PL176691B1 - Układ rozłącznika sieciowego zabezpieczeniowego z napędem ręcznym - Google Patents

Abstract

1 Układ rozłącznika sieciowego zabezpieczeniowego z napędem ręcznym zawierający szeregowo połączone w torze główk ' nym wyłącznik zamkowy z wyzwalaczami nadprądowymi i przekładnik Ferrantiego z zabezpieczeniem różnicowym oraz równolegle połączonewtorze dopływowymtrójfazowyochronnik przeciwprzepięciowy i transformator pomocniczy, a w torze odpływowym drugi trójfazowy ochronnik przeciwprzepięciowy, indykator fazowy i prostownik trójfazowy, oraz w obwodzie transformatora pomocniczego zawierający równolegle połączone wyzwalacz podnapięciowy wyłącznika zamkowego, przekaznik sterowniczy kontroli przewodu ochronnego, przekazmk czasowy i przekaźnik upływowy oraz styczniki i separator, a w obwodzie pomiarowym przekaźnika upfywowego włączony zestyk przekaznika czasowego, znamienny tym, ze w obwodzie wyzwalacza podnapięciowego (10) szeregowo połączone są zestyk przekaźnika sterowniczego kontroli przewodu ochronnego (11), zestyk przekaźnika czasowego (12) zbocznikowany zestykiem wyłącznika zamkowego (1), zestyk stycznika (14), zestyk zabezpieczenia roznicowego (4) i zestyk indykatora fazowego (8), a także zestyk przekaźnika upływowego (13) i zestyk separatora (15) oraz łącznik awaryjnego wyłąc^mia (16), natomiast w obwodzie pomiarowym przekaźnika upływowego (13) połączone są szeregowo drugi zestyk przekaźnika czasowego (12), drugi zestyk stycznika (14) i prostownik trójfazowy zawierający jednofazowy ochronnik przeciwprzepięciowy (9) i zbocznikowane są innym zestykiem przekaznika upływowego (13), który połączonyjestszeregowo z łącznikiem odblokowania (17), przy czym stycznik (14) z drugiej strony połączony jest z łącznikiem sterującym (18), ponadto łącznik kontroli (19) połączonyjest szeregowo z innym zestykiem stycznika (14) tworząc obwod kontrolny przekaźnika upływowego (13) względem ziemi

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ rozłącznika sieciowego z napędem ręcznym przeznaczony do ochrony sieci magistralnych, rozdzielni oddziałowych od skutków zwarć, przeciążeń, doziemień i przepięć łączeniowych oraz do ochrony obsługi maszyn i urządzeń przed zagrożeniami rażeniowymi, pożarowymi i wybuchowymi oraz do awaryjnego wyłączania miejscowo, zdalnie, samoczynnie w stanach zakłóceń i zagrożeń ruchowych.

Z opisu patentowego nr PL 158 623 znany jest układ elektryczny dobezpieczonej górniczej stacji transformatorowej zawierający połączony z łącznikami górnego i dolnego napięcia, transformator mocy, którego punkt gwiazdowy jest połączony równolegle z potencjałem ziemi poprzez jednofazowy ochronnik przepięciowy i zabezpieczenie upływowe centralne, a uzwojenie dolnego napięciajest przyłączone równolegle z trójfazowym ochronnikiem przepięciowym w układzie trójkąta i trójfazowy ochronnik przepięciowy w układzie gwiazdowym. Ponadto układ zawierający także zabezpieczenia upływowe blokujące i centralne oraz nadmiarowo-prą176 691 dowe, charakteryzuje się tym, że do uzwojenia dolnego napięcia transformatora mocy przyłączony jest trójfazowy tor prądowy, który zawiera szeregowo połączone ograniczniki prądowe, wyłącznik stycznikowy prądowy próżniowy i zabezpieczenie nadmiarowo prądowe. Po stronie odpływu jest równolegle połączony trójfazowy ochronnik przepięciowy w układzie trójkąta i blokujące zabezpieczenie upływowe. Styk wyłącznika stycznikowego próżniowego jest szeregowo połączony ze stykami ograniczników prądowych, ze stykami zabezpieczenia nadmiarowo-prądowego i ze stykami sterowniczego urządzenia separacyjnego. Urządzenie separacyjne jest połączone szeregowo z blokującym zabezpieczeniem upływowym i centralnym zabezpieczeniem upływowym, tworząc obwód sterowniczy urządzenia separacyjnego.

Korzystnie jest, że do uzwojenia dolnego napięcia transformatora mocy jest przyłączony równolegle do trójfazowego toru prądowego, drugi trójfazowy tor prądowy. Tor ten zawiera szeregowo połączone inne ograniczniki prądowe, drugi wyłącznik stycznikowy próżniowy i inne zabezpieczenie nadmiarowo-prądowe. Od strony odpływu przyłączony jest równolegle drugi trójfazowy ochronnik przepięciowy w układzie trójkąta i inne blokujące zabezpieczenie upływowe. Styk drugiego wyłącznika stycznikowego próżniowego jest szeregowo połączony ze stykami innych ograniczników prądowych, ze stykami tego zabezpieczenia nadmiarowo-prądowego i ze stykami drugiego sterowniczego urządzenia separacyjnego, które połączone jest szeregowo z tymi blokującym zabezpieczeniem upływowym, i z centralnym zabezpieczeniem upływowym, tworząc obwód sterowniczy tego urządzenia separacyjnego. Korzystnie jest również, że do zacisków wyjściowych styczników próżniowych przyłączony jest równolegle do trójfazowych torów prądowych, zwieracz.

Również z opisu patentowego PL 156 321 znany jest dobezpieczony wyłącznik stycznikowy próżniowy o budowie ognioszczelnej mający w każdej z faz toru głównego szeregowo połączone organicznik, zabezpieczenie nadmiarowo-prądowe, zabezpieczenie przeciążeniowe oraz łącznik prądowy korzystnie w postaci łączeniowej komory próżniowej, którego układ zestykowy jest mechanicznie połączony z napędem elektromagnesowym usytuowanym w torze pomocniczym, przy czym równolegle z torem odpływowym jest włączony ochronnik przepięciowy składający się z połączonych w trójkąt warystorów. Dobezpieczony wyłącznik próżniowy mający także napęd elektromagnesowy roboczych zestyków łączników prądowych jest połączony z zestykiem sterowniczym oraz z obwodem sygnalizacji stanu pracy wyłącznika, wyposażony przy tym w pełnookresowy prostownik diodowy, charakteryzuje się tym, że ma blok zabezpieczenia zanikowego włączony pomiędzy zabezpieczeniem zwarciowym a łączeniową komorą prądową, do której odpływowego toru jest przyłączony równolegle warystorowy ochronnik przepięciowy i połączony z nim równolegle diodowy prostownik. W torze pomocniczym jest usytuowany zwiemy zestyk sterowniczy połączony z jednej strony z napędem elektromagnesowym, zaś z drugiej strony z przełącznym zestykiem zabezpieczenia zwarciowego zbocznikowanym rozwiemym zestykiem sterującym lampą sygnalizującą zadziałanie zabezpieczenia zwarciowego. W torze pomocniczym są również usytuowane kontrolne łączniki zabezpieczenia zwarciowego i zabezpieczenia ziemnozwarciowego, których napędy są mechanicznie połączone.

Natomiast w zgłoszeniu patentowym P. 295599 opublikowanym w BUP 4/94, ujawniono układ łącznika z napędem ręcznym i kontrolą stanu izolacji, który ma w torze głównym łącznik z napędem ręcznym, transformator pomocniczy z równolegle włączonymi obwodem blokującym przekaźnika upływowego, obwodem zawierającym szeregowo połączone przekaźnik zwłoczny i styk pomocniczy łącznika z napędem ręcznym, oraz obwodem zawierającym szeregowo połączone zestyk blokującego przekaźnika upływowego i wyzwalacz napięciowy niedomiarowy napędu. Nurnik wyzwalacza napięciowego niedomiarowego napędu jest zespolony z dźwignią łącznika z napędem ręcznym w stanie wyłączonym i beznapięciowym oraz zadziałania blokującego przekaźnika upływowego. Blokujący przekaźnik upływowy jest połączony z torem głównym szeregowym obwodem zawierającym prostownik, styk pomocniczy łącznika z napędem ręcznym i styk przekaźnika zwłocznego. Korzystnie łącznik z napędem ręcznym ma swobodne sprzęgło. Równolegle z wyzwalaczem napięciowym niedomiarowym napędu jest połączony wyzwalacz napięciowy niedomiarowy swobodnego sprzęgła łącznika z napędem ręcznym.

176 691

Istota układu rozłącznika sieciowego zabezpieczeniowego z napędem ręcznym według wynalazku, polega na tym, że w obwodzie wyzwalacza podnapięciowego szeregowo połączone są zestyk przekaźnika sterowniczego kontroli przewodu ochronnego, zestyk przekaźnika czasowego zbocznikowany zestykiem wyłącznika zamkowego, zestyk stycznika, zestyk zabezpieczenia różnicowego i zestyk indykatora fazowego, a także zestyk przekaźnika upływowego i zestyk separatora oraz łącznik awaryjnego wyłączania.

W obwodzie pomiarowym przekaźnika upływowego upływowego szeregowo połączone są zestyk przekaźnika czasowego, drugi zestyk stycznika i prostownik trójfazowy z jednofazowym ochronnikiem przeciwprzepięciowym. Ten obwód zbocznikowany jest obwodem, w którym szeregowo połączone są drugi zestyk przekaźnika upływowego i łącznik odblokowania, natomiast stycznik z drugiej strony jest szeregowo połączony z łącznikiem sterującym.

Obwód kontrolny przekaźnika upływowego względem ziemi jest utworzony z łącznika kontroli, który szeregowo połączony jest z drugim zestykiem stycznika.

Korzystnie, usytuowany w osi otworu tarczy łącznik odblokowania połączony jest mechanicznie z wyłącznikiem zamkowym poprzez jeden otwór w tarczy i dostępny w pozycji otwarcia. Osłonięty i niedostępny dla manipulacji przy wyłączonym wyłączniku zamkowym i otwartej komorze łącznik blokady, poprzez drugi otwór w tarczy połączony jest także mechanicznie z pokrywą komory aparaturowej. Korzystnie również usytuowany pod tarczą napędu i niedostępny w położeniu otwarcia i w położeniu zamknięcia wyłącznika zamkowego łącznik sterujący połączony jest mechanicznie z krzywką.

Zaletą układu, według wynalazku, jest zapewnienie ochrony przeciwporażeniowej, przeciwpożarowej i przeciwwybuchowej w instalacjach górniczych zasilanych ze stacji transformatorowych. Nowy układ umożliwia kontrolę wirowania pola oraz zapewnia ochronę poziomu izolacji w obwodach głównych i pomocniczych, połączonych z obwodami głównymi, a także małe wymiary skrajne, wykonanie przeciwwybuchowe oraz zapewnia koordynację odstępów izolacyjnych obwodów pomocniczych. Zaletą jest również umożliwienie ręcznego przestawienia wyłącznika zamkowego przy nieprzerwanej kontroli izolacji poprzedzającej stan załączenia, a profilaktyka przeciwzwarciowa daje możliwość miejscowego i zdalnego awaryjnego wyłączania dopływu energii w każdych warunkach sieciowych.

Do zalet zaliczyć należy także izolowanie odcinków sieci jakie daje nowy układ, a także awaryjne odcinanie dopływu energii w warunkach roboczych i zakłóceniowych, jak również współpracę z nadrzędnymi systemami sterowania oraz separację obwodów zewnętrznych.

Integracja aparatury łączeniowej zapewnia małe masy i wymiary aplikatorów, dostosowane do transportu ręcznego i wymagań ergonomii.

Nowy układ zapewnia realizację kontroli rezystancji przewodu ochronnego, izolacji doziemnej przed załączeniem, kontrolę prądów upływu symetrycznych i asymetrycznych w warunkach szybko zmiennej rezystancji doziemnej, co przy czasach własnych wyłączeniowych poniżej 100 ms kontroli kierunku wirowania pola gwarantującego właściwe obroty pomp i wentylatorów powoduje, że układ jest bezpieczny ekologicznie w warunkach podziemi kopalń.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono, w przykładzie wykonania, na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowy układu, a fig. 2 - widok tarczy wyłącznika zamkowego.

Jak uwidoczniono na fig. 1 rozłącznik ma szeregowo połączone w torze głównym wyłącznik . zamkowy 1 z wyzwalaczami nadprądowymi 2 i przekładnik Ferrantiego 3 z zabezpieczeniem różnicowym 4 oraz równolegle połączone w torze dopływowym trójfazowy ochronnik przeciwprzepięciowy 5 i transformator pomocniczy 6, a w torze odpływowym drugi trójfazowy ochronnik przeciwprzepięciowy 7, indykator fazowy 8 i prostownik trójfazowy z jednofazowym ochronnikiem przeciwprzepięciowym 9 oraz w obwodzie transformatora pomocniczego 6 równolegle są połączone wyzwalacz podnapięciowy 10 wyłącznika zamkowego 1, przekaźnik sterowniczy kontroli przewodu ochronnego 11, przekaźnik czasowy 12, przekaźnik upływowy 13, sterownik 14 i separator 15.

W obwodzie wyzwalacza podnapięciowego 10 połączone są szeregowo zestyk przekaźnika sterowniczego kontroli przewodu ochronnego 11, zestyk przekaźnika czasowego 12, zbocznikowany zestykiem wyłącznika zamkowego 1, oraz zestyk stycznika 14, zestyk

176 691 zabezpieczenia różnicowego 4, zestyk indykatora fazowego 8, zestyk przekaźnika upływowego 13, zestyk separatora oraz łącznik awaryjnego wyłączania 16.

W obwodzie pomiarowym przekaźnika upływowego 13 połączone są szeregowo zestyk przekaźnika czasowego 12 i drugi zestyk stycznika 14 oraz prostownik trójfazowy z jednofazowym ochronnikiem przeciwprzepięciowym 9 i zbocznikowane są obwodem zawierającym się w szeregowo połączonym drugim zestyku przekaźnika upływowego 13 z łącznikiem odblokowania 17. Stycznik z drugiej strony szeregowo połączony jest z łącznikiem sterującym 18.

W obwodzie kontrolnym względem ziemi przekaźnika upływowego 13 szeregowo połączony jest drugi zestyk stycznika 14 z łącznikiem kontroli 19. W obwodzie zewnętrznym sterowniczym włączony jest łącznik blokady ,22 otwarcia komory aparaturowej 23.

Połączenia blokad elektromechanicznych uwidocznione są na fig. 2. Łącznik odblokowania 17 obwodu pomiarowego przekaźnika upływowego 13 połączony jest mechanicznie z wyłącznikiem zamkowym 1 poprzez jeden otwór w tarczy 20 dostępny w pozycji otwarcia A. Poprzez drugi otwór tarczy 20 połączony jest także mechanicznie łącznik blokady 22 komory aparaturowej 23 z pokrywą 24 tej komory 23. Napęd łącznika blokady 22 jest osłonięty i niedostępny dla manipulacji przy wyłączonym wyłączniku zamkowym 1 i otwartej komorze aparaturowej 23. Łącznik sterujący 18 stycznika 14 usytuowany pod tarczą 20 wyłącznika zamkowego 1 połączony jest z krzywką 21 i niedostępny w położeniu otwarcia A i w położeniu zamknięcia B wyłącznika zamkowego 1.

Zasada działania polega na ciągłej ochronie obiektów, zasilanych energią elektryczną, przed nadmiernym prądem upływu, zmianą kolejności wirowania pola, wzrostem prądu przewodzenia i nadmiernymi napięciami przejściowymi.

Zabezpieczenie różnicowe 4, przekaźnik upływowy 13, indykator fazowy 8, przekaźnik czasowy 12, przekaźnik sterowniczy kontroli przewodu ochronnego 11, stycznik 14 i separator 15 działają na obwód wyzwalacza podnapięciowego 10 wyłącznika zamkowego 1 uniemożliwiając załączenie lub powodując wyłączenie wyłącznika zamkowego 1 w czasie działania zabezpieczeniowego.

Działanie wyzwalaczy nadprądowych 2 wyłącznika zamkowego 1 powoduje również wyłączenie, z czasem własnym, wyłącznika zamkowego 1. Stycznika 14 uzależnia załączenie wyłącznika zamkowego 1 utworzeniem wcześniej bezpiecznych przerw izolacyjnych w obwodach pomocniczych połączonych z obwodami głównymi, a przekaźnik czasowy 12 zapewnia wymaganą zwłokę czasową załączenia obwodu pomiarowego przekaźnika upływowego 13 po wyłączeniu wyłącznika zamkowego 1.

Trójfazowy ochronnik przeciwprzepięciowy 5 w torze dopływowym, trójfazowy ochronnik przeciwprzepięciowy 7 w torze odpływowym, oraz trójfazowy prostownik z jednofazowym ochronnikiem przeciwprzepięciowym 9 zapewniają poziom izolacji specjalnej w obwodach głównych i pomocniczych połączonych z obwodami głównymi.

Przygotowanie obwodu przekaźnika upływowego 13 do pracy po włączeniu napięcia zasilania lub w razie zadziałania wymaga manipulacji łącznikiem odblokowania 17. Blokady mechaniczno-elektryczne po zadziałaniu wyzwalaczy nadprądowych 2, zabezpieczenia różnicowego 4, przekaźnika upływowego 13, przekaźnika sterowniczego kontroli przewodu ochronnego 11, indykatora fazowego 8 oraz kontrola sprawności działania, stanowią indywidualne wewnętrzne wyposażenie poszczególnych podzespołów. Separator 15 umożliwia zdalne wyłączanie napięciem roboczym ochronnie obniżonym.

Załączenie wyłącznika zamkowego 1 możliwe jest wyłącznie przy pomocy napędu ręcznego, zaś otwarcie komory aparaturowej 23 jest uwarunkowane wyłączeniem wyłącznika zamkowego 1 i wyłączeniem napięcia zasilania za pomocą łącznika blokady 22 w obwodzie zewnętrznym. Samoczynne wyłączenie wyłącznika zamkowego 1 wymaga zazbrojenia przed kolejnym, ponownym załączeniem.

Manipulacja napędem łącznika odblokowania 17 obwodu przekaźnika upływowego 13 jest możliwa tylko w pozycji otwartej A wyłącznika zamkowego 1. W pozycji zamkniętej B tego wyłącznika napęd łącznika odblokowania 17 jest przysłonięty tarczą napędu 20 tego wyłącznika zamkowego 1. Napęd łącznika odblokowania 17 jest usytuowany w osi otworu tarczy 20.

176 691

Napęd łącznika sterującego 18 obwodu stycznika 14, usytuowany pod tarczą napędu 20 jest mechanicznie połączony z krzywką 21 i jest niedostępny dla obsługi. Przestawienia dokonuje tarcza napędu 20 za pomocą krzywki 21 najeżdżającej na napęd łącznika sterującego 18 z wyprzedzeniem załączenia wyłącznika zamkowego 1.

W stanie otwarcia A tarcza napędu 20 powoduje, że napęd łącznika blokady 22 otwarcia komory aparaturowej 23 może się przesunąć do otworu w przypadku odchylenia pokrywy 24 i przerwać obwód zewnętrzny sterowania napięciem zasilania. Zamknięcie obwodu bez zamknięcia pokrywy 24 jest niemożliwe.

W przypadku, gdy wyłącznik zamkowy 1 znajdzie się w pozycji zamkniętej B tarczy napędu 20, otwarcie pokrywy 24 jest niemożliwe, ponieważ otwór w tarczy 20 jest przesunięty względem napędu łącznika blokady 22 i tarcza 20 ogranicza jego przemieszczenie.

176 691

Fig.2

176 691

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ rozłącznika sieciowego zabezpieczeniowego z napędem ręcznym zawierający szeregowo połączone w torze głównym wyłącznik zamkowy z wyzwalaczami nadprądowymi i przekładnik Ferrantiego z zabezpieczeniem różnicowym oraz równolegle połączone w torze dopływowym trójfazowy ochronnik przeciwprzepięciowy i transformator pomocniczy, a w torze odpływowym drugi trójfazowy ochronnik przeciwprzepięciowy, indykator fazowy i prostownik trójfazowy, oraz w obwodzie transformatora pomocniczego zawierający równolegle połączone wyzwalacz podnapięciowy wyłącznika zamkowego, przekaźnik sterowniczy kontroli przewodu ochronnego, przekaźnik czasowy i przekaźnik upływowy oraz styczniki i separator, a w obwodzie pomiarowym przekaźnika upływowego włączony zestyk przekaźnika czasowego, znamienny tym, że w obwodzie wyzwalacza podnapięciowego (10) szeregowo połączone są zestyk przekaźnika sterowniczego kontroli przewodu ochronnego (11), zestyk przekaźnika czasowego (12) zbocznikowany zestykiem wyłącznika zamkowego (1), zestyk stycznika (14), zestyk zabezpieczenia różnicowego (4) i zestyk indykatora fazowego (8), a także zestyk przekaźnika upływowego (13) i zestyk separatora (15) oraz łącznik awaryjnego wyłączania (16), natomiast w obwodzie pomiarowym przekaźnika upływowego (13) połączone są szeregowo drugi zestyk przekaźnika czasowego (12), drugi zestyk stycznika (14) i prostownik trójfazowy zawierający jednofazowy ochronnik przeciwprzepięciowy (9) i zbocznikowane są innym zestykiem przekaźnika upływowego (13), który połączony jest szeregowo z łącznikiem odblokowania (17), przy czym stycznik (14) z drugiej strony połączony jest z łącznikiem sterującym (18), ponadto łącznik kontroli (19) połączony jest szeregowo z innym zestykiem stycznika (14) tworząc obwód kontrolny przekaźnika upływowego (13) względem ziemi.
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że łącznik odblokowania (17) usytuowany w osi otworu tarczy (20) połączony jest mechanicznie z wyłącznikiem zamkowym (1) poprzez jeden otwór w tarczy (20) dostępny w pozycji otwarcia (A), a osłonięty i niedostępny dla manipulacji przy wyłączonym wyłączniku zamkowym (1) i otwartej komorze (23) łącznik blokady (22), poprzez drugi otwór w tarczy (20) połączony jest także mechanicznie z pokrywą (24) komory aparaturowej (23).
3. 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że łącznik sterujący (18) usytuowany pod tarczą (20) i niedostępny w położeniu otwarcia (A) i w położeniu zamknięcia (B) wyłącznika zamkowego (1) połączony jest mechanicznie z krzywką (21).