Устройство максимальной токовой защиты Российский патент 2022 года по МПК H02H3/08 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите, выполненной с помощью катушки индуктивности, и может быть использовано для максимальной токовой защиты различных электроустановок, с любым классом номинального напряжения.

Известно устройство для токовой защиты электроустановок [RU №2678189 С1, Н02Н 3/00, G01R 33/02, опубл. 24.01.2019 г.], содержащее три блока для крепления герконов, каждый из которых содержит пластину, на наружной стороне которой закреплены данные герконы под разными углами к плоскости поперечного сечения токоведущей шины, расположенных в шинном отсеке комплектного распределительного устройства, автоматический выключатель, исполнительный орган, выход которого подключен в цепь отключения выключателя.

Недостатком этого устройства является то, что оно в своем составе содержит значительное количество используемых элементов, является громоздким, а также отсутствует обмотка, надетая на геркон, используемая для управления им.

Ближайшим к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство [KZ №33108, Н02Н 7/22, Н02Н 3/08, опубл. 17.09.2018 г.], содержащее геркон с обмоткой управления, надетой на него, указательное реле, исполнительный орган, выход которого через нормально замкнутые контакты кнопочного переключателя включен в цепь отключения выключателя электроустановки и через нормально разомкнутые контакты подключен к указательному реле, источник переменного напряжения.

Недостатком данного устройства является отсутствие непрерывного контроля исправности устройства, что может привести к несвоевременной защите электроустановки.

Технической проблемой, решаемой предложенным устройством, является реализация упрощенного устройства максимальной токовой защиты с непрерывным контролем исправности, выполненного с помощью катушки индуктивности, представляющего из себя совершенно новый подход в реализации токовых защит для различных электроустановок, с любым классом номинального напряжения.

Решение данной технической проблемы достигается тем, что в устройство максимальной токовой защиты, содержащее указательное реле, исполнительный орган, в качестве которого используется промежуточное реле с обмоткой и с контактом на замыкание, которое выходом подключено в цепь отключения выключателя электроустановки, согласно изобретению, введены катушка индуктивности, усилитель напряжения, реле времени с обмоткой и контактом с выдержкой времени на замыкание, источник постоянного тока.

На фиг. 1 представлено устройство максимальной токовой защиты.

Заявляемое устройство, не содержащее в своем составе токовых реле и трансформаторов тока с ферромагнитными сердечниками, выполняет максимальную токовую защиту электроустановок любого класса напряжения, реализуемую с помощью катушки индуктивности.

Устройство максимальной токовой защиты содержит катушку индуктивности 1, подключенную к усилителю напряжения 2, который усиливает значение напряжения, снимаемого с выводов катушки индуктивности 1 до требуемого и подключенный к обмотке 3 реле времени 4, источник постоянного тока 5, с полюса «+» которого положительный потенциал поступает на контакт с выдержкой времени на замыкание 6 реле времени 4, к которому подключен первый вывод обмотки 7 промежуточного реле 8, положительный потенциал полюса «+» поступает к контакту на замыкание 9 промежуточного реле 8, который в свою очередь подключен к первому выводу указательного реле 10, а с него к первому выводу обмотки катушки отключения (КО) 11 выключателя электроустановки. Второй вывод обмотки 7 промежуточного реле 8 и катушки отключения (КО) 11 подключены к полюсу «-» источника постоянного тока 5 (фиг. 1).

В качестве катушки индуктивности 1 может быть использована катушка реле типа РП-25; реле времени 3-реле типа REXL; промежуточного реле 8, реле типа РТ570220; указательного реле 10- реле типа РУ-21.

Принцип действия заявляемого устройства основан на воздействие магнитных потоков Ф (показано стрелками), созданных токами токоведущих шин защищаемой электроустановки на катушку индуктивности 1 (фиг. 1). Данное устройство, представляя из себя комплект защиты, может устанавливаться в ячейках КРУ, ЗРУ и в закрытых токопроводах, как для всех трех фаз в одном комплекте, так и для каждой фазы отдельным комплектом, в том месте, где имеется максимальное значение магнитных потоков.

При коротком замыкании на защищаемой электроустановке, ток в ее токоведущих шинах возрастает и катушка индуктивности 1, установленная на безопасном по ПУЭ расстоянии от данных токоведущих шин реагирует на изменения магнитного поля, и в ней индуктируется повышенное значение ЭДС (фиг. 1). В силу того что значение данного снимаемого напряжения с выводов катушки индуктивности 1 имеет значение порядка 5 В, то оно повышается с помощью усилителя напряжения (У) 2 до значения, равного U=220 В (при этом коэффициент усиления равен и подается на выводы обмотки 3 реле времени 4. В результате срабатывает контакт с выдержкой времени (0,02 с.) на замыкание 6 данного реле 4, и посылает потенциал «+», поступающий с источника постоянного тока 5 на первый вывод обмотки 7 промежуточного реле 8. Промежуточное реле 8 сработав, подает потенциал «+» через свой контакт на замыкание 9 на первый вывод катушки отключения 11 выключателя электроустановки. В результате защищаемая электроустановка отключается. Срабатывание максимальной токовой защиты при этом фиксируется указательным реле (РУ)10.

В нормальном режиме работы электроустановки, параметры в усилителе напряжения 2 отрегулированы так, чтобы он срабатывал лишь при появлении на его выводах напряжения, свыше 5 В, а при значении напряжения меньше данного устройство максимальной токовой защиты на отключение электроустановки не срабатывает.

Отсутствие применения в данном устройстве токовых реле и трансформаторов тока с ферромагнитными сердечниками, содержащих в своем составе дорогостоящие сталь, медь и высоковольтную изоляцию, имеющих также значительные весогабаритные параметры отвечает актуальному вопросу в релейной защите - ресурсосбережению и представляет из себя совершенно новый подход в реализации максимально - токовых защит для различных электроустановок с любым классом номинального напряжения, реализуемых на катушке индуктивности.

Использование: в области электротехники. Технический результат – упрощение технической реализации при обеспечении надежной токовой защиты электроустановок. Устройство содержит катушку индуктивности, подключенную к усилителю напряжения, который подключен к обмотке реле времени. Положительный потенциал источника постоянного тока поступает через контакт с выдержкой времени на замыкание реле времени на первый вывод обмотки промежуточного реле. Контакт на замыкание промежуточного реле через первый вывод указательного реле подключен к первому выводу обмотки катушки отключения выключателя электроустановки. Второй вывод обмотки промежуточного реле и катушки отключения подключены к отрицательному полюсу источника постоянного тока. 1 ил.

Устройство максимальной токовой защиты, содержащее указательное реле, исполнительный орган, в качестве которого используется промежуточное реле с обмоткой и с контактом на замыкание, которое выходом подключено в цепь отключения выключателя электроустановки, отличающееся тем, что в него введена катушка индуктивности, подключенная к усилителю напряжения, который усиливает значение напряжения, снимаемого с выводов катушки индуктивности до требуемого, и подключен к обмотке реле времени, содержащему контакт с выдержкой времени на замыкание, на который поступает положительный потенциал с положительного полюса источника постоянного тока, и к которому подключен первый вывод обмотки промежуточного реле, положительный потенциал положительного полюса поступает к контакту на замыкание промежуточного реле, который в свою очередь подключен к первому выводу указательного реле, а с него к первому выводу обмотки катушки отключения (КО) выключателя электроустановки.