Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для проверки исправности максимальных защит переменного тока, и может быть применено для проверки работоспособности максимальных расцепителей тока автоматических выключателей.
Известно устройство [1] для тестового контроля токовых защит многозвенных фильтров, но оно не может быть применено для проверки максимальных расцепителей тока автоматических выключателей.
Известно устройство [2] для контроля исправности токовых цепей защит, но оно не обеспечивает проверку блока управления и исполнительного электромагнита проверяемых защит.
Устройство [3, 4, 5, 6] проверяют только блок управления, но не проверяют датчики тока и исполнительный электромагнит.
Наиболее близким к предлагаемому по своему составу является устройство [7], структурная схема которого приведена на фиг.1.
Оно состоит из сетевого источника питания 1, первый и второй выходы которого образованы выходами двухполупериодного мостового выпрямителя, формирователя напряжения питания входящих в проверочное устройство элементов 2, блока формирователей тестовых сигналов 3, разъема 4 для подключения к цепям проверяемой защиты, логического блока 5, связанных с блоком 3 и 5 и разъемом 4 переключателей 6, и блока сигнализации 7, входы которого связаны с выходами логического блока 5.
Блок формирователей тестовых сигналов 3 содержит формирователь тестовых сигналов для проверки выпрямительных мостов 8 и формирователь тестовых сигналов для проверки нуль-индикаторов 9.
Логический блок 5 содержит формирователь логических сигналов исправности выпрямительных мостов 10 и формирователь логических сигналов исправности нуль-индикаторов 11.
Выходы сетевого источника питания 1 связаны с формирователем напряжения питания 2, формирователем тестовых сигналов для выпрямительных мостов 8 и формирователем тестовых сигналов для нуль-индикаторов 9; формирователь 8 через переключатель выбора проверяемого моста 6.1 связан с клеммами разъема 4, предназначенными для соединения со входами проверяемых мостов; клеммы разъема 4, предназначенные для соединения с выходами проверяемых мостов, связаны со входами формирователя логических сигналов исправности выпрямительных мостов 10, выходы которого связаны с соответствующими входами блока сигнализации 7; формирователь тестовых сигналов для нуль-индикаторов связан со входом формирователя логических сигналов исправности нуль-индикаторов 11 и клеммами разъема 4, предназначенными для соединения со входами проверяемых нуль-индикаторов; клеммы разъема 4, предназначенные для соединения с выходами проверяемых нуль-индикаторов, через переключатель выбора типа проверяемого нуль-индикатора 6.2 связаны со входами формирователя логических сигналов исправности нуль-индикаторов 11, выходы которого связаны с соответствующими входами блока сигнализации 7.
Сетевой источник питания 1 содержит кнопку включения, многообмоточный трансформатор напряжения и двухполупериодный мостовой выпрямитель, выходы которого образуют первый и второй выходы сетевого источника питания; формирователь 2 напряжения питания связан с выходами мостового выпрямителя и образован емкостным фильтром и параметрическим стабилизатором напряжения на резисторе и стабилитронах; формирователь 9 тестовых сигналов для проверки нуль-индикаторов состоит из резисторов, диодов и переключателя полярности тестовых сигналов; формирователь 8 тестовых сигналов для проверки выпрямительных мостов образован одной из вторичных обмоток трансформатора и резистором; формирователь 10 логических сигналов исправности выпрямительных мостов (или блок контроля исправности выпрямительных мостов) состоит из фильтра низкой частоты на операционном усилителе, триггере Шмидта, и блока формирования опорного сигнала, подключенного к одной из вторичных обмоток трансформатора; формирователь 11 логических сигналов исправности нуль-индикаторов состоит из повторителей тестовых и контрольных сигналов на операционных усилителях в инвертирующем включении, работающих в режиме нуль-органа, и логического блока на элементах И-НЕ; блок сигнализации содержит усилители на транзисторах и светодиоды.
Устройство [3] обеспечивает проверку исправности некоторых полупроводниковых элементов, составляющих часть устройства защиты определенного типа.
Оно не может быть использовано для комплексной проверки работоспособности защиты, в частности, максимального расцепителя тока автоматических выключателей, состоящего из блока управления, содержащего пороговые органы перегрузки, междуфазных и однофазных коротких замыканий, элементы выдержки времени, входные органы и другие полупроводниковые элементы, и связанных с блоком управления внешних узлов - встроенных в выключатель датчиков тока и исполнительного электромагнита.
Задача предлагаемого устройства - обеспечение раздельной проверки всех основных узлов встроенного в автоматический выключатель максимального расцепителя тока (блока управления и внешних по отношению к нему узлов - датчиков тока и исполнительного электромагнита), а также комплексная проверка функционирования максимального расцепителя тока во всех видах аварийной ситуации в защищаемой сети - при перегрузках, однофазных замыканиях на землю и междуфазных коротких замыканиях (как в режиме включения на короткое замыкание, так и в режиме короткого замыкания за нормально-нагруженным выключателем).
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в устройстве для проверки исправности защиты, состоящем из сетевого источника питания, первый и второй выходы которого образованы выходами двухполупериодного мостового выпрямителя, формирователя напряжения питания входящих в проверочное устройство элементов, блока формирователей тестовых сигналов, разъема для подключения к цепям проверяемой защиты, логического блока, переключателей, связанных с логическим блоком, разъемом и блоком формирователей тестовых сигналов, и блока сигнализации, первый вход которого связан с выходом логического блока, в этом устройстве блок формирователей тестовых сигналов содержит выполненный в виде резистора формирователь тестового сигнала датчиков тока, выполненный в виде резистивного делителя и конденсатора, формирователь тестового сигнала исполнительного электромагнита и формирователь тестовых сигналов блока управления, логический блок содержит выполненный в виде компаратора формирователь сигнала исправности датчиков тока, в сетевой источник питания дополнительно введен однополупериодный выпрямитель, формирователь тестовых сигналов блока управления содержит выполненные на резисторах переключаемые имитатор междуфазного короткого замыкания, имитатор однофазного замыкания, имитатор нормальной нагрузки и имитатор перегрузки со ступенчатым регулированием тока, причем первый выход сетевого источника питания подключен к переключающему контакту первой контактной группы переключателя выбора проверяемых узлов, размыкающий контакт первой контактной группы соединен с первыми выходами формирователя напряжения питания и формирователя тестового сигнала исполнительного электромагнита, замыкающий контакт первой контактной группы соединен с первым входом формирователя тестовых сигналов блока управления, второй выход сетевого источника питания соединен с переключающим контактом второй контактной группы переключателя выбора проверяемых узлов, размыкающий контакт второй контактной группы соединен со вторыми входами формирователя напряжения питания, формирователя тестового сигнала исполнительного электромагнита и блока сигнализации, первым входом формирователя сигнала исправности датчиков тока и подвижными контактами первых контактных групп всех переключателей выбора внешних узлов, замыкающий контакт второй контактной группы переключателя выбора проверяемых узлов соединен со вторым входом формирователя тестовых сигналов блока управления, выход формирователя напряжения питания соединен со входом формирователя тестового сигнала датчиков тока и вторым входом формирователя сигнала исправности датчиков тока, третий вход которого соединен с выходом формирователя тестового сигнала датчиков тока и подвижными контактами вторых контактных групп переключателей выбора внешних узлов, неподвижные контакты первых и вторых контактных групп которых связаны с клеммами разъема, предназначенными для соединения с цепями проверяемых датчиков тока, выход формирователя тестового сигнала исполнительного электромагнита соединен с подвижным контактом второй контактной группы переключателя выбора внешних узлов, неподвижные контакты первой и второй контактных групп которого подключены к клеммам разъема, предназначенным для соединения с цепями проверяемого исполнительного электромагнита, третий выход сетевого источника питания образован выходом однополупериодного выпрямителя и соединен с третьим входом формирователей тестовых сигналов блока управления, первый вход формирователей тестовых сигналов блока управления образован общей точкой неподвижных контактов переключателей имитатора междуфазного короткого замыкания, имитатора нормальной нагрузки и имитатора перегрузки, подвижные контакты этих переключателей соединены с первыми выводами соответствующих резисторов, вторые выводы которых образуют первый выход формирователей тестовых сигналов блока управления, подключенный к клемме разъема, предназначенной для соединения с цепью токового входа проверяемого блока управления, второй и третий входы формирователей тестовых сигналов блока управления образованы переключающими контактами соответственно первой и второй контактных групп переключателя имитатора однофазного замыкания, размыкающий контакт первой контактной группы этого переключателя образует второй выход формирователей тестовых сигналов блока управления, подключенный к клемме разъема, предназначенной для соединения с общим проводом проверяемой защиты, замыкающий контакт первой контактной группы образует третий выход формирователей тестовых сигналов блока управления, подключенный к клемме разъема, предназначенной для соединения с одним из проверяемых датчиков тока, а замыкающий контакт второй контактной группы переключателя имитатора однофазного замыкания через резистор подключен к первому выходу формирователей тестовых сигналов блока управления.
На фиг.2 приведена структурная схема предлагаемого устройства.
Оно содержит сетевой источник питания 1, формирователь напряжения питания входящих в него элементов 2, блок формирователей тестовых сигналов 3, разъем 4 для подключения к цепям проверяемой защиты, логический блок 5, связанные с разъемом, блоком формирователей тестовых сигналов и логическим блоком переключателя 6, и блок сигнализации 7, первый вход которого связан с выходом логического блока 5.
Блок формирователей тестовых сигналов 3 содержит формирователь тестового сигнала датчиков тока 12, выполненный в виде резистора 13, формирователь тестового сигнала исполнительного электромагнита 14, выполненный в виде резистивного делителя 15, 16 и конденсатора 17, и формирователь тестовых сигналов блока управления 18.
Логический блок 5 содержит формирователь сигнала исправности датчиков тока 19, выполненный в виде компаратора на операционном усилителе 20 и резисторах 21, 22.
Сетевой источник питания 1 содержит двухполупериодный мостовой выпрямитель 23, выходы которого образуют первый и второй выходы сетевого источника питания, и дополнительно введенный однополупериодный выпрямитель 24.
Формирователь тестовых сигналов блока управления 18 содержит имитатор междуфазного короткого замыкания 25, имитатор однофазного замыкания 26, имитатор нормальной нагрузки 27 и имитатор перегрузки 28, выполненные соответственно на резисторах 29, 30, 31 и резисторе 32 со ступенчатой регулировкой и переключаемые соответственно переключателями 33, 34, 35 и 36.
Первый выход сетевого источника питания 1 подключен к переключающему контакту первой контактной группы переключателя 6.3 выбора проверяемых узлов, размыкающий контакт первой контактной группы переключателя 6.3 соединен с первыми входами формирователя напряжения питания 2 и формирователя тестового сигнала исполнительного электромагнита 14; замыкающий контакт первой контактной группы переключателя 6.3 соединен с первым входом формирователя тестовых сигналов блока управления 18.
Второй выход сетевого источника питания 1 соединен с переключающим контактом второй контактной группы переключателя 6.3 выбора проверяемых узлов; размыкающий контакт второй контактной группы соединен со вторыми входами формирователя напряжения питания 2, формирователя тестового сигнала исполнительного электромагнита 14 и блока сигнализации 7, первым входом формирователя сигнала исправности датчиков тока 19 в логическом блоке 5 и подвижными контактами первых контактных групп всех переключателей выбора внешних узлов - первого датчика тока 6.4, второго датчика тока 6.5, третьего датчика тока 6.6 и исполнительного электромагнита 6.7; замыкающий контакт второй контактной группы переключателя 6.3 выбора проверяемых узлов соединен со вторым входом формирователя тестовых сигналов блока управления 18.
Выход формирователя напряжения 2 соединен со входом формирователя тестового сигнала датчиков тока 12 и вторым входом формирователя сигнала исправности датчиков тока 19, третий вход которого соединен с выходом формирователя тестового сигнала датчиков тока 12 и подвижными контактами вторых контактных групп переключателей выбора внешних узлов 6.4, 6.5, 6.6, неподвижные контакты первых и вторых контактных групп которых связаны с клеммами разъема 4, предназначенными для соединения с цепями проверяемых датчиков тока.
Выход формирователя тестового сигнала исполнительного электромагнита 14 соединен с подвижным контактом второй контактной группы переключателя 6.7, неподвижные контакты первой и второй контактных групп которого подключены к клеммам разъема 4, предназначенным для соединения с цепями проверяемого исполнительного электромагнита.
Третий выход сетевого источника питания 1 образован выходом однополупериодного выпрямителя 24 и соединен с третьим входом формирователя тестовых сигналов блока управления 18.
Первый вход формирователя тестовых сигналов блока управления 18 образован общей точкой неподвижных контактов переключателей 33, 35, 36 имитатора междуфазного короткого замыкания 25, имитатора нормальной нагрузки 27 и имитатора перегрузки 28; подвижные контакты этих переключателей соединены с первыми выводами резисторов 29, 31 и 32, вторые выводы которых образуют первый выход формирователей тестовых сигналов блока управления 18, подключенный к клемме разъема 4, предназначенной для соединения с цепью токового входа блока управления.
Второй и третий входы формирователя тестовых сигналов блока управления 18 образованы переключающими контактами соответственно первой и второй контактных групп переключателя 34 имитатора однофазного замыкания 26; размыкающий контакт первой контактной группы переключателя 34 образует второй выход формирователя тестовых сигналов блока управления 18, подключенный к клемме разъема 4, предназначенной для соединения с общим проводом проверяемой защиты; замыкающий контакт первой контактной группы переключателя 34 образует третий выход формирователя тестовых сигналов блока управления 18, подключенный к клемме разъема 4, предназначенной для соединения с одним из проверяемых датчиков тока, а замыкающий контакт второй контактной группы переключателя 34 имитатора однофазного замыкания 26 через резистор 30 подключен к первому выходу формирователя тестовых сигналов блока управления 18.
Напряжение сети выпрямляется двухполупериодным выпрямителем 28 и с первого и второго выходов сетевого источника питания 1 поступает на переключающие контакты переключателя 6.3 выбора проверяемых узлов. При замкнутых размыкающих контактах переключателя 6.3, что соответствует режиму проверки внешних узлов (датчиков тока и исполнительного электромагнита), напряжение с размыкающих контактов поступает на первый и второй входы формирователя напряжения питания 2, первый и второй входы формирователя тестового сигнала исполнительного электромагнита 14, первый вход формирователя сигнала исправности датчиков тока 19 в логическом блоке 5 и второй вход блока сигнализации 7.
При замыкании контактов переключателя 6.7 с выхода формирователя тестового сигнала исполнительного электромагнита 14 через клеммы разъема 4 на катушку проверяемого исполнительного электромагнита подается нормированная энергия заряженного конденсатора 17, определяемая параметрами резисторов 15, 16 и емкостью конденсатора 17; если цепи проверяемого электромагнита, его катушка и механическая часть исправны и правильно отрегулированы, электромагнит срабатывает, что определяется визуально или по прерыванию тока в цепи автоматического выключателя, в который встроена проверяемая защита.
Выходное напряжение формирователя 2 подается на вход формирователя тестового сигнала датчиков тока 12 и второй вход формирователя сигнала исправности датчиков тока 19. При этом напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 20 больше напряжения на неинвертирующем входе, определяемого делителем на резисторах 21, 22, в результате чего на выходе формирователя 19 и первом входе блока сигнализации 7 напряжение низкого уровня и светодиод в блоке сигнализации 7 выключены.
При замыкании контактов переключателя 6.4 и исправных цепях первого датчика тока проверяемой защиты через клеммы разъема 4 выход формирователя тестового сигнала датчиков тока 12 через обмотку проверяемого датчика соединяется с первым входом формирователя сигнала исправности датчиков тока 19; при этом образуется делитель из резистора 13 и сопротивления обмотки датчика, и напряжение на инвертирующем входе усилителя 20 становится меньше напряжения на неинвертирующем входе, на выходе формирователя 19 и входе блока сигнализации 7 появляется напряжение высокого уровня; включается светодиод блока сигнализации 7, что свидетельствует об исправности цепей первого проверяемого датчика тока; невключение светодиода говорит о неисправности в проверяемом датчике. Аналогично при замыкании контактов переключателей 6.5 или 6.6 проверяется второй и третий датчики тока.
При замыкании замыкающих контактов переключателя 6.3 выбора проверяемых узлов, что соответствует режиму проверки блока управления, выпрямленное двухполупериодным выпрямителем 23 напряжение поступает на первый и второй входы формирователя тестовых сигналов блока управления 18; одновременно на третий вход формирователя 18 поступает напряжение, выпрямленное однополупериодным выпрямителем 24.
При замыкании контактов переключателя 36 имитатора перегрузки 28 ток проходит по цепи от первого выхода сетевого источника питания 1 через замкнутые переключающий и замыкающий контакты первой контактной группы переключателя 6.3, резистор 32, клемму разъема 4, предназначенную для соединения с токовым входом блока управления, через элементы блока управления к его общему проводу, клемму разъема 4, предназначенную для соединения с общим проводом, через замкнутый размыкающий контакт переключателя 34, через замкнутый замыкающий контакт второй контактной группы переключателя 6.3 ко второму выходу сетевого источника питания 1. Ступенчатый регулятор резистора 32 устанавливается при этом в положение, определяемое установленной потребителем на блоке управления уставкой номинального тока расцепителя; это гарантирует такую величину тока, при которой в блоке управления может сработать только защита от перегрузки, а защита от междуфазных замыканий при любой ее уставке не может сработать. Защита от однофазных замыканий также не может сработать, т. к. она реагирует только на ток от однополупериодного выпрямителя, цепь которого в этом случае разомкнута контактами переключателя 34. По окончании соответствующей длительной выдержки времени выключатель отключится, что свидетельствует об исправности защиты от перегрузки в блоке управления.
Аналогично при замыкании контактов переключателя 33 имитатора междуфазного короткого замыкания 25 проверяется исправность защиты от междуфазных коротких замыканий; величина тока в этом случае определяется резистором 29 и выбирается такой, чтобы она была достаточной для срабатывания этой защиты при любой установленной потребителем уставке срабатывания при коротком замыкании. Отключение выключателя по окончании соответствующей короткой выдержки времени свидетельствует об исправности защиты от междуфазных коротких замыканий.
При наличии в блоке управления защиты от токов включения проверка защиты от междуфазных коротких замыканий проводится в двух режимах:
- режим включения на короткое замыкание;
- режим короткого замыкания за нормально нагруженным выключателем.
Проверка в первом режиме проводится так же, как описано выше - при замыкании контактов переключателя 33.
Для проверки во втором режиме сначала замыкаются контакты переключателя 35 имитатора нормальной нагрузки 27; при этом ток, определяемый резистором 31, недостаточен для срабатывания защит; затем замыкаются контакты переключателя 33.
Отключение выключателя в первом режиме без выдержки времени, а во втором - с соответствующей короткой выдержкой времени свидетельствует об исправности защиты от токов включения.
При замыкании замыкающих контактов переключателя 34 имитатора однофазных замыканий 26 ток проходит по цепи от сетевого провода в сетевом источнике питания 1 через однополупериодный выпрямитель 24, замыкающий контакт переключателя 34 имитатора 26, резистор 30, клемму разъема 4, предназначенную для соединения с токовым входом блока управления, элементы блока управления, относящиеся к защите от однофазных замыканий, клемму разъема 4, предназначенную для соединения с одним из датчиков тока и соединенную с третьим выходом формирователя тестовых сигналов блока управления, через замкнутый замыкающий контакт переключателя 34, через замкнутый замыкающий контакт переключателя 6.3, через один из открытых диодов выпрямителя 23 ко второму сетевому проводу в сетевом источнике питания 1. Величина тока, определяемая резистором 30, выбирается достаточной для срабатывания защиты от однофазных замыканий при любой выбранной потребителем уставке, которая, однако, всегда меньше любой уставки защиты от междуфазных коротких замыканий, что и обеспечивает отстройку защит от однофазных и от междуфазных замыканий; отстройка от защиты от перегрузок - по времени срабатывания, которое для защиты от перегрузок всегда много больше; отключение выключателя с короткой выдержкой времени свидетельствует об исправности защиты от однофазных замыканий блока управления.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает раздельную проверку всех узлов защиты - блока управления и внешних узлов (каждого из трех датчиков тока в отдельности и исполнительного электромагнита), что позволяет конкретизировать неисправный узел, а также комплексную проверку функционирования максимального расцепителя тока во всех видах аварийной ситуации в сети, для защиты от которых предназначен расцепитель, - при перегрузках, однофазных замыканиях и междуфазных коротких замыканиях (как в режиме включения на короткое замыкание, так и в режиме короткого замыкания за нормально нагруженным выключателем). Кроме того, выполнение токоограничивающего резистора в имитаторе перегрузки ступенчато-регулируемым обеспечивает надежное разделение проверок защиты от перегрузок и защиты от междуфазных коротких замыканий при любом сочетании выбранных потребителем уставок.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. А.С. СССР 1534547, Н 01 Н 69/01, 1990 г.
2. А.С. СССР 1539861, Н 01 Н 69/01, 1990 г.
3. А.С. СССР 1721657, Н 01 Н 69/01, 1992 г.
4. Патент RU 2001462, Н 01 Н 69/01, 1993 г.
5. А.С. СССР 1644676, Н 01 Н 69/01, 1994 г.
6. Патент RU 2013817, Н 01 Н 69/01, 1994 г.
7. А.С. СССР 1597958 А1, Н 01 Н 69/01, 1990 г.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для проверки работоспособности максимальных расцепителей тока автоматических выключателей. Техническим результатом является обеспечение раздельной проверки всех основных узлов встроенного в автоматический выключатель максимального расцепителя тока (блока управления и внешних по отношению к нему узлов - датчиков тока и исполнительного электромагнита), а также комплексная проверка функционирования максимального расцепителя тока во всех видах аварийной ситуации в защищаемой сети при перегрузках, однофазных замыканиях на землю и междуфазных коротких замыканиях как в режиме включения на короткое замыкание тока, так и в режиме короткого замыкания за нормально нагруженным выключателем. Устройство для проверки исправности максимальных защит содержит сетевой источник питания, выпрямители, переключатели, резисторы, конденсаторы, операционный усилитель, светодиодный индикатор, разъем для связи с проверяемой защитой. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.
Устройство для проверки исправности элементов релейной защиты | 1988 |
|
SU1597958A1 |
Приспособление для укладки и разборки железнодорожных путей звеньями | 1924 |
|
SU1570A1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАЛИЗАЦИИ И КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ | 1991 |
|
RU2009566C1 |
Устройство для контроля исправности блока релейной защиты | 1986 |
|
SU1411847A1 |
US 4135129 А, 16.01.1979 | |||
ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, СХЕМА ЗАРЯДКИ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ, СПОСОБ ЗАРЯДКИ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ И ТЕРМИНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО | 2014 |
|
RU2629917C2 |
US 5710513 А, 20.01.1998 | |||
Способ изготовления глазных протезов из стекла | 1948 |
|
SU80857A1 |
Авторы
Даты
2003-02-27—Публикация
2000-09-18—Подача