Устройство для защиты автономной электроустановки от коротких замыканий

 

ОП И;;НИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

%ii>716101

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.04.78 (21) 2608686/24-07 (51) М.Кл . с присоединением заявки №вЂ”

Н 02 Н 7/06

Государственный кометет

СССР ао делам нзооретенкй и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 621.316..925 (088.8) Опубликовано 15.02. 80. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 25.02.80

В. П. Степаненко, К. М. Юдин, В. Н. Хрущев, С. Г. Ривкин и Ю. И. Пузырев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ

АВТОНОМНОЙ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для защиты, например, авиационных электроустановок с генератором постоянного тока и подключенной параллельно генератору аккумуляторной батареей.

Известны максимально токовые устройства защиты цепей генератора и аккумуляторной батареи от коротких замыканий и перегрузок в виде предохранителей, биметаллических и других аппаратов (1) .

Установка таких аппаратов в цепь акку- 10 муляторной батареи не дает требуемого эффекта вследствие того, что аппараты защиты выбираются с учетом длительности переходных процессов и возможных значений пусковых токов, токов реверса и толчков нагрузки, имеющих место, например, при наземном запуске от автономной электроустановки авиационного газотурбинного двигателя и в других случаях, сопровождаемых пиком тока аккумуляторной батареи, покрывающей недостающую мощность генератора. 20

Это приводит к тому, что при коротком замыкании время срабатывания аппарата защиты больше того периода, в течение

2 которого ток короткого замыкания может вывести из строя электроаппаратуру.

Известна автономная электроустановка, содержащая генератор постоянного тока с формирователем внешней характеристики, подключенную параллельно генератору аккумуляторную батарею, дифференциальноминимальное реле и контактор нагрузки (2) .

Недостатком известной автономной электроустановки является низкая эффективность защиты от коротких замыканий и перегрузок.

При коротком замыкании на выходных зажимах электроустановки дифференциально-минимальное реле отключает генератор постоянного тока, так как формирователь внешней характеристики, обеспечивающий характерную для автономных электроустановок внешнюю характеристику генератора в виде участка постоянства напряжения и участка постоянства мощности, при коротком замыкании и перегрузках, сопровождаемых резким уменьшением сопротивления нагрузки, осуществляет снижение напряжения и функции тока нагрузки соответственно участку постоянства мощности, что позволяет исключить останов первичного тепло7 з вого двигателя автономной электроустановки при набросе нагрузки, мощность которой превышает (без ограничения) максимально допусти мую.

При отключенном генераторе и коротком замыкании в сети происходит разряд аккумуляторной батареи. Напряиение генератора, отключенного от сети, восстанавливается до номинального значения и дифференциально-минимальное реле снова подключает

его к сети. При этом вступает в действие формирователь внешней характеристики, если короткое замыкание в сети не устранено, то генератор вновь отключается. Дифференциально-минимальное реле работает в режиме «звонка», что может привести к привариванию его силовых контактов, при этом аккумуляторная батарея быстро разряжается и в сети протекают токи не. . допустимой величины.

Цель изобретения — повысить надежность защиты от коротких замыканий и перегрузок.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты автономной электроустановки от коротких замыканий, содержащее генератор постоянного тока с формирователем внешней характеристики, отрицательный полюс которого подключен к отрицательному полюсу аккумуЛяторной батареи, дифференциально-минимальное реле, подключенное одним выводом обмотки к положительному полюсу генератора постоянного тока, а другим — к замыкающему контакту контактора нагрузки, к которому подключен также через датчик тока разряда аккумуляторной батареи ее положительный полюс, и выключатель нагрузки, дополнительно введены два промежуточных реле, блок инвертирования с запретом и пороговый блок, причем выход датчика тока разряда аккумуляторной батареи через пороговый блок подключен к основному входу блока инвертирования с запретом, а выход дифференциально-минимального реле подключен к запрещающему входу блока инвертирования с запретом, выход которого подключен к подвижному контакту выключателя нагрузки, один вывод обмотки контактора нагрузки, один вывод обмотки первого промежуточного реле и один вывод обмотки второго промежуточного реле подключены к положительному полюсу генератора постоянного тока и аккумуляторной батареи, а другой вывод обмоток контактора нагрузки и первого промежуточного реле подключены к одному неподвижному контакту выключателя нагрузки, а также через размыкающий контакт второго промежуточного реле и через размыкающий контакт первого промежуточного реле — к выходу блока инвертирования с запретом, а другой вывод обмотки второго промежуточного реле"подклю16101

S

1О

15 ло

ZS зо зю

4О чен к другому неподвижному контакту выключателя нагрузки.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для защиты автономной электроустановки от коротких замыканий.

Устройство содержит генератор 1 постоянного тока с формирователем внешней характеристики, аккумуляторную батарею 2, в цепи которой установлен датчик 3 тока разряда, дифференциально-минимальное реле 4, контактор 5 нагрузки, блок 6 инвертирования с запретом, пороговый блок 7, первое и второе промежуточные реле 8 и 9 соответственно, замыкающий и размыкающий контакты 10 — 11 первого и второго промежуточного реле, выключатель 12 нагрузки, его подвижный и неподвижный контакты 13, 14 и 15 и замыкающий контакт контактора 16 нагрузки.

Устройство работает следующим образом

При превышении напряжения генератора 1 постоянного тока над напряжением аккумуляторной батареи 2 срабатывает дифференциально-минимальное реле 4, подключая генератор параллельно аккумуляторной батарее.

Аккумуляторная батарея 2 работает в режиме подзаряда.

На вход блока 6 инвертирования с запретом по одному из входов поступает сигнал с выхода дифференциально-минимального реле 4, который после инвертирования при установке нажимного выключателя 12 нагрузки в положение, когда замкнут контакт 14, поступает на обмотку реле 8. Реле 8 через размыкающий контакт 11 реле 9 становится на самопитание и одновременно включает контактор 5 нагрузки. Отключение контактора 5 нагрузки осуществляется при необходимости путем установки пажимного выключателя !2 нагрузки в положение, когда замкнут его контакт 15, при котором реле 9 своим размыкающим контактом 11 отключает реле 8 и контактор 5 нагрузки.

При возникновении недопустимой перегрузки или при коротком замыкании на выходных зажимах электроустановки дифференциально-минимальное реле 4 отключает генератор 1 от сети, снимая также запрет на прохождение через блок 6 инвертирования с запретом сигнал с выхода датчика 3 тока разряда аккумуляторной батареи.

В связи с тем, что при этом ток разряда аккумуляторной батареи велик и сигнал на выходе датчика 3 тока разряда аккумуляторной батареи 2, превысив значение установки порогового блока 7, поступает на вход блока 6 инвертирования с запретом обмотки реле 8 и контактора 5 нагрузки, теряют питание, отключая от сети аккумуляторную батарею 2.

Благодаря такому выполнению защиты отключе!ния автономной электроустановки

716101 обеспечивается только при отключенном дифференциально-минимальном реле 4 и при наличии тока разряда аккумуляторной батареи 2, величина которого превышает уставку порогового блока 7, что соответствует короткому замыканию или недопусти-, мой перегрузке.

Во всех остальных режимах работы электроустановки, не являющихся аварийными— переходных процессах при тяжелых электростартерных запусках авиационных газотурбинных двигателей, наземном электрооборудовании бортовой аппаратуры — сопровождаемых кратковременными "отключениями дифференциально-минимального реле 4 без всплесков тока разряда аккумуляторной батареи 2 или же в режимах работы, харак геризуемых всплесками тока разряда -аккумуляторной батареи при включенном дифференциально-минимальном реле, обеспечивается надежное подключение нагрузки к элект- роустановке без перерывов в электроснабжении.

Применение предлагаемого изобретения предотвращает возникновение аварийных режимов.

Использование устройства на агрегатах 2 технического обслуживания самолетов и вертолетов позволит получить экономический эффект за счет предотвращения выхода из строя дорогостоящего бортового электронного и электросилового оборудования, снижения простоев автономных электроустановок и расходов на их ремонт.

Формула изобретения

И

Устройство для защиты автономной электроустановки от коротких замыканий, содержащее генератор постоянного тока с формирователем внешней характеристики, отрицательный полюс которого подключен к отрицательному полюсу аккумуляторной батареи, дифференциально-минимальное реле, подключенное одним выводом обмотки к положительному полюсу генератора постоянного тока, а другим — к замыкающему контакту" контактора нагрузки, к когорому подключен также через датчик тока разряда аккуму- ляторной батареи ее положительный полюс, и выключатель нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности защиты от коротких замыканий и перегрузок дополнительно введены два промежуточных реле, блок инвертирования с запретом и пороговый блок, причем выход датчика тока разряда аккумуляторной батареи через пороговый блок подключен к основному входу блока инвертирования с запретом, выход дифференциально-минимального реле подключен к запрещающему входу блока инвертирования с запретом, выход которого подключен к подвижному контакту выключателя нагрузки, один вывод обмотки контактора нагрузки, один вывод обмотки первого промежуточного реле и один вывод обмотки второго промежуточного реле подключены к положительному полюсу генератора постоянного тока и аккумуляторной батареи, а другой вывод обмоток контактора нагрузки и первого промежуточного реле подключены к одному неподвижному контакту выключателя нагрузки, а также через размыкающий контакт второго промежуточного реле и через замыкающий контакт первого промежуточного реле — к вьгходу блока инвертирования с запретом, а другой вывод обмотки второго промежуточнбго реле подключен к другому неподвижному контакту выключателя нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Морозовский и др. Системь! электроснабжения летательных айпаратов. М., «Машиностроение», 1973.

2. Описание и инструкция по эксплуатации аэродромного передвижного электроагрегата АПА-5, 1 974.

3 716101

Составитель Т. Щеголькова

Редактор Ю. Челюканов Техред К. Шуфрич Корректор М. Демчик

Заказ 9537 45 Тираж 783 Подписное

ЦН ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП а Патент», г. Ужгород, ул, Проектная, 4