коротком замыкании внутри шита характер изменения напряжения на питающем и питаемых присоединениях одинаков (.Увеличению напряжения на питающем присоединении соответствует рост напря- 5 жения на питаемых присоединениях).

На выходе индикатора положительной полярности появляются импульсы в моменты положительных значений производной на выходе дифференцирую- 10 щего элемента. На выходах индикаторов отрицательной полярности импульсы появляются только в моменты отрицательных значений на выходах дифференцируюших элементов. 5

Во время существования импульсов на выходе индикатора положительной полярности импульсы на выходе элемента ИПИ отсутствуют, сигнал на вход запрета не постУпает. В результате чего выходной сигнал реагирующего органа, срабатывание которого произошло по сигналу от рабочего фотодатчика, поступает на вход выходного органа. Защита срабатывает и ,выдает сигнал на отключение щита Г2).

Недостатком известного устройства является возможность ложного срабатывания при отключении защитой автоматического выключателя металличес кого короткого замыкания вблизи распределительного щита.

В режиме, когда какие-либо питаемые присоединения оказываются отключенными, устройство работает правиль- 35 но: индикаторы отрицательной полярности не выделяют сигнал производ,ной, равный нулю с выходов дифференциальных элементов отключенных присо. единений. Если на каком-либо неот- 40 ключенном питаемом присоединении возникает дуговое короткое замыкание внутри распределительного щита, то схема работает аналогично рассмотренному выше режиму. Блокирую 45 щий сигнал не формируется, так как все напряжения в сети меняются синфазно, а сигналы на выходах индикаторов полярности отключенных присоединений равны нулю, на выходе элемента ИЛИ во время существования импульсов на выходе индикатора отсутствуют, сигнал на вход элемента запрета не поступает.

Но тогда в режиме возникновения дуги отключения при отключении защитой автоматического выключателя. металлических коротких замыканий, не переходящих в дуговое вблизи распределительного щита, устройство допускает ложную работу, так как 60 в случае, если какие-либо питаемые присоединения отключены, напряжение на выходе дифференцирующего элемента отключаемого присоединения равно нулю, индикатор отрицательной поляр g5 ности этот сигнал не выдел ет, на всех остальных присоединениях сигналы напряжения меняются синфазно c питающим, а потому . и в этом случае блокирующий сигнал не формируется.

Устройство ложно срабатывает., Цель изобретения — повышение надежности при работе схемы в режиме отключения автоматическим выключателем металлических коротких замыканий, не переходящих в дуговые вне эоны вблизи от распределительного щита (устранение ложного срабатывания устройства в этом режиме ).

Поставленная цель достигается тем, что устройство защиты распределительных щитов постоянного тока от дуговых коротких замыканий, содержащее два одинаковых фотодатчика, один из которых, рабочий, размещен внутри распределительного щита, второй, тормозной, расположен вне щита и ориентирован на излучение помех, датчики напряжения питающих и питаемых присоединений и элемент запрета, причем выходы фотодатчиков через последовательно включенные элементы сравнения, реагирующий орган и элемент выдержки времени подсоединены к выходному органу, а элемент запрета включен между дополни-, тельным входом реагирующего органа и дополнительным входом выходного органа, дополнительно снабжено зарядными ячейками питаемых приспособлений, миниселектором, вторым элементом сравнения и вторым реагирующим органом, причем к выходу датчика питающего напряжения присоединены параллельно входы зарядных ячеек питаемых присоединений, вход опорного напряжения миниселектора и один из входов второго элемента сравнения, выходы зарядных ячеек питаемых присоединений соединенй с входами миниселектора, а его выход соединен с вторым входом второго элемента сравнения, выход которого через второй реагирующий орган соединен с запрещающим входом элемента запрета.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для защиты ,распределительных щитов от дуговых.

Устройство включает в себя рабочий фотодатчик 1, расположенный внутри распределительного щита, тормозной фотодатчик 2, расположенный вне щита и ориентированный на максимальное излучение помех, причем выходы датчиков через последовательно включенные элементы 3 ,сравнения, реагирующий орган 4, элемент 5 выдержки времени подсоединены к выходному органу б, зарядные ячейки 9 питаемых присоединений, входным сигналом для которых является разностный сигнал между выходом

1053212

Составитель В. Зимаков

Редактор Г. Беэвершенко Техред Т.Фанта Корректор,Л. Патай

Заказ 8892/52 Тираж 617 Подпис ное

BHHHtIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д 4/5

Филиал ППП "Патент", r..Óæãîðîä, ул. Проектная, 4 ним за счет того, что посто>янная времени зарядной ячейки выбрана много болЬше, чем промежуток времени с начала короткогз замыкания и до полного отключения дугового короткого замыкания внутри распределительного щита данной быстр действующей защиты). Поэтому работа схемы не зависит ет того, что какое-либо присоединение оказывается отключенным и в случае дугоI вого короткого,заьыкания, в зоне сра-, батывает по быстродействующему каналу.

Следовательно, предлагаемоЕ устройство в отличие от известного не допускает ложной .работы в режиме отключения автоматическим выключателем щита металлических коротких замыканий, не переходящих в дуговые, и обладает наряду с хорошим быстро10 действием повышенной надежностью.