Устройство для контроля работы и защиты трехфазной электроустановки Советский патент 1989 года по МПК H02H7/08 

я 5J

/5.Кг-Г:-&-- 60 58

(Л

« J/

СП

со

т

j/jMjW

ir

Изобретение относится к электро- т ехнике, в частности к устройствам 1 елейной защиты трехфазных электроустановок от анормальных режимов.

Цель изобретения - улучшение фксплуатаи юнных показателей путем сокращения времени на выявление при- ч-ин аварии и расширение функциональных возможностей защиты.

На чертеже приведена схема уст- )ойства.

Устройство контроля работы и за- :читы трехфазной электроустановки 1 ;одерзкит датчик 2 тока, включенный 3 цепь одной из фаз сети, диоды 3 и i, соединенные один параллельно, а другой последовательно с датчиком 2 гока и исполнительными органами на зеле 5 и 6, обмотка первого исполнительного органа 6 через потенциометр 7 и размыкающий контакт 8 подсоединена к одному выводу датчика 2 тока, а другим концом - к другому вьшоду датчика 2 тока, обмотка реле 5 через потенциометр 9, зашунтированный тумблером 10, и диод 4 подключена к од- |ному выводу датчика 2 тока, а другим |концом - к другому выводу датчика 2 :тока, причем обмотки реле 5 и 6 за- шунтированы конденсатором 11. В цепь |обмотки магнитопускателя 12 последо- |вательно подключена группа размьжаю- |щих контактов 13 - 15, зашунтирован- ных тумблером 16, а также контакт 17 кнопки Пуск, зашунтированный Iблок-контактом 18 магнитного пуска- теля-12. Электроустановка 1 подклю- Iчается к -сети через силовые контакты 19 магнитопускателя 12.

Устройство содержит первое 20, втрое 21 и третье 22 реле, зашунтирова ные диодами 23 - 25 соответственно.

35 коограничиваюшлй резистор 73, выпрямительный мост 74 между нулевым проводом (е) и нейтралью (д) электроустановки 1. Реле 68 для контроля об рыва фаз со стороны низкого напряжения подключено также через свой раз- мыкаюпщй контакт 71, пороговый элемен 72, токоограничивающее сопротивление 73 между нулевьм проводом (е) и нейтралью емкостного делителя п, а

50

подключенные с одной стороны через

вьшрямительные мосты 26 - 28, ас ДРУдз через замыкаюш 1й контакт 75 - парал- Гой - через токоограничивающие сопро- лельно пятому реле 43, сигнальную тивления 29-31 и те же вьшрямитель- ные мосты 26 - 28 через первую 32, вторую 33 и третью 34 кнопки Сброс к вторым конденсаторам 35 - 37 емкостного делителя, первые конденсато ры 38 - 40 которого подключены к фазовым выводам С, В и А соответственно, четвертое реле 41 через размыкаюш й контакт 42 пятого реле 43, токоогра- ничивающий резистор 44, диод 45, свой замыкающий контакт 46 и контакт 47 первого реле исполнительного органа 6 включено параллельно реле 20, пятое

.55

лампу 76 обрьгоа фаз со стороны низкого напряжения, подключенну:о параллельно шестому реле 68.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии автомат 77 включен, силовые контакты 19 магнитопускателя отключены. Токи в линейных проводах А, В и С отсутствуют, на выходе датчика 2 тока (на конденсаторе 11) напряжение отсутствует, исполнительные органы - реле 5

0

0

5

реле 43, зашунтированное диодом 48, через токоограничивающее сопротивление 49, размыкающий контакт 50 исполнительного органа - реле 5 и размыкающие контакты 51 и 52 включено параллельно третьему реле 22, а через замыкающий контакт включено параллельно второму реле 21.

Устройство содержит сигнальную лампу 53 перегрузки, включенную парал- лельно в цепь через последовательно соединенные замыкающие контакты 54-57 четвертого 41, третьего 22, первого

5 20 и второго 2Т реле, сигнальную лампу 58 понижения тока - через последовательно соединенные замыкаюг-дай контакт 59 пятого реле 43, замыкающий контакт .60 четвертого реле 41, замыкающие контакты 55 - 57 реле 22, 20 и 21, сигнальную лампу 61 обрыва питания со стороны высокого напряжения- через параллельно соединенные размы- контакты 62 - 64, реле 20 - 22 соответственно, сигнальную лампу 65 понижения напряжения - через последовательно соединенные размыкаюшде контакты 66, 67 64 реле 21, 22 и 41.

Устройство содержит шестое реле 68 для контроля обрыва фаз со стороны низкого напряжения, зашунтированное диодом 69, подключенное через сопротивление 70, размыкаюшлй контакт 71, пороговьш элемент (динистор) 72, то5 коограничиваюшлй резистор 73, выпрямительный мост 74 между нулевым проводом (е) и нейтралью (д) электроустановки 1. Реле 68 для контроля обрыва фаз со стороны низкого напряжения подключено также через свой раз- мыкаюпщй контакт 71, пороговый элемент 72, токоограничивающее сопротивление 73 между нулевьм проводом (е) и нейтралью емкостного делителя п, а

0

0

з через замыкаюш 1й контакт 75 - парал- лельно пятому реле 43, сигнальную

через замыкаюш 1й контакт 75 - парал- лельно пятому реле 43, сигнальную

лампу 76 обрьгоа фаз со стороны низкого напряжения, подключенну:о параллельно шестому реле 68.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии автомат 77 включен, силовые контакты 19 магнитопускателя отключены. Токи в линейных проводах А, В и С отсутствуют, на выходе датчика 2 тока (на конденсаторе 11) напряжение отсутствует, исполнительные органы - реле 5

51504713

6 отключены. Цепь управления двиганс н в

телем Подготовлена к пуску.

В цепи сигнализации реле 20, 21, 22 и 43 включень реле 41 и - 68 отключены. Контакты 46, 47, 54-57 отключены; контакты 51, 60, 62-64,

10

20

25

30

66, 67, 71, 75, 42 и 52 включены. Загорается сигнальная лампа 56 понижения тока.

Пуск.

При нажатии на кнопку Пуск 17 включаются блок-контакты 18, силовые контакты 19 и по линейным проводам А, В и С протекает пусковой ток. На выходе датчика тока 2 (на конденсаторе 11) появляется напряжение, подпитывающее исполнительные органы - реле 5 и 6. Первым срабатывает первое реле 5 и своим контактом 50 отключает пятое реле 43, сигнальная лампа 58 понижения тока гаснет. В цепи управления электроустановкой 1 включается контакт 15. Затем от пускового тока срабатьшает второе реле исполнительного органа 6 и своим контактом 4 7 включает цепи питания четвертого реле 41. Четвертое реле 41 срабатывает и включает свой контакт 46 и контакт 54 в цепи сигнализации. Загорается сигнальная лампа 53 перегрузки. В цепи управления электроустановкой 1 отключается контакт 14.

После восстановления номинального рабочего тока электроустановки необходимо нажать на кнопку деблокиров- ки 8. При этом второе реле исполнительного органа 6 отключается, размыкается контакт 54 в цепи питания сигнальной лампы 53. В цепи управления электроустановкой 1 включается контакт 14 рере 6.

После восстановления схемы Защиты и сигнализации размыкается тумблер 16. дс

Стационарный режим.

Ток нагрузки на линейных проводах нормальный. Величина тока, задаваемая потенциометром 7 в цепи питания реле 6, меньше тока его включения и . JQ реле 6 отключено. Величина тока, зааваемая потенциометром 9 в цепи пита- ния реле 5, больше тока его включе- -ния и реле 5 включено.

15

35

40

В цепи сигнализации все сигнал1хньй лампы находятся в отключенном сое- стоянии.

Перегрузка электроустановки.

0

0

5

0

Во всех фазах сети возрастает ток, на выходе датчика тока 2 (на конденсаторе 11) напряжение возрастает. При этом ток через обмотку второго реле исполнительного органа 6 становится больше тока его включения, реле 6 срабатьшает и своим контактом 47 замыкает цепь питания четвертого реле 41. Четвертое реле 41 срабатывает, размыкая контакт 14 в цепи уп- равления электроустановкой. Электроустановка отключается от сети.

Одновременно в цепи сигнализации 5 замыкается контакт 54 четвертого реле 41 и размыкается контакт 60. При этом загорается сигнальная лампа 53 перегрузки.

Четвертое реле 41 самоудерживается во включенном положении своим контактом 46, включенным в цепи его питания.

Режим холостого хода.

Во всех фазах сети понижается ток нагрузки до величины тока холостого хода электроустановки, а также на выходе датчика тока 2 (на конденсаторе 11). При этом ток через обмотку первого реле исполнительного органа 5 становится меньше тока отключения реле, в результате чего реле первого исполнительного органа 5 отключается, замыкая свой кбнтакт 50. При этом включается пятое реле 43 в цепи сигнализации включается контакт 59 и загорается сигнальная лампа 58 понижения тока.

Обрьш фазы со стороны низкого напряжения. При обрьгое одной из фаз А или В со стороны низкого напряжения или при недопустимой несимметрии напряжения ток, протекающий через дат5

0

чик 2 тока, увеличивается. При этом устройство работает аналогично режиму Перегрузка электроустановки.

Схема сигнализации аварийного режима работает следующим образом.

При обрьше фазы со стороны низкого напряжения в нейтрали обмотки, электропотребителя возникает напряжение смещения. Это напряжение прикладьгоа- ется к выпрямителю 74. Если величина выпрямленного напряжения превьшает порог срабатывания динистора 72, то динистор отпирается и.включает шестое реле .68, Одновременно переключается его контакт 75, обеспечивая питание шестого реле 68 от вьптрями- теля 28, Кроме того, с помощью кон- Ь-акта 75 включается цепь питания лам

7 15

пы-сигнализатора 76 - Обрыв НН и отключается цепь питания других ; При обрыве фазы С, в цепь которой включен датчик 2 тока, на выходе датчика 2 тока (на конденсаторе 11) напряжение понижается до нуля. В данном случае устройство работает аналогично режиму холостого хода. Схема сигнализации аварийного режима работает аналогично режиму обрыва фаз А или В.

Обрыв фазы со стороны высокого напряжения. Устройство защиты электроустановки при таком виде повреждения работает так же, как и при.обрывах фаз со стороны низкого напряжения.

Схема сигнапизахщи работает следующим образом.

При обрыве одной из фаз со стороны высокого напряжения (например, перегорание высоковольтного предохранителя) линейное напряжение на дефектной фазе со стороны низкого напряжения силового трансформатора падает до величины, близкой фазному напряжению. При этом отключается реле, подключенное к дефектной фазе через емкостный делитель (35-40). На пример, при обрыве фазы А со стороны высокого напряжения на низковольтном плече емкостного делителя 35, подключенного к данной фазе со стороны низкого напряжения, понижается напряже- ние. При этом отключается второе рел контроля 22 и размыкаются его контакты 51 и 52, замыкается контакт 64 в цепи питания сигнальной лампы 61 - Обрыв ВН.

При обрыве фазы со стороны высокого напряжения в нейтрали обмотки электроустановки не возникает напряжение смещения. Поэтому динистор 72 не отпирается и реле 68 не срабатывает.

В схеме предусмотрено также надежное питание элементов устройства и сигнализации. Например, при обрыве фазы А напряжение на низковольтном плече емкостного делителя 35, подключенного к данной фазе, понижается и второе реле 21 отключается. При этом его контакты 51 и 52 переключаются на вывод (а), подведенный к выпрямителю 27 другой фазы.

Режим недопустимого снижения напряжения сети.

0

5

713

30 .,г 40

8

При понижении напряжения ниже допустимого во всех фазах сети возрастает ток, который превышает ток перегрузки электроустановки. При этом срабатьюает второе реле исполнительного органа 6 и своим контактом 47 включает цепь четвертого реле контроля 41, Реле 41 срабатывает, и своим контактом 14 отключает цепь управления электроустановкой.

Схема сигнализации работает следующим образом.

При понижении напряжения ниже допустимого отключается реле контроля 20-22, контролирующие напряжение на фазах А, В и С. При этом размыкаются контакты 55-57 и замыкаются контакты 66, 67, 64, 63 и 62, включая сигнальную лампу 65 понижения напряжения.

Преимуществом технического решения, по сравнению с прототипом, является высокая эффективность и надежность защиты электроустановки от анор- 25 мального режима. Имея сведения о причине отключения потребителя, обслуживающий персонал может оперативно устранить неполадки, что снижает простой оборудования.

Использование предлагаемое устройства позволяет надежно защитить электроустановку от анормального режима, повышает культуру производства, облегчает и ускоряет устранение анормального режима.

Формула изобретения

0

1 .Устройство для контроля работы и защиты трехфазной электроустановки, соединенной в звезду, содержащее магнитный пускатель с вьгоодами силовых контактов, предназначенными для включения в каждый фазный провод питания трехфазной электроустановки, датчик тока с вьгоодами для включения в один из питающих проводов, 1:спол- нительный орган, соединенный с выводами вторичной обмотки датчика ток а, и три сигнальные лампы, отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных показателей путем сокращения времени на вьшвление причин аварии и расширение функциональных возможностей защиты оно дополнительно снабжено шестью электромагнитными реле контроля, трехфазным емкостным делителем, соединенным в звезду, каждый луч которой состоит

из последовательно включенных двух конденсаторов; выводы одних конденсаторов подключены к клеммам для соединения с фазными выводами электроустановки, к общим точкам соединения первых и вторых конденсаторов упомянутого делителя через введенные размыкаюЕще контакты кнопок сброса подключены первые вьшоды первых трех электромагнитных реле контроля, вторые вьшоды которьк объединены и соединены с нулевой точкой упомянутой звезды, обмотка четвертого реле контроля через параллельно соединенные замыкаюЕ ие контакты реле исполнительного органа и свои замыкаюире контак ты подключена параллельно обмотке .hepBoro реле, обмотка пятого реле поключена параллельно через размыкающи контакты реле исполнительного органа и размыкающие контакты второго реле контроля к выводу этого же реле, а через его замыкающие контакты-к выводу третьего реле контроля, при этом первая сигнальная лампа перегрузки одним выводом соединена через последовательно соединенные контакты первого, второго, третьего и четвертого реле контроля и размыкающие контакты первого реле, вторая сигнальная ламп понижения тока одним выводом - через те же последовательно соединенные замыкающие контакты первого, второго тр-етьего размыкаютцие контакты перво- го и замыкающие контакты пятого реле контроля, один вывод сигнальной лампы, понижения напряжения - через последовательно соединенные размыкающие контакты первого, второго и третьего

0

5

0 5 0

5

0

реле контроля, вывод вновь введенной .; четвертой лампы обрыва питания со стороны высокого напряжения - через параллельно соединенные те же размыкающие контакты первого реле контроля, размыкающие контакты второго и третьего реле контроля подсоединены к первому выводу размыкающего контакта шестого реле контроля обрыва фаз со стороны низкого напряжения, второй вьшод которого соединен с пер вым вьшодом обмотки пятого реле контроля , при этом вторые вьшоды всех сипйльных ламп объединены и соединены через размыкающие контакты реле исполнительного органа с вторым выводом пятого реле, при этом шестое реле контроля обрьта фаз со стороны низкого напряжения подключено через свои размыкающие контакты и пороговый элемент между клеммой нулевого провода сети и клеммой для соединения с нейтралью электроустановки и через замыкающие контакты - параллельно обмотке пятого реле, а введенная шестая сигнальная лампа подключена параллельно введенному реле.

2. Устройство по п, 1, о т л и - чаю. щееся тем, что щестое реле контроля обрьта фаз со стороны низкого напряжения подключено своей обмоткой через свои размыкающие контакты между клеммой для соединения с нулевым проводом сети и нейтралью емкостного делителя и через замыкающие контакты - параллельно обмотке пятого реле, а введенная шестая сигнальная лампа подключена параллельно обмотке введенного реле.

Изобретение относится к электротехнике , в частности, к устройствам релейной защиты трехфазных электроустановок. Цель изобретения - улучшение эксплуатационных показателей путем сокращения времени на выявление причин аварии и расширение функциональных возможностей защиты. При перегрузке электроустановки на выходе датчика тока 2 на конденсаторе 11 возрастает напряжение, реле 6 срабатывает и контактом 47 замыкает цепь питания реле 41. Реле 41 срабатывает, размыкая контакт 14 в цепи управления электроустановкой. 1 ил., 1 з.п. ф-лы.