Устройство для защиты электроустановки от перегрузки

 

Союз Советскик

Социалнстнческьа

Ресяублнк.

ОП ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТИЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено07.07.76 (21) 2383463/24с присоединением заявки №

ГесудерстеееныИ комитет сссР ее делам кеееретенек

N OTKPhlYNM (23) Приоритет

Опубликовано 15.04. 79.бюллетень Ж

Дата опубликования описания 18.04

Г. В. Могипевский, В. Е. Райнин, Л. И. Дик и A. Б. Федорякин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

Изобретение относится к устройствам зашиты, в частности, к бесконтактным устройствам максимально-токовой защиты и защиты от несимметрии фазных токов, предназначенным для подачи команды на отключение аппарата (контактного или бесконтактного), в случае возникновения перегрузки ипи несимметрии токов в фазах сети переменного тока, и может быть использовано в различных устройствах автоматики.

И звес тно устр ойс тво для зашиты трехфазных установок от несимметрии фазных токов, в котором сравниваются по абсолютному значению переменная и постоянная составляющие напряжения на выходе трехфазного выпрямителя, подсоединенного ко вторичным обмотк ам трансформаторов тока.0сновным недостатком указанног о устройства являются большие габариты фильтра, сложность подбора его параметров и ог— раниченные функциональные возможности устройства, а именно, обеспечение зашиты только от несимметрии фазцых токов.

Известен также попупооводниковый расцепитепь с автоматическим выкпючатепем, в котором трансформаторы тока используются в качестве датчиков тока и одновременно обеспечивают питание

$ всей схемы. Указанный расцепитепь осуществляет максимально-токовую защиту, но не обеспечивает защиту от несимметричных режимов работы.

Наиболее близким по технической сушlO ности и достигаемому результату являет=я бесконтактное реле перегрузки. Оно содержит три трансформатора тока, вторичные обмотки которых соединены в звезду, измерительный резистор, выпрямитель, обеспечивающий раздельное пятание цепи измерительного резистора и цепи емкостного накопителя, и блок защиты в зоне токов перегрузки.

Недостатком указанного бесконтактного реле перегрузки являются ограниченные функциональные возможности, а именно, выполнение лишь макси.лально-токовой зашиты, что приводит в ряде случаев к

657 502 необходимости установки дополнительных аппаратов, обеспечивакицих зашиту от аварийного режима в сети трехфазного пер ем енн ого ток а, вы зва и ног о н ег и м м етрией фазных токов. 5

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей известного бесконтактного реле перегрузки, а именно, зашиты электрооборудования не только в зоне токов перегрузки, но и от N несимметрии фазных токов без примене1 ния дополнительных датчиков.

Uem достигается тем, что в схему известного реле перегрузки, содержащего три трансформатора тока, вторичные обмотки которых соединены в звезду, емкостный накопитель, измерительный резистор, трехфазный выпрямитель для раз— дельного питания измерительного резистора и емкостного накопителя и олок. заши20 ты от токов перегрузки, выход которого через элемент выдержки времени подключен к цепи из электронного ключа и исполнительного элемента, дополнительно введены резистивно-емкостный делитель, 25 подключенный параллельно измерительному резистору, три параллельные RC -цепи, подключенные через диоды к вторичным обмоткам соответствующих трасформаторов тока и три элемента сравнения, приЗО чем один из входов каждого HB элементов сравнения подсоединен к соответствук>щей параллельной ЯС -цепи, вторые входыподсоединены к общей точке резистивно35 емкостного делителя, а выходы. — ко входу блока защиты от токов перегрузки.

В устройстве зашиты используется принцип определения несимметрии фазных токов, основанный на сравнении напряже40 ний, пропорциональных токам в фазах с напряжением, пропорциональным наибольшему фазному току. В связи с тем, что указанные напряжения снимаются с одного измерительного резистора, задающего

45 установку номинального тока максимально-токовой защиты, срабатывание устройства происходит независимо от величины этой уставки и от аосолютной величины токов в фазах, а зависит от уровня несимметрии в относительных единицах.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Вторичные обмотки трансформаторов тока 1 — 3, установленных в каждой фазе защищаемой сети, соединены в звезду и подключены Ко входу выпрямителя.

Диоды 4 — 6 трехфазного выпрямителя обеспечивают прохожд ние втори нного тока в отрицательный полупериод по измерительному резистору 7, на K(N ором создается падение напряжения, пропорциональное величине первичного тока.

Диоды 8-10 в положительный полупериод обеспечивают заряд емкостного накопителя 1 1. Резистивно-емкостный делитель> состоящий из резисторов 12, 13 и конденсатора 14, включен параллельно измерительному резистору 7. Диоды 15-17 служат для заряда конденсаторов 18-20, разряд этих конденсаторов осуществляется через резисторы 21-23.

Элементы сравнения 24-26 предназначены для сравнения напряжений, снимаемых соответственно с конденсаторов 1820 с опорным напряжением, снимаемым с с конденсатора 14, которое определяется соотношением сопротивлений 12 и 13.

Выходы элементов сравнения 24-26 подключены ко входу блока зашиты в зоне токов перегрузки 27. Блок 27 обеспечивает срабатывание устройства при превышении входным напряжением, снимаемым с измерительного уровня, а также при поступлении на его вход хотя бы одного выходного сигнала от элементов сравнения 24-26. Элемент выдержки времени

28 создает задержку сигнала, поступающего с выхода блока защиты от пере— грузки на электронный ключ 29, который коммутирует исполнительный элемент 30 на емкостной накопитель 11. Создание задержки сигнала необходимо для отстройки от асимметрии токов при переходных режимах в сети и для обеспечения селективной работы устройств.

Схема работает следующим образом.

При протекании тока по полюсам аппарата конденсаторы 18-20 заряжаются через соответствующие диоды 15-17 до напряжения, пропорционального фазным токам. Конденсатор 14 заряжается до напряжения, определяемого делителем, пропорционального наибольшему из токов в фазах, в случае амплитудной несимметрии, либо пропорционального геометрической сумме токов, имеющих наименьший сдвиг фаз между собой, в случае фазовой несимметрии, Если токи во всех трех фазах равны между собой и сдвинуты на угол —, то конденсатор 14

2%

3 заряжается до напряжения, меньшего по абсолютной величине, чем напряжение на конденсаторах 18-20. При этом элементы сравнения 24-26 не срабатывают, и сигнал на их выходах отсутствует.

657 502

При возникновении в сети аварийных режимов, характеризующихся заданным уровнем несимметрии фазных токов, уровень напряжения на конденсаторе 14 достигнет такой величины, что срабатывают соответствующие элементы сравнения 24, 25, 26, на выходе их появляется сигнал на срабатывание блока защиты от токов перегрузки 27. Причем, в случае уменьшения амплитуды одного из фазных токов, срабатывает тот элемент сравнения, вход которого подсоединен к соотг ветствующей RC -цепи, в случае ее увеличения срабатывают элементы сравнения, входы которых подсоединены к другим двум RC — цепям, при фазовой несиммеч рии срабатывают все три элемента сравнения.

Выходной сигнал с блока 27 поступает на вход элемента выдержки времени 28, который создает необходимую задержку, и далее — на ключ 29. В исходном состоянии ключ 29 заперт, .при поступлении сигнала с выхода элемента 28 он открывается, и емкостной накопитель 11 разряжается на обмотку электромагнита 30.

Происходит срабатывание устройства.

Разрядные сопротивления 21 — 23 и

13 выбраны таким образом, чтобы постоянные времени разряда емкостей 1820 были меньше постоянной времени разряда емкости 14. Соотношения между постоянными времени выбираются из условия предотвращения ложных срабатываний зашиты при возникновении в сети нормальных переходных процессов (следует отм етить, что ем к ос ти 1 8 — 2 0 заряжаются значительно быстрее, чем 14) и обеспечения достаточной чувствительности и малого времени возврата системы в исходное состояние после прекращения несимметрии. Необходимый уровень чувствительности достигается соответствующим выбором соотношения сопротивлений 12 и 13.

В связи с тем, что резистивно-емкостный делитель 12, 13, 14 также как и параллельные RC -цепи 18,21; 19,22;

2 0,2 3, включен пар аплельн о и ам ер ительному резистору 7, определяющему уставку номинального тока зашиты, срабатыВяние устройства происходит независимо от кратности тока в шинах по отношению к номинальному, а зависит лишь от положения движка переменного резистора

5 1122, определяющего уставку по току срабатывания при несимметрии фазных токов.

Срабатывание устройства в зоне токов перегрузки обеспечивается блоком зашиты от токов перегрузки 27 при превышении напряжения на резисторе 7 заданного уровня, Таким образом, при незначительном усложнении известное бесконтяктное реле перегрузки приобретает новое полезное качество: обеспечивает защиту электрооборудования не только в зоне токов перегрузки, но и от аварийных режимов, вызванных несимметрией фазных токов

26

Формула изобретения

Устройство для зашиты электроустановки от перегрузки, содержащее три транс25 форматора тока, вторичные обмотки которых соединены в звезду, емкостной накопитель, измерительный резистор, трехфазный выпрямитель, обеспечивающий раздельное питание измерительного рези36 стора и емкостного накопителя, блок защиты от токов перегрузки, выход которо- го через элемент выдержки времени подключен к цеци из электронного ключа и исполнительного элемента, о т л и ч а ю35 щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обесР . печения защиты электрооборудования от несимметрии фазных токов, в него дополнительно введены резистивно-емкостной делитель, подключенный параллельно иэ. мерительному резистору, три параллельные RC -цепи, подключенные через диоды к вторичным обмоткам соответствующих трансформаторов тока, и три элемента сранения, причем один из входов каждого из элементов сравнения подсоединен к

coDòBåòñòâóþøåé параллельной RQ -цепи, вторые входы подсоединены к общей точке резистивно-емкостного целителя, а вы5Î ходы — Ko входу олока зашиты от токов перегрузки.

657502

Составитель В. Зимаков

Редактор Л. Баглай Техред И. Асталош Корректор О. Билак

Заказ 1816/52 Тираж 856 Подписное

0НИИПИ 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