Устройство для защиты распределительного щита переменного тока от дугового короткого замыкания Советский патент 1984 года по МПК H02H7/22 

Изобретение относится к электро техн1ясе и может быть использовано для защиты распределительных щятоз переменного тока от дуговых коротки замыканий. Известно устройство для защиты, реагирующее на интенсивность излу- чения дуги и отклонение напряжения от номинального или нарушение симметрии сети , содержащее фотоприемник, три пусковых органа, датчик несимметрии и два логических элемен та И t. ( Недостатком устройства является низкая помехазащищенность. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для защиты, в котором дл повьшения селективности и помехоустойчивости используются два одинаковых фотодатчика, один из которых, рабочий, размещен внутри распр делительного щита, второй, тормозной, расположен вне щита и ориентирован на излучение помех - источники освещения, внешние дуговые к.з 2. Однако при появлении внутри распределительного щита электрической дуги отключения сигнал рабочего фотодттчика превышает сигнал с тормозного фотодатчика и на время горения дуги необходимо блокировать срабатывание устройства, что снижает его быстродействие. Цель изобретения - повьшение быстродействия. Поставленная цель достигается те что в устройство для защиты распределительного щита переменного тока от дугового короткого замыкания, содержащее расположенные в зоне и вне зоны защищаемого щита соответственно рабочий и тормозной фотодат чики, выходы которых подключены к входам основного блока сравнения, который выходом через последователь но соединенные основные реагирующий орган и элемент вьщержки времени подключен к входу исполнительного органа, введены датчик напряжения питающего элемента защищаемой элект роустановки, логические элементы ИЛ и ЗАПРЕТ, а также длр каждого питаемого элемента последовательно -соединенные датчик напряжения, дополни тельные блок сравнения и реагирующи орган, расширитель импульсов и управняемый ключ с дополнительным элементом выдержки времени на управляемом входе, подключенным входом к выходу расширителя импульсов, причем вторые входы дополнительных блоков сравнения объединены и подключены к выходу датчика напряжения питающего элемента, входы логического элемента ИЛИ подключены к выходам управляемых кхш)чей, а его выход подключен к запрещающему входу логического элемента ЗАПРЕТ, включенного меткду Дополнительным выходом основного реагирующего органа и блокирующим входом исполнительного органа. На чертеже приведена функциональная схема устройства. Устройство содержит рабочий 1 и тормозной 2 фотодатчики, подключенные к блоку 3 сравнения, выход которого через последовательно включенные основной реагирующий орган 4, основной элемент 5 выдержки времени подключен к исполнительному органу 6, датчик 7 напряжения питающего элемента (одного или нескольких) и датчики 8 напряжения питаемых элементов, дополнительные блоки 9 сравнения питаемых элементов, один из входов которых соединен с выходом датчика 7 напряжения, а другой - с выходом датчика 8 напряжения, дополнительные реагирующие органы 10 питаемых элементов, подключенные к выходам соответствующих дополнительных блоков 9 сравнения, расширители 11 импульсов питаемых элементов, подключенные к, соответствующим дополнительным реагирующим органам 10, дополнительные элементы 12 вьщержки времени питаемых элементов, выход каждого расширителя 11 импульсов подключен через управляемый ключ 13 соответствующего питаемого элемента к соответствующему входу логического элемента ИЛИ 14 и через един из дополнительных элементов 12 выдержки времени питаемых элементов к управляющему входу этого ключа 13, логический элемент ЗАПРЕТ 15, включенный между дополнительным выходом основного реагирующего органа 4 и блокирующим входом исполнительного органа 6. Принцип действия устройства основан на том, что при отключении автоматическим выключателем распределителя электроустановки токов нагрузки или токов коротких замыканий между рвущимися контактами фаз появляются дуги отключения, напряжени на которых в момент появления свето вого излучения достигает 10-20% номинального фазного напряжения питающей сети. Напряжение же между замкнутыми контактами фаз включенного выключателя равно нулю. Таким образ если в момент появления светового излучения напряжение между контакта ми фаз во всех выключателях равно нулю, то ни один из них не отключил ся и, следовательно, внутри распределительной электроустановки переме ного тока возникло дуговое короткое замыкание. Если же одновременно с появлением светового излучения на контактах фаз какого-либо выключате ля появляется напряжение, то этот выключатель отключается и внутри распределительного щита возникает дуга отключения. При возникновении дуги отключения сигнал на выходе рабочего фотодатчика 1 превышает сигнал тормозного фотодатчика 2, что приводит к срабатыванию основного реагирующего органа , но на вход исполнительног органа 6 сигнал не поступает, так как -на входе элемента ЗАПРЕТ 15 по.являетсй запрещающий сигнал. Формирование его происходит следующим «образом. С момента возникновения дуги отключения до момента появлени из .корп;Уса автоматического выключат ля светового излучения, которое фик сируется реагирующим органом 4, напряжение йа дуге (меткду размыкающимися контактами выключателя) успевает измениться от О до 10-20% номинального фазного напряжения питающей сети, и поэтому сигнал на вы ходе датчика 8 напряжения питаемого элемента, подключенного за отключаю щимся выключателем, отличается от выходного сигнала датчика 7 напряже ния питающих элементов. В результате на выходе соответствующего дополнительного блока сравнения 9 появляется разностный сигнал, являющи ся в некотором масштабе выпрямленны напряжением на дуге отключения. Дополнительный реагирующий орган 10 отключаемого элемента срабатывает при достижении этим сигналом значения, соответствующего в некотором масштабе 10% фазного напряжения питающей сети, и лишь в моменты перехода тока дуги отключения через нол находится в несработанном состоянии Для надежной регистрации возникающе-. го напряжения на дуге отключения к выходам дополйительных реагирующих органов 10 питающих элементов подключены расширители 11 импульсов, которые в момент кратковременных возвратов дополнительных реагирующих органов 10 продолжают оставаться в состоянии, соответствующем логической единице еще 3 мс. Таким образом, за все время горения дуги отключения в выключателе сигнал на выходе соответствующего расширителя 11 импульсов находится в состоянии логической единицы. Этот сигнал через замкнутый управляемый ключ 13 проходит на вход логического элемента ИЛИ 14, на выходе которого сигнал тоже становится равным логической единице и осуществляет запрет с помощью элемента 15 прохождения сигнала с выхода реагирующего органа 4 на вход исполнительного органа 6. Устройство защиты не срабатывает. По прошествии 30 мс с начала фиксации напряжения на дуге отключения срабатывает элемент 12 выдержки времени отключаемого питаемого элемента и подает сигнал выключения на управляющий вход управляемого ключа 13 этого элемента. Поэтому, несмотря на то, что на выходе расширителя 11 импульсов, соответствующего отключенному элементу, сигнал равен логической единице, на вход логи- ческого элемента ИЛИ 14 он не поступает и запрещающий сигнал не форми-, руется. При дуговом коротком замыкании внутри распределительной электроустановки напряжения на всех элементах меняются одинаково (если нет отключенных), и поэтому на выходах всех датчиков 8 напряжения питаемых элементов и датчика 7 напряжения питающих элементов одинаковые сигналы. На выходах всех дополнительных блоков 9 сравнения сигналов нет, и реагирующие органы 10 всех элементов находятся в несработанном состоянии. Поэтому на выходе элемента ИЛИ 14 сигнал соответствует логическому нулю и элемент ЗАПРЕТ 15 не запрещает прохождение сигнала с выхода реагирующего органа 4 на вход исполнительного органа 6. Устройство срабатывает по быстродействующему каналу и подает сигнал на отключение выключате5ля, питающего защищаемую электроуст новку. Если какой-то элемент или несколько злементов оказываются отключенными, то несмотря на то, что на выходах дополнительных блоков 9 сравнения, соответствующих этим эле ментам, присутствуют сигналы логиче кой единицы, на входы элемента ИЛИ 14 они не проходят, так как соответствующие ключи 13 отключены своими элементами 12 вьщержки време йи, находящимися в сработанном состоянии. Как только какой-либо из 4 ранее отключент ых выключателей включается, на выходе дополнительного блока 9 сравнения включенного питаемого элемента сигнал становится равным нулю. Предлагаемое устройство имеет повышенное быстродействие, так как выявляет дуговые короткие замыкания без принудительной выдержки времени, что снижает последствия воздейстгия дуги на защищаемую электроустановку.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ЩИТА ПЕРЕМЕННОГО JOKA ОТ ДУГОВОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ, содержащее расположенные в зоне и вне зоны защищаемого щита соответственно рабочий и тормозной фотодатчики, выходы которых подключены к входам основного блока сравнения, который выходом через последовательно соединенные основные реагирующий орган и элемент выдержки времени подключен к входу исполнительного органа, отличающееся тем, что. с целью повышения быстродействия, введены датчик напряжения питающего I элемента защищаемой электроустановки, логические элементы ИЛИ и ЗАПРЕТ, а также Для каждого, питаемого элемента последовательно соединенные датчик напряжения, дополнительные блок сравнения и реагирующий орган, расщиритель импульсов и управляеьай ключ с дополнительным элементом выдержки времени на управляемом входе, подключенным входом к выходу расширителя импульсов, причем вторые входы до поднительньгх блоков сравнения объединены и подключены к выходу датчика напряжения питающего элемента, входы логического элемента ИЛИ подключены к выходам управляемь,пс ключей, а его выход подключен к запрещающему входу логического элемента ЗАПРЕТ, включенного меящу дополнительным выходом основного реагирующего органа и блокирующим входом исполнительного органа.