Устройство максимальной токовой защиты
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в устройствах максимальной токовой защиты от междуфазных замыканий, в частности, для моделирования, исследования и проектирования максимальной токовой защиты в системах с применением микропроцессорных устройств.
Требуемый технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей работы устройства в режимах направленной и ненаправленной максимальной токовой защиты, обеспечивается за счет использования устройства, содержащего семь входных и шести выходных клемм, четырех программных переключателей, клеммы заземления, трех пороговых элементов, трех элементов И, элемента ИЛИ, двух блоков задержки на срабатывание, двух блоков задержки на возврат, а также двухфазного реле направления мощности и максиселектора.
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в устройствах максимальной токовой защиты от междуфазных замыканий, в частности, для моделирования, исследования и проектирования максимальной токовой защиты в системах с применением микропроцессорных устройств.
Известно устройство, содержащее один или два контактора, два тепловые реле и кнопки пуск и стоп [1].
Устройство имеет простую электрическую схему, что обусловило его применение в различных отраслях промышленности. Однако оно обладает относительно узкими функциональными возможностями.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее первый, второй и третий входные зажимы для подачи входного линейного напряжения, первый, второй и третий выходные зажимы для подачи выходного линейного напряжения к зажимам электродвигателя, трехфазный выключатель, входные клеммы которого соединены с соответствующими входными зажимами, пускатель, входные клеммы которого соединены с соответствующим выходными клеммами трехфазного выключателя, а выходные клеммы - соединены с соответствующими выходными зажимами, а также блок автоматики, содержащий последовательно соединенные первый нормально замкнутый контакт, входная клемма которого соединена с первой клеммой блока автоматики, первый нормально разомкнутый контакт, второй нормально замкнутый контакт, обмотку первого реле и третий нормально замкнутый контакт, вторая клемма которого соединена со второй клеммой блока автоматики, второй нормально разомкнутый контакт, включенный
параллельно первому нормально разомкнутому контакту, последовательно соединенные второй нормально разомкнутый контакт, первая клемма которого соединена с первой клеммой первого нормально разомкнутого контакта, диод и обмотка второго реле, вторая клемма которой соединена со второй клеммой третьего нормально замкнутого контакта, последовательно соединенные ключ, входная клемма которого соединена с входной клеммой первого нормально замкнутого контакта, и третий нормально разомкнутый контакт, последовательно соединенные четвертый нормально замкнутый контакт, первая клемма которого соединена с выходной клеммой ключа, и обмотка третьего реле, вторая клемма которой соединена со второй клеммой обмотки второго реле [2].
Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие использовать как для направленной, так и для ненаправленной максимальной токовой защиты.
Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей.
Требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее первую, вторую и третью входные клеммы, первую, вторую и третью выходные клеммы, а также первый, второй и третий программные переключатели, введены четвертая, пятая, шестая и седьмая входные клеммы, четвертая, пятая и шестая выходные клеммы, четвертый программный переключатель, клемма заземления, первый, второй и третий пороговые элементы, первый, второй и третий элементы И, элемент ИЛИ, первый, второй, третий и четвертый блоки задержки на срабатывание, а также двухфазное реле и максиселектор, при этом, первая, вторая, третья и четвертая входные клеммы соединены, соответственно, с первой, второй, третьей и четвертой входными клеммами двухфазного реле направления мощности, пятая и шестая входные клеммы соединены, соответственно, с первой и второй входными клеммами максиселектора, седьмая входная клемма соединена с инверсными входами первого, второго и третьего
элементов И, первая, вторая, третья, четвертая, пятая и шестая выходные клеммы, соединены, соответственно, с выходом первого порогового элемента и с первым прямым входом первого элемента И, с выходом первого блока задержки на срабатывание, с выходом второго порогового элемента и с первым прямым входом второго элемента И, с выходом второго блока задержки на срабатывание, с выходом третьего порогового элемента и с первым прямым входом третьего элемента И, с выходом элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, третьего и четвертого блоков задержки на срабатывание, входы которых соединены, соответственно, с первой и второй выходными клеммами четвертого программного переключателя, входная клемма которого соединена с выходом третьего элемента И, второй прямой вход которого соединен с выходной клеммой третьего программного переключателя, первая входная клемма которого соединена с первыми входными клеммами второго и первого программных переключателе и с клеммой заземления, а вторая входная клемма соединена со вторыми входными клеммами второго и третьего программных переключателей и с выходом двухфазного реле направления мощности, при этом, выходы первого и второго элементов И соединены с входами, соответственно, перового и второго блоков задержки на срабатывание, а выход максиселектора соединен с входами первого, второго и третьего пороговых элементов.
На чертеже представлена электрическая принципиальная устройства максимальной токовой защиты.
Устройство максимальной токовой защиты содержит первую 1, вторую 2, третью 3 четвертую 4, пятую 5, шестую 6 и седьмую 7 входные клеммы, первую 8, вторую 9, третью 10 четвертую 11, пятую 12 и шестую 13 выходные клеммы, первый 14, второй 15, третий 16 и четвертый 17 программные переключатели, клемма 18 заземления, первый 19, второй 20 и третий 21 пороговые элементы, первый 22, второй 23 и третий 24 элементы И, элемент ИЛИ 25, первый 26, второй 27, третий 28 и четвертый 29 блоки
задержки на срабатывание, а также двухфазное реле 30 направления мощности и максиселектор 31.
Указанные элементы соединены следующим образом.
Первая 1, вторая 2, третья 3, четвертая 4, пятая 5 и шестая 6 входные клеммы соединены, соответственно, с первой, второй, третьей и четвертой входными клеммами двухфазного реле направления мощности 30, с первой и второй входными клеммами максиселектора 31, седьмая входная клемма 7 соединена с инверсными входами первого 22, второго 23 и третьего 24 элементов И.
Кроме того, первая 8, вторая 9, третья 10, четвертая 11, пятая 12 и шестая 13 выходные клеммы, соединены, соответственно, с выходом первого порогового элемента 19 и с первым прямым входом первого элемента И 22, с выходом первого блока 26 задержки на срабатывание, с выходом второго порогового элемента 20 и с первым прямым входом второго элемента И 23, с выходом второго блока 27 задержки на срабатывание, с выходом третьего порогового элемента 21 и с первым прямым входом третьего элемента И 24, с выходом элемента ИЛИ 25, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, третьего 28 и четвертого 29 блоков задержки на срабатывание, входы которых соединены, соответственно, с первой и второй выходными клеммами четвертого программного переключателя 17, входная клемма которого соединена с выходом третьего элемента И 24, второй прямой вход которого соединен с выходной клеммой третьего программного переключателя 16, первая входная клемма которого соединена с первыми входными клеммами второго 15 и первого 14 программных переключателей и с клеммой заземления, а вторая входная клемма соединена со вторыми входными клеммами второго 15 и первого 14 программных переключателей и с выходом двухфазного реле 30 направления мощности.
Дополнительно к этому выходы первого 22 и второго 23 элементов И соединены с входами, соответственно, первого 26 и второго 27 блоков
задержки на срабатывание, а выход максиселектора 31 соединен с входами первого 19, второго 20 и третьего 21 пороговых элементов.
Устройство максимальной токовой защиты работает следующим образом.
В зависимости от защищаемого присоединения реализуется направленная и ненаправленная максимальная токовая защита (МТЗ).
Направленность МТЗ осуществляется двухфазным реле 30 направления мощности. Направление мощности определяется по разности фаз между токами фазы А и С (токи I A и IC подаются на первую 1 и вторую 2 входные клеммы, соответственно) и линейными напряжениями фаз АВ и ВС (напряжения UAB и U BC подаются на третью 3 и четвертую 4 входные клеммы, соответственно).
Направленность действия отдельных ступеней МТЗ осуществляется включением первого 14, второго 15 и третьего 16 программных переключателей для первой, второй и третьей ступени соответственно. При выборе зависимой характеристики срабатывания третьей ступени контроль по направлению мощности данной ступени не осуществляется. Разрешение работы МТЗ происходит при нахождении вектора тока поврежденной фазы в зоне срабатывания. За поврежденную фазу принимается та, ток в которой наибольший. Этот факт определяется максиселектором 31, на пару входных клемм которого (они соответствуют пятой 5 и шестой 6 входным клеммам устройства) подаются токи фаз I A и IC, соответственно.
Первый 19, второй 20 и третий 21 пороговые элементы задают уровни срабатывания МТЗ первой, второй и третьей ступеней, соответственно.
Первый 26, второй 27, третий 28 и четвертый 29 блоки задержки на срабатывание задают временные характеристики срабатывания ступеней максимальной токовой защиты.
На седьмую входную клемму 7 подается сигнал блокировки, запрещающий прохождение сигнала с уровнем логической единицы на выходы первого 22, второго 23 и третьего 24 элементов И.
У ставки двухфазного реле 30 направления мощности задаются по углу максимальной чувствительности, углу сектора зоны срабатывания и чувствительностью двухфазного реле 30 направления мощности по напряжению.
При нечетком определении мощности (переходе разности фаз через зону нечувствительности и (или) снижения напряжения ниже уровня чувствительности) двухфазное реле 30 направления мощности сохраняет предыдущее значение.
Сигналы с уровнем логической единицы, формируемые на выходных клеммах устройства с первой по восьмую 8-13 соответствуют следующим состояниям МТЗ. Сигналы на первой 8, третьей 10 и пятой 12 выходных клеммах являются сигналами пуска МТЗ первой, второй и третьей ступеней, соответственно. Сигналы на второй 9, четвертой 11 и шестой 13 выходных клеммах являются сигналами срабатывания МТЗ первой, второй и третьей ступеней, соответственно.
Таким образом, благодаря введению новых элементов и связей существенно расширяются функциональные возможности устройства, поскольку оно позволяет использовать его как для направленной, так и для ненаправленной максимальной токовой защиты.
Источники информации, принятые во внимание
[1] Родштейн Л.А. Электрические аппараты. Л., Энергоиздат, 1981, стр.263, рис.21-1;
[2] Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высшая школа, 1991, с.4558, рис.15.12 (прототип).
Устройство максимальной токовой защиты, содержащее первую, вторую и третью входные клеммы, первую, вторую и третью выходные клеммы, а также первый, второй и третий программные переключатели, отличающееся тем, что, введены четвертая, пятая, шестая и седьмая входные клеммы, четвертая, пятая и шестая выходные клеммы, четвертый программный переключатель, клемма заземления, первый, второй и третий пороговые элементы, первый, второй и третий элементы И, элемент ИЛИ, первый и второй блоки задержки на срабатывание, первый и второй блоки задержки на возврат, а также двухфазное реле и максиселектор, при этом первая, вторая, третья и четвертая входные клеммы соединены, соответственно, с первой, второй, третьей и четвертой входными клеммами двухфазного реле направления мощности, пятая и шестая входные клеммы соединены, соответственно, с первой и второй входными клеммами максиселектора, седьмая входная клемма соединена с инверсными входами первого, второго и третьего элементов И, первая, вторая, третья, четвертая, пятая и шестая выходные клеммы соединены, соответственно, с выходом первого порогового элемента и с первым прямым входом первого элемента И, с выходом первого блока задержки на срабатывание, с выходом второго порогового элемента и с первым прямым входом второго элемента И, с выходом второго блока задержки на срабатывание, с выходом третьего порогового элемента и с первым прямым входом третьего элемента И, с выходом элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, первого и второго блоков задержки на возврат, входы которых соединены, соответственно, с первой и второй выходными клеммами четвертого программного переключателя, входная клемма которого соединена с выходом третьего элемента И, второй прямой вход которого соединен с выходной клеммой третьего программного переключателя, первая входная клемма которого соединена с первыми входными клеммами второго и первого программных переключателе и с клеммой заземления, а вторая входная клемма соединена со вторыми входными клеммами второго и третьего программных переключателей и с выходом двухфазного реле направления мощности, при этом выходы первого и второго элементов И соединены с входами, соответственно, первого и второго блоков задержки на срабатывание, а выход максиселектора соединен с входами первого, второго и третьего пороговых элементов.
