Устройство для защиты распределительного щита переменного тока от дугового короткого замыкания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ЩИТА ПЕРЕМЕННОГО JOKA ОТ ДУГОВОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, содержащее расположенные в зоне и вне зоны защищаемого щита соответственно рабочий и тормозной фотодатчики , выходы которых подключены к входам основного блока сравнения, который выходом через последовательно соединенные основные реагирующий орган и элемент выдержки времени подключен к входу исполнительного органа , отличающееся тем, что. с целью повышения быстродействия, введены датчик напряжения питающего I элемента защищаемой электроустановки, логические элементы ИЛИ и ЗАПРЕТ, а также Для каждого, питаемого элемента последовательно соединенные датчик напряжения, дополнительные блок сравнения и реагирующий орган, расщиритель импульсов и управляеьай ключ с дополнительным элементом выдержки времени на управляемом входе, подключенным входом к выходу расширителя импульсов, причем вторые входы до поднительньгх блоков сравнения объединены и подключены к выходу датчика напряжения питающего элемента, входы логического элемента ИЛИ подключены к выходам управляемь,пс ключей, а его выход подключен к запрещающему входу логического элемента ЗАПРЕТ, включенного меящу дополнительным выходом основного реагирующего органа и блокирующим входом исполнительного органа.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1Е (111

24 А з(р) Н 02 Н 7/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3577572/24-07 (22) 14.04.83 (46) 30.08.84. Бюл. Р 32 .(72) В.П. Семендяев, Н.Я. Шут и С.В. Клишковский (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Патент ФРГ N 1126011, кл. 21 с 68/50, 1968.

2. Патент ЧССР 9 140068, кл. 21 С 68/01, 1971. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ЩИТА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ОТ ДУГОВОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, содержащее расположенные в зоне и вне эоны защищаемого щита соответственно рабочий и тормозной фотодатчики, выходы которых подключены к входам основного блока сравнения, который выходом через последовательно соединенные основные реагирующий орган и элемент выдержки времени подключен к входу исполнительного органа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, введены датчик напряжения питающего элемента защищаемой электроустановки, логические элементы ИЛИ и ЗАПРЕТ, а также Для каждого питаемого элемента последовательно соединенные датчик напряжения, дополнительные блок сравнения и реагирующий орган, расширитель импульсов и управляемый ключ с дополнительным элементом выдержки времени на управляемом входе, подключенным входом -к выходу расширителя импульсов, причем вторые входы дополнительных блоков сравнения обьединены и подключены к выходу датчика напряжения питающего элемента, входы g логического элемента ИЛИ подключены к выходам управляемых кличей, à его выход подключен к запрещающему входу логического элемента ЗАПРЕТ, вклю- ченного между дополнительным выхо- Я дом основного реагирующего органа и блокирующим входом исполнительного органа.

Ф 11112

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

Известно устройство для защиты, реагирующее на интенсивность излу-. чения дуги и отклонение напряжения от номинального или нарушение симметрии сетй, содержащее фотоприем- 10 ник, три пусковых органа, датчик несимметрии и два логических элемен- та И (1).

Недостатком устройства является низкая помехазащищенность. t5

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для защиты, в котором для повышения селективности и помехоустойчивости используются два одинаковых фотодатчика, один из которых, рабочий, размещен внутри распределительного щита, второй, тормозной, расположен вне щита и ориентирован на излучение помех — источники освещения, внешние дуговые к.з (2).

Однако при появлении внутри распределительного щита электрической дуги отключения сигнал рабочего фотод тчика превышает сигнал с тормозного фотодатчика и на время горения дуги необходимо блокировать срабатывание устройства, что снижает его быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты распределительного щита переменного тока от дугового короткого замыкания, содержащее расположенные в зоне и вне зоны защищаемого щита соответственно рабочий и тормозной фотодатчики, выходы которых подключены к входам основного блока сравнения, который выходом через последовательно соединенные основные реагирующий орган и элемент выдержки времени подключен к входу исполнительного органа, введены датчик напряжения питающего элемента защищаемой электроустановки, логические элементы ИЛИ и ЗАПРЕТ, а также для каждого питаемого элемента последовательно соединенные датчик напряжения, дополнительные блок сравнения и реагирующий орган, расширитель импульсов и уп24 3 равляемый ключ с дополнительным элементом выдержки времени на управляемом входе, подключенным входом к выходу расширителя импульсов, причем вторые входы дополнительных блоков сравнения объединены и подключены к выходу датчика напряжения питающего элемента, входы логического элемента ИЛИ подключены к выходам управляемых ключей, à его выход подключен к запрещающему входу логического элемента ЗАПРЕТ, включенного между дополнительным выходом основного реагирующего органа и блокирующим входом исполнительного органа.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит рабочий 1 и, тормозной 2 фотодатчики, подключенные к блоку 3 сравнения, выход которого через последовательйо включенные основной реагирующий орган 4, основной элемент S выдержки времени подключен к исполнительному органу 6, датчик 7 напряжения питающего элемента {одного или нескольких) и датчики 8 напряжения питаемых элементов, дополнительные блоки 9 сравнения питаемых элементов, один из входов которых соединен с выходом датчика ? напряжения, а другой — с выходом датчика 8 напряжения, дополнительные реагирующие органы 10 питаемых элементов, подключенные к выходам соответствующих дополнительных блоков 9 сравнения, расширители 11 импульсов питаемых элементов, подключенные к соответствующим дополнительным реагирующим органам 10, дополнительные элементы 12 выдержки времени питаемых элементов, выход каждого расширителя 11 импульсов подключен через управляемый ключ 13 соответствующего питаемого элемента к соответствующему входу логического элемента

ИЛИ 14 и через один из дополнительных элементов 12 выдержки времени питаемых элементов к управляющему входу этого ключа 13, логический элемент ЗАПРЕТ 15, включенный между дополнительным выходом основного реагирующего органа 4 и блокирующим входом исполнительного органа 6.

Принцип действия устройства основан на том, что при отключении автоматическим выключателем распределителя электроустановки токов нагрузки или токов коротких замыканий между Рвущимися контактами фаз по20

3 1111 являются дуги отключения, напряжение на которых в момент появления светового излучения достигает 10-207 номинального фазного напряжения питающей сети. Напряжение же между замS кнутыми контактами фаз включенного выключателя равно нулю. Таким образом, если в момент появления светового излучения напряжение между контактами фаз во всех выключателях равно нулю, то ни один из них не отключился и, следовательно, внутри распределительной электроустановки переменного тока возникло дуговое короткое замыкание. Если же одновременно с появлением светового излучения на контактах фаз какого-либо выключателя появляется напряжение, то этот выключатель отключается и внутри распределительного щита возникает дуга отключения.

Прй возникновении дуги отключения сигнал на выходе рабочего фотодатчика 1 превышает сигнал тормозного фотодатчика 2, что приводит к ! рг срабатыванию основного реагирующего органа, но на вход исполнительного органа 6 сигнал не поступает, так как -на входе элемента ЗАПРЕТ 15 по.является запрещающий сигнал. Формирование его происходит следующим

4 образом. С момента возникновения дуги отключения до момента появления из корпуса автоматического выключателя светового излучения, которое фиксируется реагирующим озганом 4, напряжение Йа дуге (между размыкающимися контактами выключателя) успевает измениться от 0 до 10-207 номинального фазного напряжения питающей сети, и поэтому сигнал на выходе датчика 8 напряжения питаемого элемента, подключенного за отключающимся выключателем, отличается от выходного сигнала датчика 7 напряжения питающих элементов. В резуль- 45 тате на выходе соответствующего дополнительного блока сравнения 9 появляется разностный сигнал, являющийся в некотором масштабе выпрямленным напряжением на дуге отключения. Дополнительный реагирующий орган 10 отключаемого элемента срабатывает при достижении этим сигналом значения, соответствующего в некотором масштабе 10Х фазного напряжения питающей сети, и лишь в моменты перехода тока дуги отключения через ноль находится в несработанном состоянии.

224 ф

Для надежной регистрации возникающе, го напряжения на дуге отключения к выходам дополнительных реагирующих органов 10 питающих элементов подключены расширители 11 импульсов, которые в момент кратковременных возвратов дополнительных реагирующих органов 10 продолжают оставаться в состоянии, соответствующем логической единице еще 3 мс.

Таким образом, за все время горения дуги отключения в выключателе сигнал на выходе соответствующего расширителя 11 импульсов находится в состоянии логической единицы.

Этот сигнал через замкнутый управляемый ключ 13 проходит на вход логического элемента ИЛИ 14, на выходе которого сигнал тоже становится равным логической единице и осуществляет запрет с помощью элемента 15 прохождения сигнала с выхода реагирующего органа 4 на вход исполнительного органа 6. Устройство защиты не срабатывает.

По прошествии 30 мс с начала фиксации напряжения на дуге отключения срабатывает элемент 12 выдержки времени отключаемого питаемого элемента. и подает сигнал выключения на управляющий вход управляемого ключа

13 этого элемента. Поэтому, несмотря на то, что на выходе расширителя

11 импульсов, соответствующего отключенному элементу, сигнал равен логической единице, на вход логического элемента ИЛИ 14 он не поступает и запрещающий сигнал не форми- . руется.

При дуговом коротком замыкании внутри распределительной электрсуста" новки напряжения на всех элементах меняются одинаково (если нет отключенных), и поэтому на выходах всех датчиков 8 напряжения питаемых элементов и датчика 7 напряжения питающих элементов одинаковые сигналы.

На выходах всех дополнительных блоков 9 сравнения сигналов нет, и реагирующие органы 10 всех элементов находятся в несработанном состоянии.

Поэтому на выходе элемента ИЛИ 14 сигнал соответствует логическому нулю и элемент ЗАПРЕТ 15 не запрещает прохождение сигнала с выхода реагирующего органа 4 на вход исполнительного органа б. Устройство срабатывает по быстродействующему каналу и подает сигнал на отключение выключате1111224 вИИИПи Заказ 6322/42 Тираж ь г.У По писное

Б

Филиал ППП Патент, г. Уигорол, ул.Проеатиаа,4 ля, питающего защищаемую электроустановку. Если какой-то элемент или несколько элементов оказываются отключенными, то несмотря на то, что на выходах дополнительных блоков 9 сравнения, соответствующих этим элементам, присутствуют сигналы логической единицы, на входы элемента

ИЛИ 14 они не проходят, так как соответствующие ключи 13 отключены своими элементами 12 выдержки времени, находящимися в сработанном состоянии. Как только какой-либо из ранее отключенных выключателей включается, на выходе дополнительного блока 9 сравнения включенного питаемого элемента сигнал становится

5 равным нулю.

Предлагаемое устройство имеет повышенное быстродействие, так как выявляет дуговые короткие замыкания без принудительной выдержки времени, что снижает последствия воздейстгия дуги на защищаемую электроустановку.