Устройство контроля и защиты электроустановки (варианты)
Устройство контроля и защиты электроустановки может найти применение для контроля тока, сопротивления изоляции электрической сети и защиты электродвигателей, генераторов, трансформаторов и других электроустановок при возникновении аварийных режимов. Во всех вариантах исполнения устройство содержит датчики тока, установленные в фазах питающей сети электроустановки, электронный контроллер тока, электромагнитный контактор, включенный в питающую сеть электроустановки, устройство пусковой сигнализации, устройство аварийной сигнализации и схемы управления соответствующей сигнализацией. Основным блоком электронного контроллера является микропроцессор. Микропроцессор соединен с датчиками тока, блоком памяти, схемой аварийной сигнализацией, схемой управления пусковой сигнализацией, блоком измерения сопротивления изоляции, схемой дискретного входа, электронным блоком времени и через электронный ключ - с электромагнитным контактором. Управление работой электронного контроллера осуществляется с пульта управления диспетчера, выполненного на базе второго микропроцессора (первый и третий варианты). Связь между микропроцессорами осуществляется с помощью элементов беспроводной оптической связи. Возможно управление работой электронного контроллера с помощью персонального компьютера через интерфейс связи (второй вариант). Информация о режиме работы электроустановки, аварийных отключениях отображается на цифровом дисплее пульта управления диспетчера или на экране удаленного персонального компьютера. Устройство оперативно оповещает о возникших аварийных режимах с помощью сигнализации, о времени и дате наступления аварии. При коротком замыкании, холостом ходе (сухом ходе), превышении тока выше номинального, превышении тока выше максимально допустимого, пропадании одной или двух фаз, перекосе фаз по току, при обрыве любой фазы, низком сопротивлении изоляции происходит отключение электроустановки. 3 н.з и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.
Полезная модель относится к области электротехники, а более конкретно - к релейной токовой защите трехфазных электроустановок переменного тока и может быть использована для контроля тока, сопротивления изоляции электрической сети и защиты электродвигателей, генераторов, трансформаторов и других электроустановок при возникновении аварийных режимов.
Из уровня техники известно устройство для защиты электроустановок от режимных перегрузок по заявке на изобретение №92006429, опубл. 1996.02.20. Оно предназначено для защиты электроустановок от режимных перегрузок по падению сопротивления изоляции, по температуре перегрева, сверхтоку потребления и току недогрузки. Устройство содержит датчики контролируемых параметров, выпрямитель, блок задержки, логические элементы И и ИЛИ, уставки предельных значений контролируемых параметров, компараторы, блок индикации и исполнительный орган для выключения цепей питания электроустановки в аварийных режимах. Устройство характеризуется минимально короткими аппаратурными цепями преобразований информации, поступающей от датчиков контролируемых параметров, поэтому оно позволяет быстро защитить электроустановку при отклонении режимов работы. Однако функциональные возможности этого известного устройства ограничены, поскольку блок индикации фиксирует лишь факт нарушения режима работы и не отображает текущую информацию о рабочем режиме, причинах аварий, количестве аварийных отключений, величины режимных нарушений.
Известен контроллер диагностики и защиты по патенту РФ на изобретение №2256993. В этом устройстве использована микропроцессорная система защиты электроустановки. Контроллер содержит электронный блок и пульт управления и программирования. Электронный блок включает аналого-цифровой преобразователь, на входы которого поступают сигналы с блока гальванической развязки и предварительного масштабирования входных сигналов в виде тока и напряжения, микропроцессор, генератор тактовой частоты, делитель частоты, блок энергонезависимой памяти, энергонезависимые часы, исполнительное реле и индикатор. Генератор тактовой частоты обеспечивает тактовой частотой микропроцессор и через делитель частоты - аналого-цифровой преобразователь. Пульт управления и программирования содержит второй микропроцессор, кнопочную панель и индикатор. Связь между микропроцессорами осуществляется через интерфейс. Достоинством контроллера является то, что он позволяет диагностировать
значительное количество контролируемых параметров и осуществлять релейную защиту электроустановок при аварийных режимах, вызванных обрывом питающей сети, длительным перегрузом, коротким замыканием в электроустановке, межвитковым замыканием, перекосом фаз, превышением тока холостого хода, падения напряжения или перенапряжением и т.д. В связи с этим контроллер состоит из многих блоков и элементов и работает по усложненной программе. Кроме этого, устройством по патенту №2256993 не контролируется такой параметр, как сопротивление изоляции электрической сети. А уменьшение сопротивления изоляции, как известно, приводит к опасности электрических пробоев, нарушению герметичности, повреждениям и, как следствие, к аварийной работе электроустановки.
Известно также устройство контроля и защиты электроустановок по патенту РФ на полезную модель №15430. Это устройство размещено в двух корпусах. В одном корпусе размещены блок обработки сигналов, поступающих с датчиков, установленных в фазах питающей сети электроустановки, и исполнительный орган (электронный ключ). В другом корпусе размещен блок индикации. Блок обработки сигналов содержит блок памяти, включающий счетчики аварийных отключений и схему хранения режимных уставок, и первый микропроцессор, в состав которого входят блок задержки и компараторы. Входы микропроцессора соединены с датчиками тока и выходом блока памяти, а выходы - с электронным ключом и входом блока памяти. Электронный ключ соединен с электромагнитным контактором, посредством которого осуществляется отключение электроустановки от питающей сети. Блок индикации содержит второй микропроцессор, к входу которого подключен кнопочный пульт управления (кнопочная клавиатура), а к выходу - цифровой дисплей, который оснащен жидкокристаллическим индикатором с разрешением в две строки по шестнадцать разрядов с предоставлением информации на пяти страницах. По сути, блок индикации является пультом управления диспетчера. Кроме этого, устройство по прототипу содержит приемные и передающие элементы беспроводной оптической связи, за счет которых происходит обмен информацией между двумя микропроцессорами. Передающие и приемные элементы связи выполнены на инфракрасных излучателях и приемниках инфракрасного излучения - светодиодах. Считывание информации происходит на расстоянии от 5 до 30 см. Устройство по патенту РФ №15430 позволяет проводить статистический анализ аварийных ситуаций, контролировать текущий режим работы и принимать необходимые меры по корректировке при его отклонении. За счет применения микропроцессоров оно компактно, просто в обслуживании и обеспечивает высокую достоверность измеряемых параметров, надежную и быструю
защиту. Однако устройство фиксирует только работу или аварийный режим, но не текущую информацию о работе электроустановки. Информацию о текущем режиме электроустановки можно получить только через пульт управления при нажатии соответствующих кнопок клавиатуры. Информация об аварийных отключениях отображается тоже на дисплее пульта управления. При этом устройство фиксирует с помощью счетчиков аварийных отключений только количество отключений, а не величины контролируемых параметров в момент таких отключений.
Наиболее близким по технической сущности и техническому результату к заявляемому устройству по всем трем заявляемым вариантам полезной модели является реле токовой защиты по патенту РФ на полезную модель №57523. Оно принято за прототип заявляемой полезной модели для каждого из вариантов.
Реле токовой защиты по патенту №57523 содержит датчики тока, установленные в фазах питающей сети электроустановки, электронный блок обработки сигналов, поступающих с датчиков тока (электронный контроллер), пульт управления диспетчера и электромагнитный контактор, включенный в питающую сеть электроустановки. Электронный блок обработки сигналов содержит блок памяти, включающий счетчики аварийных отключений и схему хранения режимных уставок, первый микропроцессор, в состав которого входят блок задержки и компараторы, блок оперативной индикации и исполнительный орган (электронный ключ), выполненные в одном корпусе. Входы первого микропроцессора соединены с датчиками тока и выходом блока памяти, а выходы - с исполнительным органом и входом блока памяти. Пульт управления диспетчера, смонтированный в отдельном корпусе, содержит второй микропроцессор, связанный через интерфейс с первым микропроцессором и соединенный с ним посредством приемно-передающего устройства, кнопочную клавиатуру, подключенную к входу второго микропроцессора, и цифровой дисплей, соединенный с выходом второго микропроцессора. Реле содержит также устройство аварийной сигнализации, которое может быть размещено на пульте управления диспетчера и выполнено в виде звонка или в виде лампы, которые соединены с выходом микропроцессора через электронный ключ (схему управления сигнализацией). Приемно-передающее устройство выполнено электромагнитным, а микропроцессоры соединены между собой посредством проводной линии связи, выполненной, в виде соединительного шлейфа с зондом. Индикатор цифрового дисплея выполнен жидкокристаллическим с разрешением в четыре строки по двадцать разрядов с возможностью отображения информации на двенадцати страницах.
Как и устройство контроля и защиты электроустановок по патенту РФ на полезную модель №15430, реле токовой защиты по патенту РФ на полезную модель №57523 за счет применения микропроцессоров компактно, просто в обслуживании, обеспечивает высокую достоверность измеряемых параметров, надежную и быструю защиту. Достоинством реле токовой защиты по патенту №57523 является то, что оно с помощью сигнализации обеспечивает оперативное оповещение возникших аварийных режимов и позволяет установить причины аварийного отключения электроустановки без использования пульта управления. Отключение электроустановки происходит при возникновении следующих аварийных режимов:
- при перегрузке или недогрузке по току сверх заданной продолжительности;
- при обрыве любой фазы;
- перекосе фаз по току более заданной величины.
Однако реле по прототипу не обеспечивает контроль и защиту электроустановки при низком сопротивлении изоляции питающей сети и при холостом ходе электроустановки (сухом ходе). Специалистам в данной области известно, что падение сопротивления изоляции может привести к электрическим пробоям, нарушению герметичности, повреждениям в обмотке электродвигателя и, как следствие, к его аварийной работе. Кроме этого, реле по прототипу не фиксирует время и дату наступления аварии.
Задача полезной модели - расширить диапазон контролируемых параметров, расширить функциональные возможности устройства и тем самым повысить надежность защиты электроустановки.
Достигаемый технический результат при решении поставленной задачи заключается в оперативном оповещении возникших аварийных режимов с помощью сигнализации, точном измерении времени и даты наступления аварии и в отключении электроустановки при возникновении аварийного режима.
Для достижения указанного технического результата заявляемое в качестве полезной модели устройство по первому варианту имеет общее с прототипом то, что оно содержит датчики тока, установленные в фазах питающей сети электроустановки, электронный контроллер тока, пульт управления диспетчера, электромагнитный контактор, включенный в питающую сеть электроустановки, и устройство аварийной сигнализации. Электронный контроллер, как и в прототипе, содержит первый микропроцессор, в состав которого входят блок задержки и компараторы, содержит блок памяти, включающий счетчики аварийных отключений и схему хранения режимных уставок, электронный ключ, соединенный с электромагнитным котактором,
и схему управления аварийной сигнализацией. Входы первого микропроцессора соединены с датчиками тока и выходом блока памяти. Выходы первого микропроцессора соединены с входом блока памяти, электронным ключом и схемой управления аварийной сигнализацией. В состав пульта управления диспетчера, выполненного в отдельном корпусе, входят второй микропроцессор, цифровой дисплей, соединенный с выходом второго микропроцессора, и кнопочная клавиатура, подключенная к входу второго микропроцессора. В отличие от прототипа заявляемая полезная модель по первому варианту дополнительно содержит устройство пусковой сигнализации, а электронный контроллер тока дополнительно содержит схему управления пусковой сигнализацией, соединенную с выходом первого микропроцессора, блок измерения сопротивления изоляции, подключенный к одной из фаз сети питания электроустановки и соединенный с входом первого микропроцессора, схему, соединенную с входом первого микропроцессора, и первый электронный блок времени, соединенный с выходом первого микропроцессора, а пульт управления диспетчера дополнительно содержит второй электронный блок времени, подключенный к входу второго микропроцессора. Отличием является также то, что первый и второй микропроцессоры соединены между собой посредством беспроводной оптической связи. Передающие и приемные элементы оптической связи могут быть выполнены на инфракрасных излучателях и приемниках инфракрасного излучения. В частных случаях устройство аварийной сигнализации может быть выполнено в виде светового мигающего индикатора, а устройство пусковой сигнализации - в виде непрерывного светового индикатора, при этом индикаторы размещены или на лицевой панели корпуса электронного контроллера, или - на пульте управления диспетчера и соединены с выходом первого микропроцессора через соответствующие схемы управления сигнализацией. Индикатор цифрового дисплея выполнен жидкокристаллическим, четырехстрочным.
Устройство контроля и защиты электроустановки по второму варианту по аналогии с прототипом содержит датчики тока, установленные в фазах питающей сети электроустановки, электронный контроллер тока, блок управления, ввода и просмотра информации, электромагнитный контактор, включенный в питающую сеть электроустановки, и устройство аварийной сигнализации. Электронный контроллер содержит микропроцессор, в состав которого входят блок задержки и компараторы, содержит блок памяти, включающий счетчики аварийных отключений и схему хранения режимных уставок, электронный ключ, соединенный с электромагнитным контактором, и схему управления аварийной сигнализацией. Входы микропроцессора
соединены с датчиками тока и выходом блока памяти, а выходы микропроцессора соединены с входом блока памяти, электронным ключом и схемой управления аварийной сигнализацией. В отличие от прототипа полезная модель по второму варианту дополнительно содержит устройство пусковой сигнализации, а электронный контроллер тока дополнительно содержит схему управления пусковой сигнализацией, соединенную с выходом первого микропроцессора, блок измерения сопротивления изоляции, подключенный к одной из фаз сети питания электроустановки и соединенный с входом микропроцессора, схему, соединенную с входом микропроцессора, и электронный блок времени, соединенный с выходом первого микропроцессора. Функции блока управления, ввода и просмотра информации во втором варианте выполняет персональный компьютер, соединенный с микропроцессором электронного контроллера тока через интерфейс связи. Персональный компьютер и микропроцессор могут быть соединены между собой по интерфейсу связи RS-232 или RS-485. Устройство аварийной сигнализации, как и в первом варианте, может быть выполнено в виде светового мигающего индикатора, а устройство пусковой сигнализации - в виде непрерывного светового индикатора, при этом индикаторы размещены на лицевой панели корпуса электронного контроллера и соединены с выходом микропроцессора через соответствующие схемы управления сигнализацией.
По третьему варианту устройство контроля и защиты электроустановки, как и в прототипе, содержит датчики тока, установленные в фазах питающей сети электроустановки, электронный контроллер тока, пульт управления диспетчера, электромагнитный контактор, включенный в питающую сеть электроустановки, и устройство аварийной сигнализации. Электронный контроллер содержит первый микропроцессор, в состав которого входят блок задержки и компараторы, содержит блок памяти, включающий счетчики аварийных отключений и схему хранения режимных уставок, электронный ключ, соединенный с электромагнитным контактором, и схему управления аварийной сигнализацией. Входы первого микропроцессора соединены с датчиками тока и выходом блока памяти. Выходы первого микропроцессора соединены с входом блока памяти, электронным ключом и схемой управления аварийной сигнализацией. В состав пульта управления диспетчера, выполненного в отдельном корпусе, как и в прототипе, входят второй микропроцессор, цифровой дисплей, соединенный с выходом второго микропроцессора, и кнопочная клавиатура, подключенная к входу второго микропроцессора. В отличие от прототипа заявляемая полезная модель по третьему варианту дополнительно содержит
персональный компьютер, соединенный с первым микропроцессором электронного контроллера тока посредством интерфейса связи, и устройство пусковой сигнализации. Электронный контроллер тока дополнительно содержит схему управления пусковой сигнализацией, соединенную с выходом первого микропроцессора, блок измерения сопротивления изоляции, подключенный к одной из фаз электроустановки и соединенный с входом первого микропроцессора, схему, соединенную с входом первого микропроцессора, и первый электронный блок времени, соединенный с выходом первого микропроцессора. Пульт управления диспетчера дополнительно содержит второй электронный блок времени, подключенный к входу второго микропроцессора, при этом первый и второй микропроцессоры соединены между собой посредством беспроводной оптической связи. Персональный компьютер и первый микропроцессор могут быть соединены между собой по интерфейсу связи RS-232 или RS-485. Передающие и приемные элементы оптической связи могут быть выполнены на инфракрасных излучателях и приемниках инфракрасного излучения. В частных случаях устройство аварийной сигнализации может быть выполнено в виде светового мигающего индикатора, а устройство пусковой сигнализации - в виде непрерывного светового индикатора, при этом индикаторы размещены или на лицевой панели корпуса электронного контроллера, или - на пульте управления диспетчера и соединены с выходом первого микропроцессора через соответствующие схемы управления сигнализацией. Индикатор цифрового дисплея выполнен жидкокристаллическим, четырехстрочным.
Совокупность существенных признаков, которыми характеризуется заявляемая полезная модель в каждом из вариантов, заявителем среди известных технических решений не выявлена, что дает основание утверждать о наличии новизны у заявляемого устройства по каждому из вариантов.
Отличительные признаки в совокупности с общими признаками прототипа достаточны для достижения вышеуказанного технического результата.
Первый микропроцессор предназначен для обработки информации, поступающей с датчиков тока, блока измерения сопротивления изоляции, схемы, сравнения ее с заданными режимными уставками и выдачи команд на включение аварийной сигнализации и на отображение текущей информации и информации об аварийных отключениях на пульте управления диспетчера или экране персонального компьютера. Программирование всех перечисленных функций первого микропроцессора осуществляется с пульта управления диспетчера через передающее и приемное устройство оптической связи (первый и третий варианты), или с помощью
сервисной программы, установленной на персональном компьютере через интерфейс связи (второй вариант). Схема управления пусковой сигнализацией и устройство пусковой сигнализации оповещают о нормальном режиме работы электроустановки. Наличие устройства сигнализации и схемы управления аварийной сигнализации обеспечивают возможность своевременного принятия мер по ликвидации аварийной ситуации. У заявляемого устройства в сравнении с прототипом с введением дополнительных блоков и контролем большего количества показателей расширены функциональные возможности и тем самым повышена надежность защиты электроустановки.
Все варианты заявляемой полезной модели объединены единым творческим замыслом и соответствуют требованию единства полезной модели, поскольку они имеют одно и то же назначение, осуществляют контроль одних и тех же показателей одним и тем же путем и направлены на достижение одного и того же технического результата.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена блок-схема заявляемого устройства контроля и защиты электроустановки по первому варианту. На фиг.2 - блок-схема заявляемого устройства контроля и защиты электроустановки по второму варианту. На фиг.3 - блок-схема заявляемого устройства контроля и защиты электроустановки по третьему варианту.
На чертежах буквами ЭУ обозначена электроустановка, буквами А, В, С - фазы сети питания.
Устройство контроля и защиты электроустановки по первому варианту содержит электронный контроллер тока 1 и пульт управления диспетчера 2, выполненные в отдельных корпусах. Электронный контроллер 1 (фиг.1) содержит первый микропроцессор 3, входы которого соединены с датчиками тока 4, 5, 6 трехфазной сети переменного тока, блок памяти 7, электронный ключ 8, соединяющий выход микропроцессора 3 с электромагнитным контактором 9, схему управления аварийной сигнализацией 10, схему управления пусковой сигнализацией 11, схему дискретного входа 12, блок измерения сопротивления изоляции 13, подключенный к одной из фаз электроустановки, и электронный блок времени 14. С входами микропроцессора 3 соединены выходы блока памяти 7, схемы дискретного входа 12, блока измерения сопротивления изоляции 13 и электронного блока времени 14. С выходами микропроцессора 3 связаны входы блока памяти 7, схемы управления аварийной сигнализацией 10, схемы управления пусковой сигнализацией 11. Пульт управления диспетчера 2 включает второй микропроцессор 15, к одному из входов
которого подключена кнопочная клавиатура 16, а к другому - электронный блок времени 17. С выходом микропроцессора 15 соединен цифровой дисплей 18. Микропроцессоры 3, 15 соединены между собой посредством передающих 19, 20 и приемных 21, 22 элементов оптической связи. Устройство аварийной сигнализации и устройство пусковой сигнализации на чертеже не показаны. Они могут располагаться на лицевой панели корпуса электронного контроллера или на пульте управления диспетчера и соединены с выходом первого микропроцессора через соответствующие схемы управления сигнализацией 10, 11.
Устройство контроля и защиты электроустановки по второму варианту (фиг.2) содержит такой же электронный контроллер тока 1, как и в первом варианте, и персональный компьютер 23. Электронный контроллер 1 содержит микропроцессор 3, входы которого соединены с датчиками тока 4, 5, 6 трехфазной сети переменного тока, блок памяти 7, электронный ключ 8, соединяющий выход микропроцессора 3 с электромагнитным контактором 9, схему управления аварийной сигнализацией 10, схему управления пусковой сигнализацией 11, схему дискретного входа 12, блок измерения сопротивления изоляции 13, подключенный к одной из фаз электроустановки, и электронный блок времени 14. С входами микропроцессора 3 соединены выходы блока памяти 7, схемы дискретного входа 12, блока измерения сопротивления изоляции 13 и электронного блока времени 14. С выходами микропроцессора 3 связаны входы блока памяти 7, схемы управления аварийной сигнализацией 10, схемы управления пусковой сигнализацией 11. Микропроцессор 3 и персональный компьютер 23 соединены между собой посредством интерфейса 24 или 25. Устройство аварийной сигнализации и устройство пусковой сигнализации на чертеже не показаны. Они расположены на лицевой панели корпуса электронного контроллера и соединены с выходом первого микропроцессора через соответствующие схемы управления сигнализацией 10, 11.
Устройство контроля и защиты электроустановки по третьему варианту (фиг.3) содержит электронный контроллер тока 1, пульт управления диспетчера 2, выполненные в отдельных корпусах, и персональный компьютер 23. Электронный контроллер 1 выполнен так же, как и в предыдущих вариантах, и содержит микропроцессор 3, входы которого соединены с датчиками тока 4, 5, 6 трехфазной сети переменного тока, блок памяти 7, электронный ключ 8, соединяющий выход микропроцессора 3 с электромагнитным контактором 9, схему управления аварийной сигнализацией 10, схему управления пусковой сигнализацией 11, схему дискретного входа 12, блок измерения сопротивления изоляции 13, подключенный к одной из фаз
сети питания электроустановки, и электронный блок времени 14. Пульт управления диспетчера 2 включает второй микропроцессор 15, к одному из входов которого подключена кнопочная клавиатура 16, а к другому - электронный блок времени 17. С выходом микропроцессора 15 соединен цифровой дисплей 18. Микропроцессоры 3, 15 соединены между собой посредством передающих 19, 20 и приемных 21, 22 элементов оптической связи. Микропроцессор 3 и персональный компьютер 23 соединены между собой посредством интерфейса 24 или 25. Устройство аварийной сигнализации и устройство пусковой сигнализации расположены на лицевой панели корпуса электронного контроллера или на пульте управления диспетчера и соединены с выходом микропроцессора 3 через соответствующие схемы управления сигнализацией 10, 11.
Полезная модель по всем вариантам промышленно применима. Она может быть многократно использована с достижением одного и того же указанного технического результата. Все предложенные варианты заявителем испытаны. Устройства работоспособны. Их практическая реализация не вызывает трудностей у специалиста в данной области. При изготовлении устройства используются современные серийно выпускаемые микропроцессоры, компьютеры, приборы и элементы. В качестве датчиков тока могут быть использованы датчики Холла или тороидальные трансформаторы тока. Для оптической связи могут быть использованы ИК-излучатели и ИК-приемники на базе светодиодов и фотодиодов. В качестве индикатора цифрового дисплея для повышения объема предоставляемой информации целесообразно использовать жидкокристаллический индикатор с разрешением в 4 строки по 20 разрядов. Вся информация может быть представлена на двенадцати страницах дисплея, последовательное переключение которых в прямом и обратном порядке осуществляется с помощью соответствующих кнопок. Функциональные возможности электронного контроллера тока, блока управления диспетчера и персонального компьютера определяются заложенной в них программой.
Работа устройства заключается в следующем.
По первому варианту (фиг.1) при программировании и перепрограммировании требуемое значение уставки (значения режимных уставок тока, допустимого значения сопротивления изоляции электроустановки, временных задержек включения защиты, времени и количества повторных пусков и др.) с помощью кнопок клавиатуры 16 устанавливается на экране цифрового дисплея 18 и передается в микропроцессор 15. Эта информация через передающий элемент 20 и приемный элемент связи 21 поступает в микропроцессор 3 и далее в блок памяти 7. Для сброса ненужной информации эта
информация с помощью кнопок клавиатуры 16 пульта управления диспетчера 2 выводится на экран цифрового дисплея 18, а затем подается команда на удаление. Датчики тока 4, 5, 6 устанавливают в цепях питания трехфазных электроустановки (ЭУ) и контролируют токи, протекающие по проводам каждой из трех фаз. Перед включением ЭУ производится замер сопротивления изоляции и, если оно в норме, производится включение ЭУ. Непрерывное свечение светового индикатора (например, желтого света) свидетельствует о нормальном режиме работы ЭУ. Микропроцессор 3 под управлением заложенной в него программы сравнивает информацию режимных уставок с информацией, поступившей с датчиков тока 4, 5, 6 и с блока измерения сопротивления изоляции. В случае аварийной ситуации микропроцессор выдает команды на отключение электромагнитного контактора 9 через электронный ключ 8 и на включение аварийной сигнализации через схему управления аварийной сигнализацией 10 (например, в виде мигающего красного света). Кроме этого, через схему дискретного входа 12 обеспечивается прием одного дискретного сигнала в виде сухого контакта (сигнала холостого хода) и производится отключение ЭУ в случае наступления сухого контакта (например, по сигналу электроконтактного манометра или термометра). Отключение электроустановки происходит при возникновении следующих аварийных режимов:
- коротком замыкании;
- холостом ходе ЭУ (сухом ходе);
- превышении тока ЭУ выше номинального;
- превышении тока ЭУ выше максимально допустимого;
- пропаданию одной или двух фаз;
- перекосе фаз по току;
- при обрыве любой фазы;
- низком сопротивлении изоляции.
Электронным блоком времени 14 фиксируется дата, время возникновения аварийного события. Информация об аварийном отключении (дата, время возникновения аварийного события, значения фазных токов на момент аварийного отключения ЭУ) записывается в блок памяти 7. Кроме того, эта информация с микропроцессора 3 через передающее 19 и приемное 22 элементы связи поступает в микропроцессор 15 пульта управления диспетчера 2 и с помощью кнопок клавиатуры 16 выводится на экран цифрового дисплея 18. Один пульт управления 2 может быть связан через приемно-передающие элементы оптической связи с несколькими электронными контроллерами тока.
По второму варианту (фиг.2) в устройстве контроля и защиты электроустановки ввод информации в микропроцессор 3 и просмотр параметров обеспечивается с помощью сервисной программы, установленной на персональном компьютере 23, через интерфейс RS-232 или RS-485. Два интерфейса связи дают возможность подключения к персональному компьютеру как одного электронного контроллера тока, так и серии электронных контроллеров и просматривать информацию на удаленном расстоянии. Работа электронного контроллера по второму варианту аналогична работе электронного контроллера по первому варианту.
По третьему варианту (фиг.3) ввод данных, их просмотр, просмотр аварийных отключений осуществляется с помощью пульта управления диспетчера 2, а также обеспечивается передача данных по интерфейсу связи удаленному персональному компьютеру 23. Работа электронного контроллера по третьему варианту аналогична работе, описанной выше для электронного контроллера по первому варианту. А именно, сначала требуемое значение режимных уставок с помощью кнопок клавиатуры 16 устанавливается на экране цифрового дисплея 18 и передается в микропроцессор 15. Эта информация через передающий элемент 20 и приемный элемент связи 21 поступает в микропроцессор 3 и далее в блок памяти 7. Для сброса ненужной информации, эта информация с помощью кнопок клавиатуры 16 пульта управления диспетчера 2 выводится на экран цифрового дисплея 18, а затем подается команда на удаление. Датчики тока 4, 5, 6 устанавливают в цепях питания трехфазных электроустановки (ЭУ) и контролируют токи, протекающие по проводам каждой из трех фаз. Перед включением ЭУ производится замер сопротивления изоляции и, если оно в норме, производится включение ЭУ. Непрерывное свечение светового индикатора (например, желтого света) свидетельствует о нормальном режиме работы ЭУ. Микропроцессор 3 под управлением заложенной в него программы сравнивает информацию режимных уставок с информацией, поступившей с датчиков тока 4, 5, 6 и с блока измерения сопротивления изоляции. В случае аварийной ситуации микропроцессор выдает команды на отключение электромагнитного контактора 9 через электронный ключ 8 и на включение аварийной сигнализации через схему управления аварийной сигнализацией 10 (например, в виде мигающего красного света). Информация о работе устройства и о возникших авариях выводится также на экран персонального компьютера, установленного на удаленном расстоянии. Таким образом, во всех вариантах исполнения устройство обеспечивает оповещение возникших аварийных режимов с помощью сигнализации, измерение времени и даты наступления аварии,
отключение электроустановки при возникновении аварийного режима, и тем самым осуществляет надежную защиту электроустановки.
1. Устройство контроля и защиты электроустановки, содержащее датчики тока, установленные в фазах питающей сети электроустановки, электронный контроллер тока, пульт управления диспетчера, электромагнитный контактор, включенный в питающую сеть электроустановки, и устройство аварийной сигнализации, при этом электронный контроллер содержит первый микропроцессор, в состав которого входят блок задержки и компараторы, содержит блок памяти, включающий счетчики аварийных отключений и схему хранения режимных уставок, электронный ключ, соединенный с электромагнитным контактором, и схему управления аварийной сигнализацией; входы первого микропроцессора соединены с датчиками тока и выходом блока памяти, а выходы первого микропроцессора соединены с входом блока памяти, электронным ключом и схемой управления аварийной сигнализацией; в состав пульта управления диспетчера, выполненного в отдельном корпусе, входят второй микропроцессор, цифровой дисплей, соединенный с выходом второго микропроцессора, и кнопочная клавиатура, подключенная к входу второго микропроцессора, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит устройство пусковой сигнализации, а электронный контроллер тока дополнительно содержит схему управления пусковой сигнализацией, соединенную с выходом первого микропроцессора, блок измерения сопротивления изоляции, подключенный к одной из фаз сети питания электроустановки и соединенный с входом первого микропроцессора, схему, соединенную с входом первого микропроцессора, и первый электронный блок времени, соединенный с выходом первого микропроцессора, а пульт управления диспетчера дополнительно содержит второй электронный блок времени, подключенный к входу второго микропроцессора, при этом первый и второй микропроцессоры соединены между собой посредством беспроводной оптической связи.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что передающие и приемные элементы оптической связи выполнены соответственно на инфракрасных излучателях и приемниках инфракрасного излучения.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство аварийной сигнализации выполнено в виде светового мигающего индикатора, а устройство пусковой сигнализации - в виде непрерывного светового индикатора, при этом индикаторы размещены на лицевой панели корпуса электронного контроллера и соединены с выходом первого микропроцессора через соответствующие схемы управления сигнализацией.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство аварийной сигнализации выполнено в виде светового мигающего индикатора, а устройство пусковой сигнализации - в виде непрерывного светового индикатора, при этом индикаторы размещены на пульте управления диспетчера и соединены с выходом первого микропроцессора через соответствующие схемы управления сигнализацией.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что индикатор цифрового дисплея выполнен жидкокристаллическим, четырехстрочным.
6. Устройство контроля и защиты электроустановки, содержащее датчики тока, установленные в фазах питающей сети электроустановки, электронный контроллер тока, блок управления, ввода и просмотра информации, электромагнитный контактор, включенный в питающую сеть электроустановки, и устройство аварийной сигнализации, при этом электронный контроллер содержит микропроцессор, в состав которого входят блок задержки и компараторы, содержит блок памяти, включающий счетчики аварийных отключений и схему хранения режимных уставок, электронный ключ, соединенный с электромагнитным контактором, и схему управления аварийной сигнализацией; входы микропроцессора соединены с датчиками тока и выходом блока памяти, а выходы микропроцессора соединены с входом блока памяти, электронным ключом и схемой управления аварийной сигнализацией, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит устройство пусковой сигнализации, а электронный контроллер тока дополнительно содержит схему управления пусковой сигнализацией, соединенную с выходом микропроцессора, блок измерения сопротивления изоляции, подключенный к одной из фаз сети питания электроустановки и соединенный с входом микропроцессора, схему, соединенную с входом микропроцессора, и электронный блок времени, соединенный с выходом микропроцессора, а в качестве блока управления, ввода и просмотра информации использован персональный компьютер, соединенный с микропроцессором электронного контроллера тока через интерфейс связи.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что персональный компьютер и микропроцессор соединены между собой по интерфейсу связи RS-232 или RS-485.
8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что устройство аварийной сигнализации выполнено в виде светового мигающего индикатора, а устройство пусковой сигнализации - в виде непрерывного светового индикатора, при этом индикаторы размещены на лицевой панели корпуса электронного контроллера и соединены с выходом первого микропроцессора через соответствующие схемы управления сигнализацией.
9. Устройство контроля и защиты электроустановки, содержащее датчики тока, установленные в фазах питающей сети электроустановки, электронный контроллер тока, пульт управления диспетчера, электромагнитный контактор, включенный в питающую сеть электроустановки, и устройство аварийной сигнализации, при этом электронный контроллер содержит первый микропроцессор, в состав которого входят блок задержки и компараторы, содержит блок памяти, включающий счетчики аварийных отключений и схему хранения режимных уставок, электронный ключ, соединенный с электромагнитным контактором, и схему управления аварийной сигнализацией; входы первого микропроцессора соединены с датчиками тока и выходом блока памяти, а выходы первого микропроцессора соединены с входом блока памяти, электронным ключом и схемой управления аварийной сигнализацией; в состав пульта управления диспетчера, выполненного в отдельном корпусе, входят второй микропроцессор, цифровой дисплей, соединенный с выходом второго микропроцессора, и кнопочная клавиатура, подключенная к входу второго микропроцессора, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит персональный компьютер, соединенный с первым микропроцессором электронного контроллера тока посредством интерфейса связи, и устройство пусковой сигнализации, а электронный контроллер тока дополнительно содержит схему управления пусковой сигнализацией, соединенную с выходом первого микропроцессора, блок измерения сопротивления изоляции, подключенный к одной из фаз сети питания электроустановки и соединенный с входом первого микропроцессора, схему, соединенную с входом первого микропроцессора, и первый электронный блок времени, соединенный с выходом первого микропроцессора, а пульт управления диспетчера дополнительно содержит второй электронный блок времени, подключенный к входу второго микропроцессора, при этом первый и второй микропроцессоры соединены между собой посредством беспроводной оптической связи.
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что передающие и приемные элементы оптической связи выполнены соответственно на инфракрасных излучателях и приемниках инфракрасного излучения.
11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что устройство аварийной сигнализации выполнено в виде светового мигающего индикатора, а устройство пусковой сигнализации - в виде непрерывного светового индикатора, при этом индикаторы размещены на лицевой панели корпуса электронного контроллера и соединены с выходом первого микропроцессора через соответствующие схемы управления сигнализацией.
12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что устройство аварийной сигнализации выполнено в виде светового мигающего индикатора, а устройство пусковой сигнализации - в виде непрерывного светового индикатора, при этом индикаторы размещены на пульте управления диспетчера и соединены с выходом первого микропроцессора через соответствующие схемы управления сигнализацией.
13. Устройство по п.9, отличающееся тем, что индикатор цифрового дисплея выполнен жидкокристаллическим, четырехстрочным.
14. Устройство по п.9, отличающееся тем, что персональный компьютер и микропроцессор соединены между собой по интерфейсу связи RS-232 или RS-485.
