RU1808163C

RU1808163C - Device for maximum-current protection of a c electric installation

Info

Publication number: RU1808163C
Authority: RU
Inventors: Ферид Алимович Айдаров; Борис Иванович Гладышев; Валерий Иванович Задорожний
Priority date: 1991-04-23
Filing date: 1991-04-23
Publication date: 1993-04-07

Abstract

Сущность изобретени : выполнение измерительного элемента, врем задающего органа, выходного органа определенным образом позвол ет обеспечить селективную работу устройства. 1 ил. feSUMMARY OF THE INVENTION: the implementation of the measuring element, the time of the driving organ, the output organ in a certain way allows for selective operation of the device. 1 ill. fe

Description

Изобретение относитс к электротехнике и предназначено дл защиты электроустановок переменного тока от коротких замыканий.The invention relates to electrical engineering and is intended to protect AC electrical installations from short circuits.

Целью изобретени вл етс обеспечение селективной работы устройства.An object of the invention is to provide selective operation of a device.

На чертеже изображена принципиальна электрическа схема устройства.The drawing shows a schematic electrical diagram of the device.

Устройство дл максимальной токовой Защиты электроустановки переменного тока содержит трансформаторы 1, 2 тока, предназначенные дл включени в две фазы защищаемой электроустановки и вторичные обмотки которых имеют общую точку, три тиристора 3. 4, 5, подключенные к вторичным обмоткам каждого трансформатора тока . Последние соединены с трехфазным двухполупериодным выпр мителем 6. к отрицательному полюсу которого подключен один вывод основной обмотки 7 исполнительного элемента 8, а к положительному полюсу - один вывод измерительного элемента 9, размыкающий контакт 10 которого подключен между точкой соединени управл ющих электродов тиристоров 3, 4, 5 и нулевой точкой звезды, образованной их анодами/Последовательно и согласно с основной обмоткой 7 исполнительного элемента 8 включена дополнительна обмотка 11. через резистор 12 подключенна к положительному полюсу выпр мител 6. Измерительный элемент 9 выполнен в виде первого 13, второго 14, третьего 15, четвертого 16 и п того 17 делителей напр жени на резисторах, первого 18 и второго 19 компараторов , врем задающего органа 20.The device for overcurrent protection of an AC electrical installation contains current transformers 1, 2, designed to be connected in two phases of the protected electrical installation and whose secondary windings have a common point, three thyristors 3.4, 5 connected to the secondary windings of each current transformer. The latter are connected to a three-phase two-half-wave rectifier 6. to the negative pole of which one terminal of the main winding 7 of the actuating element 8 is connected, and to the positive pole - one terminal of the measuring element 9, the opening contact 10 of which is connected between the connection point of the control electrodes of the thyristors 3, 4, 5 and the zero point of the star formed by their anodes / In series and in accordance with the main winding 7 of the actuating element 8, an additional winding 11. is connected through a resistor 12 connected to rectifier 6. The measuring element 9 is made in the form of the first 13, second 14, third 15, fourth 16 and fifth 17 voltage dividers on the resistors, the first 18 and second 19 comparators, the time of the setting body 20.

0000

оabout

0000

ONON

СОWith

0000

включающего усилитель на транзисторе 21, коллекторной нагрузкой которого вл ютс последовательно включенные резисторы 22 и конденсатор 23, выходного органа 24, включающего транзистор 25, коллекторной нагрузкой которого вл етс обмотка реле 26, стабилизатора 27 напр жени , включающего стабилитрон 28, последовательно включенные резистор 29 и конденсатор 30. При этом первый вывод первого делител напр жени объединен с анодом диода 31 и вл етс первым выходом измерительного элемента 9, вторым выходом которого вл етс точка соединени вторых выводов обмотки реле 26, первого 13, второго 14 и четвертого 16 делителей напр жени , конденсатора 30,анода стабилитрона 28 и конденсатора 23.including an amplifier on a transistor 21, the collector load of which are series-connected resistors 22 and a capacitor 23, of an output element 24, including a transistor 25, the collector load of which is a coil of a relay 26, a voltage stabilizer 27, including a zener diode 28, a series-connected resistor 29 and capacitor 30. The first output of the first voltage divider is combined with the anode of the diode 31 and is the first output of the measuring element 9, the second output of which is the connection point of the second vodov relay coil 26, the first 13, second 14 and fourth 16 divisors voltage of the capacitor 30, the anode of the zener diode 28 and capacitor 23.

Устройство работает следующим образом . .The device operates as follows. .

При отсутствии короткого замыкани в защищаемой электроустановке токи вторичных обмоток трансформаторов 1 и 2 тока в основном протекают через верхние диоды выпр мител 6, резистор 12 и дополнительную обмотку 11, размыкающий контакт 10 измерительного элемента 9 и управл ющие электроды тиристоров 3, 4 и 5, вызыва отпирание последних.In the absence of a short circuit in the protected electrical installation, the currents of the secondary windings of the current transformers 1 and 2 flow mainly through the upper rectifier diodes 6, the resistor 12 and the additional winding 11, the opening contact 10 of the measuring element 9 and the control electrodes of the thyristors 3, 4 and 5, causing unlocking the latter.

Через нижние диоды выпр мител 6 и основную обмотку 7 исполнительного элемента 8 протекает незначительна величина тока вследствие того, что величина сопротивлени контура - дополнительна обмотка 11, резистор 12 и открытые тири- сторы 3, 4, 5 - значительно меньше сопротивлени , основной обмотки 7 исполнительного элемента 8 и измерительного элемента 9.An insignificant amount of current flows through the lower diodes of rectifier 6 and the main winding 7 of the actuating element 8 due to the fact that the resistance of the circuit — additional winding 11, resistor 12 and open thyristors 3, 4, 5 — is much less than the resistance of the main winding 7 of the actuator element 8 and measuring element 9.

При этом от трансформатора 1. тока од- на„полуволна вторичного тока замыкаетс через верхний диод выпр мител 6, дополнительную обмотку 11, резистор 1.2 И размы- кающий контакт 10 измерительного элемента, управл ющий электрод тиристо- ра 4, а обратна гтолу вол на - через верхний диод выпр мител 6, дополнительную обмотку 11, резистор 12, контакт 10 измерительного элемента 9, управл ющий электрод тиристора 3. От трансформатора 2 тока одна полуволна вторичного тока замыкаетс через диод выпр мител 6, дополнительную обмотку 11, резистор 12 и размыкающий контакт 10 измерительного элемента 9 и управл ющий электрод тиристора 4, а обратна полуволна - через диод выпр мител 6, дополнительную обмотку 11, резистор 12 и контакт 10 измерительно- . го элемента 9 и управл ющий электрод тиристора 5. При достаточной величинеIn this case, from the current transformer 1. one half-wave of the secondary current is closed through the upper rectifier diode 6, the additional winding 11, the resistor 1.2, and the opening contact 10 of the measuring element, controlling the thyristor 4 electrode, and the return wave - through the upper diode rectifier 6, the additional winding 11, the resistor 12, contact 10 of the measuring element 9, the control electrode of the thyristor 3. From the current transformer 2, one half-wave of the secondary current is closed through the rectifier diode 6, the additional winding 11, the resistor 12 and open th contact 10 of measuring element 9 and the gate electrode 4, a thyristor, a reverse half-wave - via a diode rectifier 6, secondary winding 11, resistor 12 and contact 10 the measuring. th element 9 and the control electrode of the thyristor 5. With a sufficient value

мгновенного значени вторичного тока ти- ристоры 3, 4 и 5 поочередно открываютс , замыка вторичные токи через себ , верхние диоды выпр мител 6, дополнительнуюthe instantaneous value of the secondary current, the thyristors 3, 4 and 5 alternately open, closing the secondary currents through itself, the upper diodes rectified 6, additional

обмотку 11, резистор 12 и контакт 10 измерительного элемента 9, шунтиру основную обмотку 7 исполнительного элемента 8 и нижние диоды выпр мител 6. В этом режиме реле 26 измерительного элемента 9 неwinding 11, resistor 12 and contact 10 of the measuring element 9, I shunted the main winding 7 of the actuating element 8 and the lower diodes rectified 6. In this mode, the relay 26 of the measuring element 9 is not

срабатывает из-за недостаточной величины падени напр жени на обмотке 11 и резисторе 12. Стабилитрон 28 стабилизатора 27 напр жени не открываетс , а величины сопротивлений в плечах делителей 13 и 14triggered due to insufficient voltage drop across the winding 11 and the resistor 12. The zener diode 28 of the voltage stabilizer 27 does not open, and the resistance values in the arms of the dividers 13 and 14

5 напр жени выбраны таким образом, что потенциал второго входа компаратора 18 остаетс выше потенциала первого входа и компаратор не переключаетс . При этом транзистор 21 усилител врем задающей5, the voltages are selected so that the potential of the second input of the comparator 18 remains above the potential of the first input and the comparator does not switch. When this transistor 21 amplifier time master

0 цепи 20 остаетс закрытым, потенциал второго входа второго компаратора 19, подклю- ченного к резисторам делител 16 напр жени , выше потенциала его первого входа и он также не переключаетс . Транзи5 стор 25 остаетс закрытым и реле 26 не срабатывает. Реле 26 измерительного элемента 9 находитс в таком состо нии до момента достижени величиной падени напр жени на резисторе 12 и обмотке 110 of the circuit 20 remains closed, the potential of the second input of the second comparator 19, connected to the resistors of the voltage divider 16, is higher than the potential of its first input and it also does not switch. Transi5 side 25 remains closed and relay 26 does not operate. The relay 26 of the measuring element 9 is in this state until the magnitude of the voltage drop across the resistor 12 and the winding 11

0 значени , равного напр жению стабилизации стабилитрона 28, Этот момент наступает при протекании тока короткого замыкани .0 value equal to the stabilization voltage of the zener diode 28. This moment occurs when a short circuit current flows.

При возникновении короткого замыка5 ни напр жение на делителе 13 увеличиваетс , а напр жение на делителе 14 остаетс посто нным вследствие перехода стабилитрона 28 в режиме стабилизации. Компаратор 18 срабатывает, транзистор 21When a short circuit 5 occurs, the voltage on the divider 13 increases, and the voltage on the divider 14 remains constant due to the transition of the zener diode 28 in the stabilization mode. Comparator 18 trips, transistor 21

0 усилител открываетс и конденсатор 23 через регулируемый резистор 22 зар жаетс до напр жени переключени компаратора 19. Открываетс транзистор 25 усилител 24, срабатывает реле 26 и размыкает свой0, the amplifier opens and the capacitor 23 is charged through the adjustable resistor 22 until the switching voltage of the comparator 19. The transistor 25 of the amplifier 24 opens, the relay 26 operates and opens its

5 контакт 10. Тиристоры 3, 4 и 5 поочередно при переходе тока через ноль запираютс . Вследствие этого к выходу трехфазного двухполупериодного выпр мител 6 подключаетс основна обмотка 7 йсполнитель- 0 ного элемента 8. При коротком замыкании между фазой сети, в которой не установлен трансформатор тока, и одной из фаз трансформатором 1 или 2 тока полуволна тока, например, от трансформатора 1 замыкаетс 5 pin 10. Thyristors 3, 4, and 5 alternately turn off when the current passes through zero. As a result, the main winding 7 of the additional element 8 is connected to the output of a three-phase two-half-wave rectifier 6. In the event of a short circuit between the phase of the network in which the current transformer is not installed and one of the phases, the current transformer 1 or 2 is half-wave current, for example, from a transformer 1 closes

5 через верхний диод выпр мител 6, измерительный элемент 9 (и через параллельно включенную цепь с дополнительной обмот кой 11 и резистором 12), основную обмотку 7 и нижний диод выпр мител 6, а обратна - через другой верхний диод выпр мител 5 through the upper diode rectifier 6, the measuring element 9 (and through a parallel-connected circuit with an additional winding 11 and resistor 12), the main winding 7 and the lower diode rectifier 6, and the reverse through the other upper diode rectifier

6, резистор 12, обмотку 11 (и параллельно подключенный к ним измерительный элемент 9), обмотку 7 исполнительного элемента 8,и другой нижний диод выпр мител 6. От трансформатора 2 тока одна полуволна тока замыкаетс через верхний диод выпр мител 6, через указанные выше цепи и нижний диод выпр мител , а обратна - через другой верхний диод выпр мител 6, те же цепи и другой нижний диод выпр мител . Исполнительный элемент 8 срабатывает и отключает защищаемую электроустановку.6, resistor 12, winding 11 (and a measuring element 9 connected in parallel to them), winding 7 of actuator 8, and the other lower diode rectifier 6. From current transformer 2, one half-wave current is closed through the upper diode rectifier 6, through the above the circuits and the lower diode are rectifier, and the reverse through the other upper diode is rectifier 6, the same circuits and the other lower diode are rectifier. The actuating element 8 activates and turns off the protected electrical installation.

i При двухфазном коротком замыкании между фазами, в которых установлены трансформаторы 1 и 2 до срабатывани реле 26 элемента 9, срабатывает по три или два верхних диода выпр мител и три или два тиристора в зависимости от того, встречно или согласно соединены между собой вторичные обмотки трансформаторов 1 и2.i In the case of a two-phase short circuit between the phases in which transformers 1 and 2 are installed before the relay 26 of element 9 is activated, three or two upper rectifier diodes and three or two thyristors are activated, depending on whether the secondary windings of the transformers meet or are connected to each other 1 and 2.

После срабатывани реле 26 элемента 9 и размыкани контакта 10 тиристоры 3i 4 и 5 при очередной полуволне тока не открываютс , вследствие чего ток замы каетс через основную обмотку 7 элемента 8 и три (либо два) нижних диода выпр мител .After the relay 26 of element 9 is activated and contact 10 is opened, thyristors 3i 4 and 5 do not open at the next half-wave of current, as a result of which the current closes through the main winding 7 of element 8 and three (or two) lower rectifier diodes.

При трехфазном коротко.м, замыкании токи смещены по фазе на 120°, вследствие чего до срабатывани реле 26 измерительного элемента 9 работают все три тиристора 3, 4, 5, после срабатывани реле 26 элемента 9 - три .верхних и три нижних диода выпр мител 6.With a three-phase short circuit, the currents are phase-shifted by 120 °, as a result of which, before the relay 26 of the measuring element 9 is activated, all three thyristors 3, 4, 5 operate, and after the relay 26 of the element 9 is activated, three upper and three lower diodes rectify 6.

Задержка срабатывани измерительного элемента 9 плавно либо ступенчато регулируетс изменением величины сопротивлени резистора 22 в широком диапазоне . Это позвол ет обеспечить селективное отключение только поврежденного участка сети и сократить перерывы в электроснабжении электроустановок. Кроме того , обеспечива задержку срабатывани устройства при протекании тока сверх номинального , устройство может быть использовано и дл защиты электроустановок от перегруза.The response delay of the measuring element 9 is continuously or stepwise controlled by changing the resistance value of the resistor 22 over a wide range. This allows selective shutdown of only the damaged network section and reduces interruptions in the power supply of electrical installations. In addition, by providing a delay in the operation of the device when current flows above the rated current, the device can also be used to protect electrical installations from overload.

Так как устройство функционирует без дополнительного источника питани , а лишь за счет протекани тока в токовых цеп х, селективность и защита от перегрузки обеспечиваютс даже при ручном управлении электроустановками, что особенно ценно при эксплуатации ответственных потребителей (шахты, рудники и др.).Since the device operates without an additional power source, but only due to the flow of current in current circuits, selectivity and overload protection are provided even with manual control of electrical installations, which is especially valuable when operating critical consumers (mines, mines, etc.).

Claims

The claims

A device for overcurrent protection of an AC electrical installation comprising current transformers.

designed to be included in two phases of the protected electrical installation and the secondary windings of which have a common point, three thyristors connected to the secondary windings of each current transformer, the last connected to a three-phase two-half-wave rectifier, to the negative pole of which one terminal of the main winding is connected - Q of the element, and to the positive pole - one output of the measuring element, the breaking contact of which is connected between the connection point of the control electrodes of the three thyristors and the zeros Coy minutes toch5 star formed by the anodes of three thyristors, the latter is connected to the other terminal of the primary winding executive-th element in series and according to which additional winding is included

0 actuator, characterized in that, in order to ensure selective operation of the device, an additional resistor is inserted, connected between the positive pole of the three-phase two-half-period5 rectifier and the second output

. additional winding executive

element, with this negative conclusion

said rect mitl connected another

the output of the measuring element, which

0 is made in the form of the first, second, third, fourth and fifth voltage dividers across the resistors, the first and second comparators, the time of the master, including the amplifier on the transistor.

5, the collector load of which is the resistor and capacitor of the output element, including the transistor, connected in series, the collector load of which is the relay coil, the voltage stabilizer, including the zener diode, the resistor and capacitor connected in series, the first output of the first voltage divider connected to the anode diode and is the first

5 by the output of the measuring element, the middle terminals of the first voltage divider and the second voltage divider are connected respectively to the second and first inputs of the first comparator, the output of which is connected to the first output of the third voltage divider, the middle terminal of which is connected to the transistor base point of the resistor and capacitor of which the first input is connected

5 of the second comparator, the second input of which is connected to the middle terminal of the fourth voltage divider, the output of the second comparator is connected to the first terminal of the fifth voltage divider, the middle terminal of which is connected to the base of the output organ transistor, a voltage stabilizer zener diode is connected in parallel with the output of the organ the cathode of the indicated zener diode is connected to the first plate of the capacitor, through a resistor it is connected to the cathode of the diode, and also connected to the emitter of the transistor of the output organ. fourth of the voltage dividers, the emitter of the transistor is the time of the master, the second output0

the third and second voltage dividers, the second lining of the capacitor of the voltage stabilizer is combined with the anode of the zener diode, with the second terminals of the relay coil of the output organ and the fourth voltage divider, the second lining of the capacitor is the time of the master, the second conclusions of the second and first voltage dividers, the last is the second terminal of the measuring element.