Устройство для защиты электроустановки от перегрузки Советский патент 1979 года по МПК H02H3/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ необходимости установки дополнительных аппаратов, обеспечивающих зашиту от аварийного режима в сети трехфазного переменного тока, вызванного несимметрией фазных токов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей извест ного бесконтактного реле перегрузки, а именно, защиты электрооборудования не только в зоне токов перегрузки, но и от несимметрии фазных токов без применения дополнительных датчиков. Цель достигается тем, что в схему известного реле перегрузки, содержащего три трансформатора тока, вторичные обмотхи которых соединены в звезду, емкостный накопитель, измерительный резистор, трехфазный выпрямитель для разцельного питания измерительного резисто ра и емкостного накопителя и блок, защиты от токов перегрузки, выход которого через элемент выдержки времени подключен к цепи из -электронного ключа и исполнительного элемента, дополнительно введены ре истивно-емкостный делитель, подключенный параллельно измерительному резистору, три параллельные RС -цепи подключенные черев диоды к вторичным обмоткам соответствующих трасформаторов тока и три элемента сравнения, при чем один из входов каждого из элементов сравнения подсоединен к соответству щей параппепьнойЙС -цепи, вторые входы подсоединены к общей точке резистивноемкостного делителя, а выходы.- ко вхо ду блока защиты от токов перегрузки. В устройстве защиты используется принцип определения несимметрии фазных токов, основанный на сравнении напряжений, пропорциональных токам в фазах с напряжением, пропорциональным наибольщему файному току. В связи с тем, что указанные напряжения снимаются с одного измерительного резистора, задающего установку номинального тока максимально-токовой защиты, срабатывание уст ройства происходит независимо от величины этой уставки и от абсолютной величины токов в фазах, а зависит от уров ня несимметрии в относительных единицах. На чертеже представлена принципиальная схема устройства. Вторичные обмотки трансформаторов тока 1-3, установленных в каждой фазе защищаемой сети, соединены в звсэду н подключены ко входу выпрямителя. Диоды 4-6 трехфазного выпрямителя обеспечивают прохождение вторичного тока в отрицательный иолупериод по иомерительному резистору 7, на коегором создается падение напряжения, пропорциональное величине первичного тока. Диоды 8-10 в положительный полупериод обеспечивают заряд емкостного накопителя 11. Резистивно-емкостный делитель, состоящий из резисторов 12 , 13 и конденсатора 14, включен параллельно измерительному резистору 7. Диоды 15-17 служат для заряда конденсаторов 18-2О, разряд этих конденсаторов осуществляется через резисторы 21-23. Элементы сравнения 24-26 предназначены для сравнения напряжений, снимаемых соответственно с конденсаторов 1820 с опорным напряжением, снимаемым с с конденсатора 14, которое определяется соотнощением сопротивлений 12 и-13. Выходы элементов сравнения 24-26 подключены ко входу блока защиты в зоне токов перегрузки 27. Блок 27 обеспечивает срабатывание устройства при превышении входным напряжением, снимаемым с измерительного уровня, а также при поступлении на его вход хотя бы одного выходного сигнала от элементов сравнения 24-26. Элемент выдержки времени 28 создает задержку сигнала, поступающего с в 1хода блока защиты от перегрузки на электронный ключ 29, который коммутирует исполнительный элемент 30 на емкостной накопитель 11. Создание задержки сигнала необходимо для отст ройк,и от асимметрии токов при переходных режимах в сети и для обеспечения селективной работы устройств. Схема работает следующим образом. При протекании тока по полюсам аппарата конденсаторы 18-20 заряжаются через соответствующие диоды 15-17 до напряжения, пропорционального фазным токам. Конденсатор 14 заряжается до напряжения, определяемого делителем, пропорционального наибольшему из токов в фазах, в случае амплитудной несиммет рии, либо пропорционального геометрической сумме токов, имеющих наименьший сдвиг фаз между собой, в случае фазовой несимметрии. Если токи во всех трех фазах равны между собой и сдвинуты на угол , то конденсатор 14 заряжается до напряжения, меньшего по абсолютной величине, чем напряжение на конденсаторах 18-20. При этом элементы сравнения 24-26 не срабатывают, и сигнал на их выходах отсутствует.

При возникновении в сети аварийных режимов, харсэктеризуюшнхся заданным уровнем несимметрии фазных токов, уровень напряжения на конденсаторе 14 достигнет такой величины, что срабатывают соответствующие элементы сравнения 24, 25, 26, на выходе их появляется сигнал на срабатывание блока защиты от токов перегрузки 27. Причем, в случае уменьшения амплитуды одного из фаэных токов, срабатывает тот элемент сранения. Вход которого подсоединен к соответствующей ЕС. -цепи, в случае ее увеличения срабатывают элементы сравнения входы которых подсоединены к другим двум RC -цепям, при фазовой несимметрии срабатывают все три элемента сравнения.

Выходной сигнал с блока 27 поступае на вход элемента выдержки времени 28, который создает необходимую задержку, и далее - на ключ 29. В исходном состоянии ключ 29 заперт, при поступлении сигнала с выхода элемента 28 он открывается, и емкостной накопитель 11 разряжается на обмотку электромагнита ЗО. Происходит срабатывание устройства.

Разрядные сопротивления 21 - 23 и 13 выбраны таким образом, чтобы постоянные времени разряда емкостей 182О были меньше постоянной времени разряда емкости 14. Соотношения между постоянными времени выбираются из условия предотвращения ложных срабатываний, защиты при возникновении в сети нормальных переходных процессов (следует отметить, что емкости 18-2 О заряжаются значительно быстрее, чем 14) И обеспечения достаточной чувствительности и малого времени возврата системы в исходное состояние после прекращения несимметрии. Необходимый уровень чувствительности достигается соответствующим выбором соотношения сопротивлений 12 и 13.

В связи с тем, что резистивно-емкостный делитель 12, 13, 14 также как и параллельные RC -цепи 18,21; 19,22j 20,23, включен параллельно измерительз- ному резистору 7, определяющему уставку номинального тока защиты, срабатыванне устройства происходит независимо от кратности тока в шинах по отнощ| нию к номинальному, а зависит лишь от положения движка переменного резистора S 12, определяющего уставку по току срабатывания при несимметрии фазных токов Срабатывание устройства в зоне токов перегрузки обеспечивается блоком защиты от токов перегрузки 27 при превышении напряжения на резисторе 7 заданного уровня.

Таким образом, при незначительном усложнении известное бесконтактное реле перегрузки приобретает новое полез15ное качество: обеспечивает защиту электрооборудования не топько в зоне токов перегрузки, но и от аварийных режимов, вызванных несимметрией фазных

токов. 20

Формула изобретения

Устройство для зашиты электроустановки от перегрузки, содержащее три трансформатора тока, вторичные обмотки которых соединены в звезду, емкостной накопитель, измерительный резистор, трехфазный выпрямитель, обеспечивающий раздельное питание измерительного резистора и емкостного накопителя, блок зашиты от токов перег эузки, выход которого через элемент выдержки времени подключен к цепи из электронного ключа и исполнительного элемента, о т л и ч а ю3S щ е е с я тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей путем обес. печения защиты электрооборудования от несимметрии фазных токов, в него дополнительно введены резистивно-емкостной делитель, подключенный параллельно иэ. мерительному резистору,, три параллельные RC -цепи, подключенные через диоды к вторичным обмоткам соответствующих трансформаторов тока, и три элемента

45 сранения, причем один из входов каждого ив элементов сравнения подсоединен к соответствующей параллельной RC -цепи, вторые входы подсоединены к обшей точке резистивно-емкостного аелитепя, а выSOходы - ко входу блока зашиты от токов перегрузки..

V. . ,лУ-/

.- --

,:.