Устройство дуговой защиты элементов распределительного устройства Советский патент 1989 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты распределительных устройств (РУ), в частности комплектных (КРУ), от дуговых замыканий.

Цель изобретения - повьшение устойчивости устройства к электромаг- нитньм помехам и надежности срабаты вания.

На чертеже показана схема устройства .

Устройство состоит из фоторезистора 1 (или нескольких фоторезисторов, соединенных параллельно) расположенного в зоне распрос.транения светового

потока дуги короткого замыкания, на- nprdMep на задней стенке отсека выключателя шкафа КРУ, первого трансформа-, тора 2, фильтра 3, второго трансформатора 4, идентичного первому трансформатору 2, элемента 5 задержки времени, первого усилителя 6, второго усилителя 75 дополнительного стабилизатора 8 напряжения, стабилизатора 9 напряжения, исполнительного органа 10, ключа 11 и источника 12 питания. Трансформаторы 2 и 4 намотаны на ферритовых кольцах диаметром 20 мм и имеют две первичные обмотки 13, 14 и 15, 16 соответственно и одну втою со

О1

ркчную обмотку 17 и 18 соответственно. Начала первичных обмоток обоэна- tteHbi по схеме точкой. Фильтр 3 в об- цем случае содержит три конденсатора. . 9s 20 и 21 „ Первый конденсатор 21 кл1очен между первичными обмотками трансформаторов 2 и 4. Конденсаторы И и 20J mvieiouiHe одинаковые емкости, )КЛ очекы первичными обмотками JQ трансформаторов 2 и 4 и заземлением заспределительного устройства. Элемент 5 задержки времени в простей- сиучае представляет собой ин-тег- рнрующую RC-цепочку. Усилители 6 и 7 J5 адентичны и имеют равные коэффициен- пы усиления. Стабилизатор,8 содержит стабилитрон 22 и два одинаковых по величине резистора 23. Стабилизатор 9 содержит стабилитрон 24, напржкение 20 стабилизации которого выше напряжения стабилитрона 22, и два одинаковьп резистора 25. Стабилитрон 24 подключается к источнику 12 питания через тиристор 11, который выполняет роль 25 ключа. Исполнительный орган 10 представляет собой электромагнитное ре- |ле 26, которое включено в анодную |цепь тиристора 27. В качестве источ- ника 12 питания может быть использован д преобразователь тока, описанный в прототипе, или любой другой источник питания, имеющийся в распределительном устройстве (например, аккумуляторная

та. 5 выбирается такой, чтобы время задержки импульса (время нарастаиля фронта импульса) на входе усилителя 6 было достаточно велико по сравнению с общим временем прохождения сигнала через усилитель 7 и временем включения тиристора 11. При этом импульс напряжения на входе усилителя 6 появится после подачи на него на.. пряжения со стабилизатора 9 через тиристор 11. Усиленный усилителем 6 импульс напряжения открывает тиристор 27, реле 26 срабатывает и дает сигнал на отключение соответствующих высоковольтных выключателей, обесточивая ТОЧКУ дугового замыкания.

В момент включения источника 12 питания конденсаторы 19, 20 и 21 заряжаются.. Направление тока их заряда в первичных обмотках 15 и 16 трансфор матора 4 совпадает с направлением рабочего тока в этих обмотках в момент дугового замыкания. При этом увеличение тока в первичных обмотках трансформатора 4 сверх необходимого обеспечивает более надежное срабатывание устройства при дуговом замыкании.

При замыкании вне РУ (дальнем замы кании) также включается источник 12 питания. Однако фоторезистор 1 не будет освещен дугой, его сопротивление останется большим и ток через трансформаторы 2 и 4 не пойдет. Тиристор

батарея), который подключается к уст- ,, Ц останется закрытым и на усилитель

ройству в момент короткого замыкания максимапьной токовой защитой, действующей на данном присоединении.

i Устройство работает следующим об разом.

В нормальном рабочем режиме на выходе источника 12 питания нет напря;женин, устройство включено и не вли;яет на работу оборудования.

; При дуговом замыкании в РУ в зоне работь фоторезистора 1 включается источник 12 питания и через освещенный дугой фоторезистор 1, сопротивление которого в этом случае резко па.дает, начинает протекать ток. На вторичных обмотках 17 и 18 трансформаторов 2 и 4 возникают импульсы напряжения, которые поступают на вход усилителя 7 и элемент 5 задержки времени. Усиленный усилителем 7 импульс напряжения открывает тиристор 11 и включает питание усилителя 6. Постоянная Ьремени интегрирующего контура элемен40

45

50

55

6 не будет подано напряжение питания. Ток заряда конденсаторов 19, 20 и 21 вызовет импульс напряжения на входе усилителя 6, однако последний его не усилит из-за отсутствия питания на нем. Таким образом, при дальних замыканиях не будет ложной работы устройства от тока заряда конденсаторов 19, 20 и 21.

Если в этот момент возникнет дуговое замыкание в РУ, то устройство будет работать аналогично описанному.

Продолжительность дальних замыканий, во время которых возможна ложная работа .устройства из-за электромагнит ных помех, может достигать нескольких секунд. Величина электрической наводки, наведенной в это время на каждом проводе, может быть определена по

формуле

г.,

и,

и

где

С, С/1 + Са емкость между шиной и каждым проводом фоторезистора 1;

та. 5 выбирается такой, чтобы время задержки импульса (время нарастаиля фронта импульса) на входе усилителя 6 было достаточно велико по сравнению с общим временем прохождения сигнала через усилитель 7 и временем включения тиристора 11. При этом импульс напряжения на входе усилителя 6 появится после подачи на него на.. пряжения со стабилизатора 9 через тиристор 11. Усиленный усилителем 6 импульс напряжения открывает тиристор 27, реле 26 срабатывает и дает сигнал на отключение соответствующих высоковольтных выключателей, обесточивая ТОЧКУ дугового замыкания.

В момент включения источника 12 питания конденсаторы 19, 20 и 21 заряжаются.. Направление тока их заряда в первичных обмотках 15 и 16 трансформатора 4 совпадает с направлением рабочего тока в этих обмотках в момент дугового замыкания. При этом увеличение тока в первичных обмотках трансформатора 4 сверх необходимого обеспечивает более надежное срабатывание устройства при дуговом замыкании.

При замыкании вне РУ (дальнем замыкании) также включается источник 12 питания. Однако фоторезистор 1 не будет освещен дугой, его сопротивление останется большим и ток через трансформаторы 2 и 4 не пойдет. Тиристор

0

5

0

5

6 не будет подано напряжение питания. Ток заряда конденсаторов 19, 20 и 21 вызовет импульс напряжения на входе усилителя 6, однако последний его не усилит из-за отсутствия питания на нем. Таким образом, при дальних замыканиях не будет ложной работы устройства от тока заряда конденсаторов 19, 20 и 21.

Если в этот момент возникнет дуговое замыкание в РУ, то устройство будет работать аналогично описанному.

Продолжительность дальних замыканий, во время которых возможна ложная работа .устройства из-за электромагнитных помех, может достигать нескольких секунд. Величина электрической наводки, наведенной в это время на каждом проводе, может быть определена по

формуле

г.,

и,

и

где

С, С/1 + Са емкость между шиной и каждым проводом фоторезистора 1;

Cj, - емкость между каждым проводом фоторезистора и заземленными частями распределительного устройства; и - напряжение на шине относительно заземленных частей распределительного устрой- ства.

Выбирая величину емкости конденсатора 19 и 20 достаточно больвюй, можно уменьшить величину электрической помехи на входе устройства до безопасного уровня„

Для магнитных помех, наводимых на те же провода, конденсатор 21 является шунтом, через который замыкаются токи этих помех. Выбирая достаточно большой величину.емкости этого конденв зоне распространения светового потока дуги, первый усилитель, выход которого подключен к управляющему входу исполнительного органа, ключ, фильтр и источник оперативного напряжения, подключенный к входу первого стабилизатора напряжения, к выходу которого подключены исполнительный

Q орган и питающий вход первого усилителя, отличающееся тем, что, с целью повьшения устойчивости устройства к электромагнитным помехам и надежности срабатывания, в него

5 введены первый и второй трансформаторы, каждый из которых имеет две первичные и одну вторичную обмотки, второй усилитель, второй стабилизатор напряжения и элемент задержки време

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для защиты распределительных устройств, в частности комплектных, от дуговых замыканий. Цель изобретения - повышение устойчивости устройства к электромагнитным помехам и надежности срабатывания. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее фотопреобразователь, преобразователь тока, ключ, стабилизатор напряжения и фильтр, дополнительно введены два трансформатора, усилитель и стабилизатор, при этом фильтр выполнен в виде двух конденсаторов, соединенных последовательно и подключенных к трансформаторам, а общая точка этих конденсаторов заземлена, и третьего конденсатора, подключенного к первичным обмоткам трансформаторов. Применение такого фильтра на входе устройства позволяет повысить чувствительность устройства и его устойчивость к электромагнитным помехам. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

сатора, можно также уменьшить величи- 20 ни, при этом фотодатчик подключен к

ну магнитной помехи на входе устройства до безопасного уровня.

Б зависимости от того, какой вид помех, имеется в распределительном устройстве - .электрические, магнитные оба вида помех вместе - фильтр 3 может содержать только конденсаторы 19 и 20, только конденсатор 21 или все три конденсатора вместе.,

Повышение устойчивости устройства к электромагнитным помехам позволяет повысить его чувствительность, которая теперь ограничивается только световыми помехами и в условиях, когда световые помехи малы или отсутствуют, совсем, может быть сделана очень высокой. Это позволяет увеличить объем пространства РУ, защищаемого одним фотодатчиком (или сократить количество фотодатчиков), и повысить надежность срабатывания устройства.

Формула изобретения

0

входам первичных обмоток первого трансформатора, выходы которых через фильтр подключены к входам первичных обмоток второго трансформатора, выхо-

5 ды которых подключены к выходу второго стабилизатора напряжения и питающему входу второго усилителя, вход которого подключен к вторичной обмотке первого трансформатора, а выход соединен с управляющим входом ключа, включенного последовательно со стабилизирующим элементом первого стабилизатора напряжения, вход второго стабилизатора напряжения подключен к источнику оперативного напряжения через резисторы

первого стабилизатора напряжения, а вторичная обмотка второго трансформатора через элемент задержки времени подключена к входу первого усилителя.

0

5

i5r

1 I evi

:

L

iq.

30

iT-j

iq.