CS266747B1 - Zapojení elektronické ochrany zdroje pro napájeníjiskrově bezpečných obvodů - Google Patents

Abstract

Zapojení umožňuje aplikaci elektronických zařízení v prostředí s výskytem výbušných směsí plynů a par, nebot v havarijních situacích zajistí časové omezení dodávky energie do jiskrově bezpečných obvodů, čímž se zamezí iniciaci výbušné směsi. Ke vstupu je do jedné napájecí větve zapojen odpojovač a s ním do série první a druhý stabilizátory napětí s proudovým omezením a do druhé napájecí větve do série zapojené první a druhý snímač mezního proudu, přičemž první a druhý stabilizátory napětí s proudovým omezením jsou připojeny k prvnímu a druhému hlídacímu obvodu stabilizátoru a k prvnímu a druhému obvodu pro sledování a vyhodnocování provozních stavů s prvními a druhými výstupy pro dálkové sledování elektronické ochrany, přičemž první obvod pro sledování a vyhodnocováni provozních stavů je také spojen s odpojovačem. Paralelně k výstupu je zapojena napětová ochrana a zkratovací obvod. Odpojovač je propojen s prvním a druhým hlídacími obvody stabilizátorů a s prvním snímačem mezního proudu, kdežto zkratovací obvod je propojen s druhým snímačem mezního proudu.

Description

Vynález se týká zapojení elektronické ochrany zdroje pro napájení jiskrově bezpečných obvodů.

Aplikace elektronických zařízení v prostředí s výskytem výbušných směsí hořlavých plynů a par je možná pouze v těch případech, kdy je preventivními prostředky vyloučen vznik nebezpečných situací. U slaboproudých zařízení bývá zvykem chránit elektrická zařízení jiskrově bezpečným provedením spočívajícím v omezení energie, která je nahromaděna v exponovaných obvodech. Pro nastavení režimů je nepříznivá současná praxe, využívající pasivních omezovačích prvků, neboř dochází k závislosti parametrů obvodů na odběru proudu. Navíc není možné stávajícími technickými prostředky dosáhnout zvýšených výkonů, potřebných pro napájení rozsáhlejších elektrických soustav v jiskrově bezpečném provedení. Řešením situace není použití známých elektronických ochran, neboř tyto nejsou schopny zajistit požadovanou úroveň bezpečnosti ve smyslu požadavků závazných předpisů, vycházejících z omezené spolehlivosti elektronických prvků, z náročných pracovních podmínek v agresivním prostředí a z ohrožení ochrany při působení vnějších vlivů. Těmto problémům nelze čelit ani zdvojením elektronických ochran, neboř působením většiny vlivů dochází k degradaci a vyřazení celého systému ochrany. ’

Uvedené nedostatky řeší zapojení elektronické ochrany zdroje pro napájení jiskrově bezpečných obvodů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ke vstupu v první napájecí větvi jsou do série zapojeny odpojovač, první a druhý stabilizátor napětí s proudovým omezením, které jsou připojeny k prvnímu hlídacímu obvodu stabilizátoru a k druhému hlídacímu obvodu stabilizátoru, jejichž výstupy jsou připojeny na odpojovač a současně první stabilizátor napětí s proudovým omezením je připojen k prvnímu obvodu pro sledování a vyhodnocování provozních stavů, jenž je připojen k odpojovači a druhý stabilizátor napětí s proudovým omezením je připojen k druhému obvodu pro sledování a vyhodnocování provozních stavů s prvním a druhým výstupem pro dálkové sledování elektronické ochrany, v druhé napájecí větvi jsou do série zapojeny první a druhý snímač mezního proudu, výstup prvního snímače mezního proudu je připojen k odpojovači a výstup druhého snímače mezního proudu je připojen ke zkratovacímu obvodu, přičemž mezi první a druhou napájecí větvi paralelně k výstupu jsou připojeny napěřová ochrana a zkratovací obvod.

Výhodou zapojení podle vynálezu je omezení napětí a proudu v obou napájecích větvích a rychlým přerušením dodávky elektrické energie do jiskrově bezpečného systému, který je připojen k výstupu elektronické ochrany. Při zásadní změně provozního režimu, například zkrat v napájecím vedení, nežádoucí zvýšení odběru elektrické energie a podobně je zajištěno nejen rychlé odpojení výstupních okruhů v důsledku vybuzení odpojovače snímačem mezního proudu, zároveň hlídacími obvody stabilizátorů a také obvodem sledování a vyhodnocování provozních stavů, ale také zkratování napájecích okruhů zkratovacím obvodem v důsledku jeho vybuzení snímačem mezního proudu; obě opatření znamenají časové omezení dodávky energie do jiskrově bezpečných obvodů, což je důležité především v havarijních situacích, které by jinak mohly vést k uvolnění nepřípustného množství energie v prostředí s nebezpečím výbuchu s následnou iniciací výbušné směsi. Použité hlídací obvody stabilizátoru navíc uskutečňují důležitou funkci pro zajištění bezpečnosti provozu - uplatní se rovněž při poruše stabilizátorů napětí s proudovým omezením. Každá závažná porucha jak vnějšího jiskrově bezpečného systému, tak i porucha limitujících elektronických bloků vede k odpojení jiskrově bezpečného systému a ke zkratování napájecích okruhů. Proti působení vnějších vlivů, například indukované napěřové špičky, elektrostatické výboje atd. je na výstup zapojena napěřová ochrana, jejímž úkolem je vyloučit poškození funkčních bloků elektronické ochrany zdroje pro napájení jiskrově bezpečných obvodů. Zdvojení omezovačů a snímačů v obou větvích elektronické ochrany je aktivním opatřením pro zajištění bezpečnosti při výskytu poruch v jakémkoliv bloku zapojení způsobených vnějšími nebo vnitřními vlivy. Pro uplatnění ve složitých jiskrově bezpečných systémech, kde je problematika správného přívodu energie záležitostí nejen komplexní spolehlivosti, ale i bezpečnosti provozu, je důležitá aplikace obvodů sledování a vyhodnocování provozních stavů, odvozených od parametrů stabilizátorů napětí s proudovým omezením. Výstupy obvodů sledování a vyhodnocování provozních stavů mohou být využívány

CS 266 747 Bl 3 pro dálkové sledování ochrany s využitím pro prognostické účely, rychlé odstraňování poruchových stavů atd.

Na přiloženém výkresu je znázorněno blokové schéma zapojení elektronické ochrany zdroje pro napájení jiskrově bezpečných obvodů. Ke vstupu £ je do jedné větve zapojen odpojovač 2 a s ním do série první a druhý stabilizátory £, 3' napětí s proudovým omezením a do druhé napájecí větve do série zapojené první a druhý snímače £, 4' mezního proudu, přičemž první a druhý stabilizátory £, 3' napětí s proudovým omezením jsou připojeny k prvnímu a druhému.hlídacím obvodům 5, 5' stabilizátoru a k prvnímu a druhému obvodu £, 6' pro sledování a vyhodnocování provozních stavů s prvními a druhými výstupy £, 7' pro dálkové sledování elektronické ochrany, přičemž první obvod 6 pro sledování a vyhodnocování provozních stavů je také spojen s odpojovačem 2. Paralelně k výstupu £ je zapojena napěťová ochrana £ a zkratovací obvod £0. Odpojovač 2; je propojen s prvním a druhým hlídacími obvody 5, 5' stabilizátorů a prvním snímačem £ mezního proudu, kdežto zkratovací obvod 10 je propojen s druhým snímačem 4' mezního proudu.

Elektrická energie je přiváděna ze vstupu £ a přes odpojovač £. První a druhý stabilizátor £, 3' napětí s proudovým omezením zajišťují stabilizaci napětí na výstupu £, přičemž velikost odebíraného proudu je omezována na hodnotu, která nemůže při daném napětí vyvolat iniciaci výbušné směsi. I v případě poruchy jednoho stabilizátoru s proudovým omezením jsou bezpečnost i funkční způsobilost elektronické ochrany zdroje podle vynálezu zachovány působností druhého stabilizátoru s proudovým omezením. Taková porucha je však vyhodnocena prvním event, druhým hlídacím obvodem £, 5~ stabilizátoru, což má důsledek v odpojení přívodu el. energie odpojovačem 2. Takový stav je dále obvodem £ nebo 6' pro sledování a vyhodnocování provozních stavů zaznamenán na prvním výstupu £ nebo na druhém výstupu 7' pro dálkové sledování elektronické ochrany. Ve druhé napájecí větvi jsou zapojeny snímače £, 4' mezního proudu, jejichž úkolem je přerušit přívod el. energie pomocí odpojovače 2 při překročení bezpečného proudu a zároveň zkratovacím obvodem 10 zneškodnit energii, nahromaděnou v jiskrově bezpečném obvodě, připojeném k výstupu £. Elektronická ochrana je proti negativnímu působení vnějších vlivů chráněna napěťovou ochranou, takže je vyloučeno poškození elektrických prvků indukovanými napěťovými špičkami. Zapojení elektronické ochrany podle vynálezu zajišťuje tedy dostatečnou úroveň jiskrové bezpečnosti nejen zdvojením omezovačů napětí a proudu, ale také hlídáním jejich správné funkce a nezávislým snímáním mezního proudu s následným odpojením napájecího okruhu a odvedením zbývající energie při poruše event, při překročení bezpečného proudu, přičemž je každá anomálie dálkově indikována a celý systém je chráněn proti vnějšímu působení. Tím je zajištěna bezpečnost provozu i při omezené spolehlivosti elektronických součástí v podmínkách reálného provozu. Elektrická energie, dodávaná do jiskrově bezpečného provozu, je v důsledku výsledné charakteristiky zapojení a rychlého vyhodnocování mezních hodnot napětí či proudů s odpínáním či zkratováním okruhu podstatně vyšší nežli u dřívějších zapojení, což je přínosem pro realizaci složitějších jiskrově bezpečných systémů s rozvětvenými okruhy.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení elektornické ochrany zdroje pro napájení jiskrově bezpečných obvodů, používající odpojovač, stabilizátory napětí s proudovým omezením, napěťovou ochranu a zkratovací obvod vyznačující se tím, že ke vstupu (1) v první napájecí větvi jsou do série zapojeny odpojovač (2), první a druhý stabilizátor (3, 3) napětí s proudovým omezením, které jsou připojeny k prvnímu hlídacímu obvodu (5) stabilizátoru a k druhému hlídacímu obvodu (5') stabilizátoru, jejichž výstupy jsou připojeny na odpojovač (2) a současně' první stabilizátor (3) napětí s proudovým omezením je připojen k prvnímu obvodu (6) pro sledování a vyhodnocování provozních stavů, jenž je připojenk odpojovači (2) a druhý stabilizátor (3) napětí s proudovým omezením je připojen k druhému obvodu (6') pro sledování a vyhodnocování provozních stavů s prvním a druhým výstupem (7, 7'), pro dálkové sledování elektronické ochrany, v druhé napájecí větvi jsou do série zapojeny první a druhý snímače (4, 4') mezního proudu, výstup prvního snímače (4) mezního proudu je připojen k odpojovači (2) a výstup druhého