Устройство для токовой защиты электроустановки

Авторы патента:

Талипов Олжас Манарбекович (KZ)

Машрапов Бауыржан Ерболович (KZ)

Барукин Александр Сергеевич (KZ)

Клецель Марк Яковлевич (KZ)

Калтаев Абдулла Габдылманапулы (KZ)

H02H3/08 - реагирующие на токовые перегрузки (реагирующие на чрезмерное повышение температуры, вызванное токовой перегрузкой H02H 5/04)

Владельцы патента RU 2629958:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности работы устройства. Устройство для токовой защиты электроустановки содержит геркон, установленный в магнитном поле токоведущей шины электроустановки. Замыкающий контакт геркона через первый резистор подключен к переключающему контакту герконового реле, к первому концу обмотки управления промежуточного реле и к первой обкладке первого конденсатора. Переключающий контакт геркона, первый конец обмотки управления герконового реле и первая обкладка второго конденсатора подключены к положительному полюсу источника постоянного оперативного тока. Размыкающий контакт геркона, второй конец обмотки управления герконового реле и вторая обкладка второго конденсатора через второй резистор подключены к отрицательному полюсу источника постоянного оперативного тока, к которому подключены второй конец обмотки управления промежуточного реле и вторая обкладка первого конденсатора. Замыкающий контакт герконового реле подключен к сигнальной лампе. Размыкающий контакт герконового реле через замыкающий контакт промежуточного реле подключен в цепь отключения выключателя электроустановки. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано в качестве токовой защиты открытых и закрытых комплектных токопроводов.

Известно устройство для токовой защиты электроустановки [Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. Учебник для вузов, 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2006. - 639 с.: ил.], содержащее токовое реле, подключенное к вторичной обмотке трансформатора тока, первичная обмотка которого включена последовательно в цепь токоведущей шины. Исполнительный элемент входом подключен к токовому реле, а выходом - в цепь отключения выключателя электроустановки.

Недостатком этого устройства является необходимость использования трансформаторов тока, имеющих, особенно на высоких напряжениях, значительную массу и габариты.

Известно устройство для токовой защиты электроустановки [RU 2024141, Н02Н 3/08, опубл. 30.11.1994], выбранное в качестве прототипа, содержащее первый и второй датчики тока, выполненные на герконах, установленных в зоне влияния магнитного поля и тока входной и выходной цепей электроустановки соответственно. Выходы герконов подключены к первому и второму входам исполнительного блока. Первая клемма первого входа исполнительного блока через первый резистор подключена к первому выводу источника питания постоянного тока. Вторая клемма первого входа и первая клемма второго входа исполнительного блока объединены и через второй резистор подключены к первой обкладке конденсатора и к катоду стабилитрона. Анод стабилитрона соединен с первым выводом третьего резистора и с базой полупроводникового усилительного элемента, выполненного на транзисторе, эмиттер-коллекторный переход которого включен последовательно с обмоткой управления реле на герконе между полюсами источника питания постоянного тока. Вторая клемма второго входа исполнительного блока, вторая обкладка конденсатора, второй вывод третьего резистора объединены и подключены к полюсу источника постоянного тока. Контакт реле на герконе включен в цепь управления выходного реле.

Недостатком этого устройства является малая надежность, связанная с возможностью его ложного срабатывания из-за залипания контактов геркона после короткого замыкания и отключения выключателя электроустановки при последующем действии автомата повторного включения или устройства автоматического включения резерва.

Задачей изобретения является повышение надежности работы устройства путем предотвращения его ложного срабатывания при залипании контактов геркона.

Предложенное устройство для токовой защиты электроустановки, так же, как и в прототипе, содержит геркон, установленный в магнитном поле токоведущей шины электроустановки, два резистора, герконовое реле, первый конденсатор, источник постоянного оперативного тока.

Согласно изобретению замыкающий контакт геркона через первый резистор подключен к переключающему контакту герконового реле, к первому концу обмотки управления промежуточного реле и к первой обкладке первого конденсатора. Переключающий контакт геркона, первый конец обмотки управления герконового реле и первая обкладка второго конденсатора подключены к положительному полюсу источника постоянного оперативного тока. Размыкающий контакт геркона, второй конец обмотки управления герконового реле и вторая обкладка второго конденсатора через второй резистор подключены к отрицательному полюсу источника постоянного оперативного тока, к которому подключены второй конец обмотки управления промежуточного реле и вторая обкладка первого конденсатора. Замыкающий контакт герконового реле подключен к сигнальной лампе. Размыкающий контакт герконового реле через замыкающий контакт промежуточного реле подключен в цепь отключения выключателя электроустановки.

Использование второго конденсатора, промежуточного реле и соответствующее подключение всех элементов позволяет, по сравнению с прототипом, повысить надежность работы устройства за счет его блокировки при залипании контактов геркона после короткого замыкания и отключения выключателя электроустановки. Это предотвращает ложное срабатывание при последующем действии автомата повторного включения или устройства автоматического включения резерва.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства.

Устройство для токовой защиты электроустановки (фиг. 1) содержит геркон 1, установленный в магнитном поле токоведущей шины 2 электроустановки. Замыкающий контакт 3 геркона 1 через первый резистор 4 подключен к переключающему контакту 5 герконового реле 6 (ГР), к первому концу обмотки управления 7 промежуточного реле 8 (ПР) и к первой обкладке первого конденсатора 9. Переключающий контакт 10 геркона 1, первый конец обмотки управления 11 герконового реле 6 (ГР) и первая обкладка второго конденсатора 12 подключены к положительному полюсу источника постоянного оперативного тока 13. Размыкающий контакт 14 геркона 1, второй конец обмотки управления 11 герконового реле 6 (ГР) и вторая обкладка второго конденсатора 12 через второй резистор 15 подключены к отрицательному полюсу источника постоянного оперативного тока 13, к которому подключены второй конец обмотки управления 7 промежуточного реле 8 (ПР) и вторая обкладка первого конденсатора 9. Замыкающий контакт 16 герконового реле 6 (ГР) подключен к сигнальной лампе 17. Размыкающий контакт 18 герконового реле 6 (ГР) через замыкающий контакт 19 промежуточного реле 8 (ПР) подключен в цепь отключения выключателя 20 электроустановки.

В качестве геркона 1 может быть использован, например, геркон типа МКС-27701. В качестве герконового реле 6 (ГР) может быть использовано реле типа РГК-50. В качестве первого 4 и второго 15 резисторов могут быть использованы резисторы типа МОН-0,5; в качестве первого 9 и второго 12 конденсаторов - конденсаторы типа К 50-12. В качестве промежуточного реле 8 (ПР) может быть использовано промежуточное реле РП 16-1.

Устройство работает следующим образом. В режиме нагрузки на геркон 1 действует магнитное поле, созданное током в токоведущей шине 2 электроустановки. Однако геркон 1 не срабатывает, так как величина индукции этого поля не превышает индукцию, необходимую для срабатывания геркона. Поэтому его контакты остаются неподвижными, и устройство не срабатывает.

При коротких замыканиях в электроустановке токи, протекающие по ее токоведущей шине 2, создают магнитное поле с индукцией, достаточной для срабатывания геркона 1, и он срабатывает, в результате чего контакт 3 замыкается, а контакт 14 размыкается. Первый 9 и второй 12 конденсаторы начинают заряжаться. Для обеспечения правильной работы устройства время заряда второго конденсатора 12 выбрано большим, чем время заряда первого конденсатора 9. После зарядки первого конденсатора 9 напряжение на обмотке управления 7 промежуточного реле 8 (ПР) оказывается достаточным для его срабатывания, контакт 19 замыкается и подает сигнал на отключение выключателя 20 электроустановки.

После отключения электроустановки, если переключающий 10 и замыкающий 3 контакты геркона 1 не залипли, то они возвращаются в исходное состояние. Размыкающий контакт 14 замыкается и шунтирует второй конденсатор 12, который начинает разряжаться на обмотку управления 11 герконового реле 6 (ГР). Однако контакт 18 не размыкается, так как напряжение на обкладках второго конденсатора 12 недостаточно для срабатывания герконового реле 6 (ГР). Если переключающий 10 и замыкающий 3 контакты геркона 1 залипли, то размыкающий контакт 14 остается разомкнутым. Второй конденсатор 12 дозаряжается до напряжения срабатывания герконового реле 6 (ГР), которое сработав, размыкает контакт 18 в цепи питания промежуточного реле 8 (ПР) и замыкает контакт 16. С контакта 16 сигнал поступает на сигнальную лампу 17, которая загорается и сигнализирует о залипании контактов геркона 1. Так как контакт 18 разомкнут, с замыкающего контакта 19 промежуточного реле 8 (ПР) сигнал на выключатель 20 электроустановки не поступает, и устройство не срабатывает ложно при действии автомата повторного включения или устройства автоматического включения резерва.

Устройство для токовой защиты электроустановки, содержащее геркон, установленный в магнитном поле токоведущей шины электроустановки, два резистора, герконовое реле, первый конденсатор, источник постоянного оперативного тока, отличающееся тем, что замыкающий контакт геркона через первый резистор подключен к переключающему контакту герконового реле, к первому концу обмотки управления промежуточного реле и к первой обкладке первого конденсатора, при этом переключающий контакт геркона, первый конец обмотки управления герконового реле и первая обкладка второго конденсатора подключены к положительному полюсу источника постоянного оперативного тока, а размыкающий контакт геркона, второй конец обмотки управления герконового реле и вторая обкладка второго конденсатора через второй резистор подключены к отрицательному полюсу источника постоянного оперативного тока, к которому подключены второй конец обмотки управления промежуточного реле и вторая обкладка первого конденсатора, причем замыкающий контакт герконового реле подключен к сигнальной лампе, а размыкающий контакт герконового реле через замыкающий контакт промежуточного реле подключен в цепь отключения выключателя электроустановки.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение точности настройки токовых защит кабелей.

Реле тока // 2628090

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для создания электронных реле, реагирующих на амплитуду тока. Реле тока содержит промежуточный трансформатор тока, выпрямитель, исполнительный элемент, четыре пороговых блока, два элемента И, реверсивный счетчик, одновибратор, генератор тактовых импульсов, делитель частоты, блок вычитания, сумматор, двухсторонний ограничитель, нерекурсивный фильтр.

Устройство для максимальной токовой защиты электроустановки на герконах // 2624907

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение чувствительности устройства.

Устройство обнаружения перегрузки // 2623456

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение надежности восстановления системы постоянного тока после обнаружения перегурузки.

Способ измерения для обнаружения повреждения трехфазной сети // 2611059

Использование – в области электротехники. Технический результат – сокращение времени обнаружения повреждений.

Обнаружение неисправностей в системе энергоснабжения с децентрализованным энергоснабжением // 2608555

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат – повышение надежности распознавания неисправностей.

Твердотельный коммутатор и контроллер нагрузки // 2596620

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и безотказности устройства.

Адаптивное детектирование света для систем ослабления дуги // 2591847

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение чувствительности и надежности защиты.

Устройство для максимальной токовой защиты электроустановок // 2584548

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат: обеспечение регулирования уставок срабатывания защит в отсеках ячеек комплектных распределительных устройств напряжением 6-10 кВ.

Силовой переключатель постоянного напряжения // 2584096

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах переключения силовых линий постоянного напряжения. Переключатель 100 постоянного напряжения содержит по меньшей мере один прерыватель 120 и коммутаторное устройство, подключенное параллельно прерывателю, при этом коммутаторное устройство содержит конденсаторную схему, состоящую из параллельно соединенных по меньшей мере двух конденсаторных ветвей.

Измерительный орган для токовых защит электродвигателя // 2637781

Использование – в области электротехники. Технический результат - осуществление дифференциальной защиты и защиты от обрыва фаз электродвигателя малой мощности. Согласно изобретению измерительный орган для токовых защит электродвигателей содержит блок крепления, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, на дне которого вблизи первой боковой грани закреплены блок регулировки, первая и вторая клеммные колодки. Вблизи другой боковой грани, противоположной первой, закреплены третья и четвертая клеммные колодки. На дне блока крепления в его центре закреплены четыре прямоугольных корпуса, в каждом их которых расположен геркон: соответственно первый, второй, третий и четвертый. При этом первый геркон снабжен четырьмя обмотками управления, а второй третий и четвертый герконы - одной обмоткой управления. Первая и вторая обмотки управления первого геркона концами подключены к первой клеммной колодке. Третья и четвертая обмотки управления первого геркона первыми концами подключены к третьей клеммной колодке, а вторыми концами - к первым концам обмоток управления третьего и четвертого герконов соответственно. Первый конец обмотки управления второго геркона подключен к третьей клеммной колодке. Обмотки управления второго, третьего и четвертого герконов вторыми концами подключены к четвертой клеммной колодке. Первый, второй, третий и четвертый герконы своими контактами подключены к входам блока регулировки. Выходы блока регулировки подключены к второй клеммной колодке. В первой боковой грани и на дне блока крепления вблизи клеммных колодок проделаны отверстия, через которые к первой клеммной колодке подключены концы обмоток фаз А и В электродвигателя со стороны нулевых выводов, ко второй клеммной колодке подключены провода, соединяющие блок регулировки с источником оперативного тока и катушкой отключения выключателя электродвигателя, к третьей клеммной колодке подключены концы обмоток фаз А, В, С электродвигателя со стороны питания, к четвертой клеммной колодке подключен кабель, питающий электродвигатель. По углам блока крепления проделаны отверстия для его крепления к клеммной коробке электродвигателя. 2 ил.

Способ настройки токовой защиты на герконах // 2640036

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение точности настройки токовой защиты. Способ позволяет точно настроить токовую защиту на герконах за счет определения в расчетной точке A истинной напряженности HАист, которая равна произведению рассчитываемой напряженности HА в расчетной точке A на коэффициент, который в свою очередь определяется из отношения измеренной с помощью второй катушки индуктивности ЭДС E1 в расчетной точке A к рассчитанной ЭДС E2 на выводах второй катушки индуктивности, а также за счет выбора геркона с магнитодвижущей силой срабатывания Fcp, соответствующей истинной напряженности HАист в расчетной точке A, а также проверки правильности установки геркона внутри второй катушки индуктивности. 1 ил.

Способ дифференциальной защиты участка электрической сети // 2648249

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности способа дифференциальной защиты. Согласно способу защиты участка электрической сети, содержащего, по меньшей мере, одну пару систем шин, соединенных между собой в каждой паре через трехфазный шиносоединительный выключатель, в трансформаторах тока преобразуют токи каждой из фаз каждого присоединения, подключенного к соответствующей шине через свой выключатель, а также токи каждой фазы шиносоединительного выключателя со стороны каждой из систем шин, формируют трехфазную последовательность токов путем геометрического суммирования токов, полученных в результате преобразований токов соответствующих фаз всех присоединений, а также протекающих через шиносоединительный выключатель, при отклонении результирующих токов пороговых уровней подают сигнал на отключение поврежденного элемента. При этом в состав участка электрической сети включены кабельные участки присоединений кабельно-воздушных линий электропередачи, в трансформаторах тока преобразуют токи каждой из фаз по концам кабельных участков присоединений кабельно-воздушных линий электропередачи, в состав трехфазной последовательности токов включаются токи каждой из фаз по концам кабельных участков присоединений кабельно-воздушных линий электропередачи, дополнительно для получения результирующих токов, обеспечивающих проверку условий срабатывания дифференциальной защиты участка электрической сети, формируют комбинации сумм и разностей последовательностей токов с применением метода двойной записи, выявляют неисправности трансформаторов тока присоединений шин, кабельных участков присоединений кабельно-воздушных линий электропередачи и шиносоединительного выключателя по соотношению результирующих токов. При выявленных неисправностях соответствующих трансформаторов тока выдают сигнал для вывода трансформаторов тока в ремонт и исключения излишних срабатываний дифференциальной защиты. 4 ил., 1 табл.