Устройство для защитного отключения потребителя электроэнергии

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ , содержащее понижающий блок в цепи питания нагрузки, блок контроля состояния заземления, включающий заземлитель корпуса потребителя электроэнергии , вспомогательный заземлитель , первое промежуточное реле, замыкающий контакт которого соединен последовательно с кнопкой Пуск и обмоткой контактора внешней сети, замыкающие контакты которого образуют цепь питания понижающего блока, о тличающееся тем, что, с целью повьйпения его надежности путем контроля параметров внешней сети и нагрузки, в него дополнительно введены блок контроля параметров внешней сети, соединенный с цепью питания понижающего блока через включенные в каждую фазу сети измерительт,1е трансформаторы напряжения, вьтрямительные мосты и вентили, катоды которых объединены и подключены к входу блока контроля параметров внешней сети, выход которого соединен с общей, точкой кнопки Пуск и обмотки контактора , блок контроля напряжения питания нагрузки, соединенный своим входом с цепью питания нагрузки, а выходом с потребителем электроэнергии, дополнительный автономный источник питания устройства, связанный с блоком контроля состояния заземления, блоком контроля параметров внеганей сети, блоком контроля напряжения нагрузки и цепью питания нагрузки. 2.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что.блок контроля параметров внетней сети содержит компараторы 5 входы которых объединены и.годключены к общей точке соединения катодов вентилей, логический элемент, входы которого соединены с выходами компараторов, второе промежуточное реле, подключенное к выходу ;логического блока, причем замык р;ий койтакт второго промежуточного реле является выходом указанного блока. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок контроля напряжения питания нагрузки соО ее держит компаратор, соединенный своим входом с цепью питания нагрузки, а выходом - с третьим промежуточным 1C реле, причем замыкающий контакт .тьего промежуточного реле является выходом указанного блока. 4.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что блок контроля состояния заземления дополнительно содеряшт компараторы,-входы которых объединены и подключены к вcпoмoгaтeльнo fy заземлителю, логический элемент, входы которого сое- |динены с выходами компараторов, а выход логического элемента подключен к первому промежуточному реле.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (д1) Н 02 Н 3/14

)gl .к1 Мн

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3481028124-07 (22) 12.08.82 (46) 07.05.84, Бюл. 11 17 (72) А.В. Чичко, Ю.Г. Ванярко и В.Т. Бурба (53) 621.316.925(088.8} (56) 1. Патент США Ф 3665251, кл. 317-18А, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

В 603041, кл. Н 02 Н 3/14, 1975. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО

ОТКЛЮЧЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, содержащее понижающий блок в цепи питания нагрузки, блок контроля состояния заземления, включающий заземлитель корпуса потребителя электроэнергии, вспомогательный заземлитель, первое промежуточное реле, замыкающий контакт которого соединен последовательно с кнопкой "Пуск" и обмоткой контактора внешней сети, замыкающие контакты которого образуют цепь питания понижающего блока, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его надежности путем контроля параметров внешней сети и нагрузки, в него дополнительно введены блок контроля параметров внешней сети, соединенный с цепью питания понижающего блока через включенные в каждую фазу сети измерительные трансформаторы напряжения, выпрямительные мосты и вентили, катоды которых объединены и подключены к входу блока контроля параметров внешней сети, выход которого соединен с общей точкой кнопки "Пуск" и обмотки контактора, блок контроля напряжения литания нагрузки, соединенный своим входом с цепью питания нагрузки, а выходом—

ÄÄSUÄÄ 109)270 А с потребителем электроэнергии, дополнительный автономный источник питания устройства, связанный с блоком контроля состояния заземления, блоком контроля параметров внешней сети, блоком контроля напряжения нагрузки и цепью питания нагрузки, 2, Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что,блок контроля параметров внешней сети содержит компараторы, входы которых объе" динены и.ждкпючены к общей точке соединения катодов вентилей, логический элемент, входи которого соецинены с выходами компараторов, второе проме" жуточное реле, подключенное к выходу ,,логического блока, причем замыканий контакт второго промежуточного реле . является выходом укаэанного блока.

3. Устройство по п, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок контроля напряжения питания нагрузки содержит компаратор, соединенный своим входом с цепью питания нагрузки, а выходом — с третьим промежуточным реле, причем замыкающий контакт тре" .тьего промежуточного реле является выходом указанного блока.

4, Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок контроля состояния заземления дополнительно содержит компараторы,-входы которых объединены и подключены к вспомогательному заэемлителю, логический элемент, входы которого сое динены с выходами компараторов, а выход логического элемента подключен к первому промежуточному реле.

)00!27П

)лзобретепие относится к электра.* гех1шке„. предназначено для повышения эпектрабезопасности обслуживающего персонала и защиты потребителей элекграэнергии ат опасных режимов работы и может быть использовано при эксплуатации установок переменного трехфазного тока напряжением 380 В постаянпога тОка, ))звестна уст)эойства 3BIIIIITEIol 0 ключения„ содержащее схему контроля заземления, образованную основным и вспомогательным заземлителями подвиж= ной мяшип1,1» например горной, и систему» обеспеч1?Вяищую Отключение ПОтре бителя электроэнергии в случае возникновения опяспога режима в связи с нарушением заземления, обрывом заземлителл и ",ï., ) ) 1)„

К педостяткям укязапнога устройст) -эб, ва относятся ограниченные функциональ-, ные возмо)кнасти» поскольку оно не обеспечивает защитного отключения при таких нарушениях режима работы, как повышение и .понижение нат1ряжеНИЯ фазыэ1 промьш1ленпо11 сети, пропадание фазы и т.п., и постоянного контроля за обры- вом и коротким замь1кянием между эаземлителями,, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для защитного отключения электроустановки, содержащее понижающий блок, кантактор внешней сети, замыкающие контакты которого образуют цепь питания " понижающего блока, кнопку "Пуск" и блок контроля состояния заземления» включающий заземлитель корпуса электроустановки вспомогательный зазем."

»

40 литель и промежуточное реле Г23, Непостaтак известного устройства заключается в том» что оно не обеспечивает пастояннога непрерывнога кантpoIIEI апаснОги )Зежима рабэаты . 45 так к»?I не обеспечивает выявления короткого 3GhlhrKBHI?EI заземлителей в процессе работы (контроль производят лишь в момент пуска устройства), срабатывания защиты при перекосе фаз, 5О повышении или понижении напряжения в фа=ax» контроля параметров вторич" ной цепи питания потребителе11 электроэнергии, что может привести к возникновению опасного для жизни человека напряжения.

Пель изобретения - повышение на,цежчасти путем контроля параметров внешней сет11 и нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защитного откхпочения потребителя электроэнергии, содержащее понижающий блок в цепи питания нагрузки, блок контроля состояния заземления„ включающий1 заземлитель корпуса потребителя электроэнергии, вспомогательный эаземлитель» первое промежуточное реле, замыкавщии контакт которого соединен последовятельно с кнопкой Пуск и обмоткой кантактара внешней сети» замыкающие контакты которого образуют цепь питания понижающего блока, дополнительно введены блок контроля параметров внешней сети, соединенный с цепью питания гонижавщего блока через включенные в кяждув фазу сети измерительные трансформаторы напряжения, выпрямительные мосты и вентили» като,цы которых объединены и подключены к входу блока контроля параметров внешней сети, выход которого соединен с общей точкой кнопки Пуск" и обмотки контактора, блок контроля напряжения питания нагрузки, соединенный своим входом с цепью питания нагрузки, я выходом — с потребителем электроэнергии, дополнительный автономный источник питания устройства, связанный с блоком контроля состояния заземления, блоком контроля параметров внешней сети, блоком контроля напряжения нагрузки и цепьв питания нагрузки.

Блок контроля параметров внешней сети содержит компараторы, вхо;;ы которых объединены и подклвчены к общей точке соединения катодов вентилей, логический элемент, входы которого соецинены с выходами компараторов, второе промежуточное реле, подключенное к выходу логического блока, причем замыкающий контакт второго промежуточногo реле является выходом указанного блока.

Блок кон"гроля напряжения питания нагрузки содержит компаратор, соединенный своим входом с цепью питания нагрузки, а выходам — с третьим промежуточным реле, причем замыкающий контакт третьего промежуточного реле является выходом указанног0 блока.

Блок контроля состояния заземления дополнительно содержит компяраторы, входы которых объединены и подключены к вспомогательному заземлитслю, логический элемент, входы которого соединены с выходами компяраторов, !

О9!27О а выход логического элемента подключен к первому промежуточному реле.

Предлагаемое устройство обеспечивает отключение понижающего устройства при попадании опасного переменно- 5

ro напряжения на его корпус за счет непрерывного измерения напряжения на корпусе относительно точки нулевого потенциала, а также непрерывный автоматический контроль параметров по внешней сети и по вторичной цепи питания нагрузки, контролья наличия и исправности цепи заземления и отключение понижающего блока (т.е. электроустановки) при возникновении опасного режима работы.

Кроме того, введение дополнительного автономного источника питания обеспечивает контроль исправности устройства перед началом работы, до мо- 20 мента подачи напряжения на все устройство, что также повышает электробезопасность.

На чертеже представлена блок-схе-, ма устройства для защитного отключенияЯ5 потребителей электроэнергии.

Устройство содержит стабилизированный автономный источник 1 питания, блок 2 контроля состояния заземления, блок 3 контроля параметров внешней З0 сети и блок 4 контроля напряжения питания нагрузки.

Блок 2 контроля состояния заземления содержит компараторы 5-7, логический элемент 8, промежуточное реле

9, заземлитель 10 корпуса потребителя электроэнергии и вспомогательный заземлитель 11.

Кнопка "Пуск" 12 связана с контак40 тором 13 внешней сети, который своими контактами коммутирует питание для понижающего блока 14. В цепь питания понижающего блока 14 включены измерительные трансформаторы 15-17, 45 к выходам которых подключены выпрямительные мосты 18-20, которые своими выходами через вентили 21-23 связаны с блоком 3 контроля параметров внешней сети.

Блок 3 контроля параметров внеш" ней сети содержит компараторы 24 и.

25, логический элемент 2б и промежуточное реле 27.

В цепь питания нагрузки 28 включен блок 4 контроля напряжения питания нагрузки, который содержит компара" тор 29 и реле 30, При подключении дополнительного автономного источника 1 питания образуется цепь питания блока 2 контроля состояния заземления, блока 3 контроля параметров внешней сети и блока 4 контроля напряжения питания нагрузки.

Компараторы 5-7 оценивают состоя псе заземлителя 1О корпуса потребителя элеКтроэнергии и вспомогательного заземлителя 11 и состояние цепи заземления, выявляют короткое замыкание между заземлителями и контролируют наличие напряжения на корпусе о потребителя электроэнергии относительно точки нулевого потенциала путем сравнения опорного напряжения на одном их входов компаратора и напряжения на другом из входов, величина которого зависит от тока, протекающего через цепь, образованную вспомогательным заземлителем 11, грунтом и заземлителем 10 корпуса потребителя электроэнергии.

При исправном состоянии цепи заземления, отсутствии короткого замыкания между заземлителями и отсутствии напряжения на корпусе потребителя электроэнергии на выходах каждого компаратора появляется разрешающий сигнал, который поступает на логический элемент 8. При поступлении трех разрешающих сигналов логический элемент 8 также выдает разрешаю- щий сигнал, и напряжение поступает на промежуточное реле 9, контакты которого замыкаются и подают напряжение на кнопку "Пуск" 12.

В случае возникновения какой-либо неисправности цепи заземления, обрыва заземлителя, воникновения коротко го замыкания между заземлителями, появления напряжения на корпусе потребителя электроэнергии, величина тока, протекающего через цепь, образованную вспомогательным заземлителем, грунтом и заземлителем корпуса потребителя электроэнергии, изменяется. что:приводит к появлению сигнала запрета на выходе соответствующего компаратора 5, 6 или 7. Поступление на логический элемент хотя бы одного запрещающего сигнала приводит к появлению запрещающего сигнала на выходе логического элемента 8, при этом контакты промежуточного реле 9 замыкаются, прекращая. подачу напряжения на кнопку нПуск1

1091270

В случае нормального состояния цепи заземления при нажатии кнопки

"Пуск" 12 происходит срабатывание контактора 13 внешней сети, его контакты замыкаются и образуют цепь питания понижающего блока 14.

Одновременно напряжение поступает на измерительные трансформатбры 1517. Напряжение на выходах трансформаторов выпрямляется с помощью выпрямительных мостов 18-20 и через вентили 21-23 поступает на компараторы

24 и 25. Если напряжение внешней сети находится в допустимых пределах . a сторону превышения -или понижения по отношению к установленному, то напряжения на входах компараторов соизмеримы, а на их выходах появляются разрешающие сигналы, которые поступают на логический элемент 26. При поступлении двух разрешающих сигналов логический элемент также выдает разрешающий сигнал, который подается на промежуточное реле 27. Контакты последнего замыкаются и шунтируют кнопку "Пуск" 12, поддерживая ее во включенном состоянии, чем обеспечивается нормально замкнутое состояние контактов контактора 13 внешней сети.

Если параметры внешней сети превышают допустимые в сторону повышения или понижения напряжения, на выходах компараторов 24 или 25 появляется запрещающий сигнал, При поступлении на логический элемент 26 хотя бы одного запрещающего сигнала, на его. выходе также появляется сигнал запрета, контакты промежуточного реле 27 размыкаются, разрывая цепь питания контактора 13 внешней цепи, контакты последнего размыкаются и обесточи5 вают понижающий блок 14.

При допустимых параметрах напряжения внешней сети на выходе понижающего блока 14 появляется напряжение питания нагрузки 28 которое поступа-ет на вход блока 4 контроля напряжения питания нагрузки, Поступившее напряжение оценивается компаратором

29. Если напряжение питания нагрузки находится в допустимых пределах, на вьгкоде компаратора 29 появляется разрешающий сигнал, и напряжение поступает на реле 30, которое срабатывает и своими контактами подключает нагрузку. Если напряжение питания

20 нагрузки превышает допустимое, на выходе компаратора 29 появляется сигнал запрета, контакты реле 30 размыкаются, отключая нагрузку 28.

В процессе работы устройства происходит автоматический контроль основных рабочих параметров, в случае обнаружения неисправности или возникновения опасных режимов происходит отключение либо внешней сети, либо

30 нагрузки.

Предлагаемое выполнение устройства обеспечивает повышение электробезопасности обслуживающего персонала путем непрерь.вного автоматичесЗБ кого контроля основных рабочих параметров и выявления опасного или недопустимого режима работы устройства.

1091270

Составитель О. Лисицин

Редактор А, Лежнина Техред Л. Коцюбняк Корректор Г. Решетник

Заказ 3093/50 Тираж 614. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4