RU194840U1 - Microprocessor-based relay protection device against arc faults - Google Patents

Microprocessor-based relay protection device against arc faults Download PDF

Info

Publication number
RU194840U1
RU194840U1 RU2019123973U RU2019123973U RU194840U1 RU 194840 U1 RU194840 U1 RU 194840U1 RU 2019123973 U RU2019123973 U RU 2019123973U RU 2019123973 U RU2019123973 U RU 2019123973U RU 194840 U1 RU194840 U1 RU 194840U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microprocessor
inputs
pos
arc faults
arc
Prior art date
Application number
RU2019123973U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Геннадьевич Варганов
Николай Владимирович Паршиков
Николай Анатольевич Иванов
Дмитрий Николаевич Курлов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр ЧЭАЗ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр ЧЭАЗ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр ЧЭАЗ"
Priority to RU2019123973U priority Critical patent/RU194840U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU194840U1 publication Critical patent/RU194840U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured

Abstract

Полезная модель относиться к области электротехники и электроэнергетики, в частности к микропроцессорному устройству релейной защиты и автоматики (МУРЗ) электроустановок напряжением 6-35 кВ. Микропроцессорное устройство релейной защиты от дуговых замыканий содержит корпус, в котором установлены объединенные общей шиной данных: блок индикации (БИ); блок микропроцессорный, содержащий по меньшей мере один процессор, осуществляющий вычислительную обработку (БМ); блок дискретных входов и выходов (БДВВ); блок трансформаторов (БТ); блок питания (БП); при этом в корпусе выполнено четыре канала, являющиеся самодиагностируемыми входами с возможностью подключения к ним оптических датчиков дугового замыкания, при этом каждый из самодиагностируемых входов содержит разъем для приемного элемента и разъем для излучающего элемента. Полезная модель позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет расширения функционального состава, уменьшающего количество внешних связей устройства, например с внешним устройством регистрации дуговых замыканий. Тем самым упрощается и увеличивается надежность схемы. Возможность подключения датчиков типа волоконно-оптических датчиков с диагностикой целостности оптического волокна увеличивает надежность и обеспечивает гальваническую развязку. Наличие измерительных токовых цепей позволяет выполнить дополнительный контроль дуговых замыканий по величине тока. 2 ил.The utility model relates to the field of electrical engineering and the electric power industry, in particular to a microprocessor-based relay protection and automation device (MPD) of electrical installations with a voltage of 6-35 kV. The microprocessor-based device for relay protection against arc faults contains a housing in which the following are connected by a common data bus: indication unit (BI); a microprocessor unit containing at least one processor that performs computational processing (BM); block of discrete inputs and outputs (BDVV); block of transformers (BT); power supply unit (PSU); in this case, four channels are made in the case, which are self-diagnosed inputs with the possibility of connecting optical arc sensors to them, while each of the self-diagnosed inputs contains a connector for a receiving element and a connector for a radiating element. The utility model allows to expand the functionality of the device by expanding the functional composition, reducing the number of external connections of the device, for example with an external device for recording arc faults. This simplifies and increases the reliability of the circuit. The ability to connect sensors such as fiber-optic sensors with diagnostics of the integrity of the optical fiber increases reliability and provides galvanic isolation. The presence of measuring current circuits allows you to perform additional control of arc faults by current. 2 ill.

Description

Из уровня техники известно микропроцессорное устройство релейной защиты от дуговых замыканий (см. [1] патент на полезную модель РФ № 49386, МПК H02H 3/00, опубл. 10.11.2005), содержащее пять регистров, дешифратор, блок элементов и, два элемента НЕ, блок формирования команд, n-входных узлов, коммутатор, два шинных формирователя, узел блокировки и m-реле c m-резисторами. The prior art microprocessor relay protection device against arc faults (see [1] patent for utility model of the Russian Federation No. 49386, IPC H02H 3/00, publ. 10.11.2005), containing five registers, a decoder, a block of elements and two elements NOT, a command generation block, n-input nodes, a switch, two bus shapers, a blocking node and m-relays with m-resistors.

Недостатком данного аналога является использование двух типов внешних вспомогательных устройств для регистрации дуговых замыканий, отсутствие диагностики целостности как самих волоконно-оптических (ВОД) и фототиристорных датчиков (ФТД), так и линий, соединяющих их с микропроцессорным блоком. Также следует отметить, что обработку сигналов от ВОД и ФТД производят разные микропроцессоры, что снижает надежность за счет увеличения количество компонентов схемы.The disadvantage of this analogue is the use of two types of external auxiliary devices for detecting arc faults, the lack of integrity diagnostics of both the fiber optic (VOD) and photothyristor sensors (FTDs), and the lines connecting them to the microprocessor unit. It should also be noted that the processing of signals from the VOD and FTD is performed by different microprocessors, which reduces reliability by increasing the number of circuit components.

Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели, принятым за прототип, является микропроцессорное устройство релейной защиты и автоматики (МУРЗ) (см. [2] патент на изобретение РФ № 2645750, МПК H02H 7/00, опубл. 28.02.2018), содержащее корпус, в котором установлены объединенные общей шиной данных: процессорный модуль, содержащий один или более процессоров, осуществляющий основную вычислительную обработку, и модуль часов реального времени; блок памяти, содержащий ПЗУ и ОЗУ; интерфейсы связи, выполненные с возможностью связи с внешними вычислительными устройствами; модули релейной защитной автоматики (РЗА), соединенные с процессорным модулем и включающие в себя измерительные модули, состоящие из модуля аналоговых входов и модуля дискретных входов, модуля реле, представлявшего собой модуль дискретных выходов, и совмещенный модуль дискретных входов/выходов; блок питания, выполненный с возможностью сохранения работоспособности устройства при потере оперативного питания; причем модуль аналоговых входов содержит АЦП, предназначенный для преобразования поступающих аналоговых сигналов, содержит гальванически развязанные входные каналы и служит для измерения токов и напряжений по трем фазам и нулевой последовательности; лицевую панель, подключаемую посредством USB интерфейса связи к процессорному модулю, причем лицевая панель содержит микроконтроллер, интерфейсы связи с внешними вычислительными устройствами, дисплей, светодиоды, клавиатуру и лицевая панель выполнена съемной с возможностью удаленного управления МУРЗ.The closest analogue of the claimed utility model adopted as a prototype is a microprocessor-based relay protection and automation device (MPD) (see [2] RF patent No. 2645750, IPC H02H 7/00, publ. 02.28.2018), comprising a housing, in which are installed united by a common data bus: a processor module containing one or more processors that performs the main computing processing and a real-time clock module; a memory unit containing ROM and RAM; communication interfaces configured to communicate with external computing devices; protective relay automatics (RZA) modules connected to the processor module and including measurement modules consisting of an analog input module and a digital input module, a relay module, which is a digital output module, and a combined digital input / output module; a power supply unit configured to maintain the operability of the device in case of loss of operational power; moreover, the analog input module contains an ADC designed to convert incoming analog signals, contains galvanically isolated input channels and is used to measure currents and voltages in three phases and zero sequence; a front panel connected via a USB communication interface to the processor module, the front panel comprising a microcontroller, communication interfaces with external computing devices, a display, LEDs, a keyboard and a front panel are removable with the possibility of remote control of MPD.

Недостатками прототипа являются отсутствие внешних вспомогательных устройств для регистрации дуговых замыканий, а также наличие подключаемой по интерфейсу USB лицевой панели и клавиатуры, снижающих надежность и удобство при эксплуатации.The disadvantages of the prototype are the lack of external auxiliary devices for recording arc faults, as well as the presence of a front panel and keyboard connected via USB, which reduce reliability and ease of use.

Сущность полезной моделиUtility Model Essence

Задачей заявленной полезной модели является функция релейной защиты электроустановок напряжением 6-35 кВ.The objective of the claimed utility model is the relay protection function of electrical installations with a voltage of 6-35 kV.

Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства, за счет расширения функционального состава, уменьшающего количество внешних связей устройства, например, с внешним устройством регистрации дуговых замыканий.The technical result is to expand the functionality of the device by expanding the functional composition, reducing the number of external connections of the device, for example, with an external device for recording arc faults.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет микропроцессорного устройства релейной защиты от дуговых замыканий, содержащего корпус, в котором установлены объединенные общей шиной данных: блок индикации (БИ); блок микропроцессорный содержащий по меньше мере один процессор, осуществляющий вычислительную обработку (БМ); блок дискретных входов и выходов (БДВВ); блок трансформаторов (БТ); блок питания (БП); при этом в корпусе выполнено четыре канала подключенные к микроконтроллеру, каналы являются самодиагностируемыми входами с возможностью подключения к ним оптических датчиков дугового замыкания, при этом каждый из самодиагностируемых входов содержит разъем для приемного элемента и разъем для излучающего элемента.The problem is solved, and the technical result is achieved due to the microprocessor device for relay protection against arc faults, containing a housing in which are installed united by a common data bus: indication unit (BI); a microprocessor unit containing at least one processor performing computational processing (BM); block of discrete inputs and outputs (BDVV); block of transformers (BT); power supply unit (PSU); while in the housing there are four channels connected to the microcontroller, the channels are self-testable inputs with the possibility of connecting optical arc short circuit sensors to them, while each of the self-testable inputs contains a connector for a receiving element and a connector for a radiating element.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 приведена структурная схема микропроцессорного устройства.Figure 1 shows the structural diagram of a microprocessor device.

На фиг.2 изображено микропроцессорное устройство с двух сторон. Figure 2 shows a microprocessor device from two sides.

На фигурах обозначены следующие позиции:The following positions are indicated in the figures:

поз. 1 – блок питания; поз. 2 – блок трансформаторов; поз. 3 – блок микропроцессорный; поз. 4 – блок дискретных входов и выходов; поз. 5 – блок индикации; поз. 6 – корпус; поз. 7 – приемный элемент; поз. 8 – излучающий элемент; поз. 9 и 11 – контактные группы блока дискретных входов и выходов; поз. 10 – контактная группа блока трансформаторов.pos. 1 - power supply; pos. 2 - block transformers; pos. 3 - microprocessor unit; pos. 4 - block of discrete inputs and outputs; pos. 5 - display unit; pos. 6 - case; pos. 7 - receiving element; pos. 8 - radiating element; pos. 9 and 11 - contact groups of a block of discrete inputs and outputs; pos. 10 - contact group transformer unit.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Технический результат достигается тем, что в микропроцессорном устройстве, являющимся устройством релейной защиты и автоматики реализованы четыре канала, являющиеся самодиагностируемыми входами для подключения оптических датчиков дугового замыкания. Датчики предназначены для установки в местах возможного возникновения дуговых замыканий, на объектах энергетики, такими местами являются устройства, содержащие в себе коммутационные элементы – высоковольтные ячейки, являющиеся одним из элементов комплектного распределительного устройства (КРУ). Высоковольтные ячейки конструктивно разделены на отсеки: отсек ввода/вывода (кабельный), отсек выкатного элемента (выключателя), отсек сборных шин. Дуговые замыкания в зависимости от аварийного режима могут возникнуть в каждом из перечисленных отсеков. Увеличенное количество входов (4 входа) для подключения оптических датчиков обеспечивает возможность установки датчика в каждый отсек высоковольтной ячейки, тем самым осуществлять контроль и защиту всей ячейки.The technical result is achieved by the fact that in the microprocessor device, which is a device for relay protection and automation, four channels are implemented, which are self-diagnosed inputs for connecting optical arc short circuit sensors. The sensors are intended for installation in places of possible occurrence of arc faults, at power facilities, such places are devices containing switching elements - high-voltage cells, which are one of the elements of a complete switchgear. High-voltage cells are structurally divided into compartments: the input / output compartment (cable), the draw-out element compartment (switch), the busbar compartment. Arc faults, depending on the emergency mode, can occur in each of the listed compartments. The increased number of inputs (4 inputs) for connecting optical sensors provides the ability to install the sensor in each compartment of the high-voltage cell, thereby monitoring and protecting the entire cell.

Микропроцессорное устройство релейной защиты от дуговых замыканий содержит корпус (поз. 6), в котором установлены объединенные общей шиной данных: блок индикации (БИ) (поз. 5); блок микропроцессорный (поз. 3), содержащий по меньшей мере один микроконтроллер, осуществляющий вычислительную обработку (БМ); блок дискретных входов и выходов (БДВВ) (поз. 4); блок трансформаторов (БТ) (поз. 2); блок питания (БП) (поз. 1). При этом в корпусе (поз. 6) выполнено четыре канала, являющиеся самодиагностируемыми входами с возможностью подключения к ним оптических датчиков дугового замыкания (на фигурах не показаны), при этом каждый из самодиагностируемых входов содержит разъем для приемного элемента (поз. 7) и разъем для излучающего элемента (поз. 8).The microprocessor-based device for relay protection against arc faults contains a housing (pos. 6), in which the following are connected by a common data bus: indication unit (BI) (pos. 5); a microprocessor unit (item 3), containing at least one microcontroller that performs computational processing (BM); block of discrete inputs and outputs (BDVV) (item 4); block of transformers (BT) (item 2); power supply unit (PSU) (item 1). At the same time, four channels are made in the case (pos. 6), which are self-diagnosed inputs with the possibility of connecting optical arc short sensors to them (not shown in the figures), while each of the self-diagnosed inputs contains a connector for the receiving element (pos. 7) and a connector for the radiating element (pos. 8).

Блок питания (поз. 1) преобразует напряжение оперативного питания в напряжение необходимое для питания энергозависимых блоков: БМ (поз. 3), БДВВ (поз. 4), БИ (поз. 5). Блок трансформаторов (поз. 2) является энергонезависимым и преобразует подводимые к нему синусоидальные сигналы переменного тока в напряжение переменного тока и передает его в микропроцессорный блок (поз. 3). Блок дискретных входов и выходов (поз. 4) сравнивает уровни подводимых к нему сигналов напряжения переменного или постоянного тока с заданным уровнем и преобразует в дискретные логические сигналы, передавая эти значения в БМ (поз. 3). БДВВ (поз. 4) также получает логические сигналы «ноль» и «единица» от БМ (поз. 3) и выключает или включает миниатюрные электромеханические реле, имеющиеся в данном блоке, обеспечивая коммутацию внешних цепей, подводимых к контактной группе (поз. 9). БМ (поз. 3), получая напряжения переменного тока от БТ (поз. 2), обрабатывает их при помощи АЦП, и при помощи математических и логических операций, производимых микроконтроллером (входящим в состав БМ), посылает логические сигналы в БДВВ (поз. 4) для включения или отключения реле. БМ (поз. 3) получает оптические сигналы на приемные элементы (поз. 7) преобразует их в логические сигналы «ноль» и «единица» и проводя логические операции с учетом сигналов от БТ (поз. 2) и БДВВ (поз. 4), передает логические сигналы в БДВВ для включения или отключения реле и в БИ (поз. 5) для отображения на жидкокристаллическом дисплее или светодиодах. БМ (поз. 3) при помощи излучающих элементов (поз. 8) передает в оптоволоконные датчики (на фигурах не показаны) тестовые импульсы и принимает их на приемном элементе (поз. 7), тем самым осуществляя контроль целостности оптоволоконных датчиков.The power supply unit (pos. 1) converts the operational power voltage to the voltage necessary to power the volatile units: BM (pos. 3), BDVV (pos. 4), BI (pos. 5). The transformer unit (pos. 2) is non-volatile and converts the sinusoidal AC signals supplied to it into alternating current voltage and transfers it to the microprocessor unit (pos. 3). The block of discrete inputs and outputs (pos. 4) compares the levels of AC or DC voltage signals supplied to it with a given level and converts it into discrete logic signals, transmitting these values to the BM (pos. 3). BDVV (pos. 4) also receives logic signals “zero” and “one” from the BM (pos. 3) and turns off or turns on the miniature electromechanical relays available in this unit, providing switching of external circuits connected to the contact group (pos. 9 ) BM (pos. 3), receiving AC voltages from the BT (pos. 2), processes them using the ADC, and with the help of mathematical and logical operations performed by the microcontroller (included in the BM), sends logic signals to the BVVV (pos. 4) to enable or disable the relay. BM (pos. 3) receives optical signals to the receiving elements (pos. 7) converts them into logical signals “zero” and “one” and performing logical operations taking into account the signals from the BT (pos. 2) and BVVV (pos. 4) , transmits logical signals to the BDVV for turning the relay on or off and to the BI (pos. 5) for displaying on the liquid crystal display or LEDs. BM (pos. 3) using radiating elements (pos. 8) transmits test pulses to fiber optic sensors (not shown in the figures) and receives them at the receiving element (pos. 7), thereby monitoring the integrity of the fiber optic sensors.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Полезная модель реагирует на искровые разряды и срабатывает до появления столба электрической дуги, или, в крайнем случае, на начальной стадии момента возникновения дуги. В результате чего сводится к минимуму, или исключается повреждение оборудования, а также обеспечивается безопасность обслуживающего персонала. Полезная модель выполняет следующие функции: защита от возникновения электрической дуги, посредством ее распознавания, и выдачи сигнала управления; внутреннее самодиагностирование целостности датчиков дуги и микросхемы; защита от ложных срабатываний при возникновении импульсных электромагнитных помех большой мощности, а также от посторонних источников света, таких как фонарик, лампы накаливания, солнечный свет. Приемный элемент выбран таким образом, что спектр его максимальной чувствительности не совпадает со спектрами максимальных излучений посторонних источников света. Таким образом излучения посторонних источников света не создают достаточные для срабатывания уровни напряжения в приемном элементе. Приемный элемент (поз. 7) представляет собой фотодиод, преобразующий оптический сигнал в электрический. Передающий (излучающий) элемент (поз. 8) представляет собой светодиод, преобразующий тестовые электрические импульсы от микроконтроллера в оптические.The utility model responds to spark discharges and is triggered before the appearance of a column of an electric arc, or, in extreme cases, at the initial stage of the moment of arc appearance. As a result, equipment damage is minimized or eliminated, and the safety of maintenance personnel is also ensured. The utility model performs the following functions: protection against the occurrence of an electric arc, through its recognition, and the issuance of a control signal; internal self-diagnosis of the integrity of the arc sensors and microcircuits; protection against false alarms in the event of pulsed electromagnetic interference of high power, as well as from extraneous light sources, such as a flashlight, incandescent lamps, sunlight. The receiving element is selected in such a way that the spectrum of its maximum sensitivity does not coincide with the spectra of the maximum radiation of extraneous light sources. Thus, radiation from extraneous light sources does not create voltage levels sufficient for operation in the receiving element. The receiving element (pos. 7) is a photodiode that converts an optical signal into an electric one. The transmitting (radiating) element (pos. 8) is an LED that converts test electrical pulses from the microcontroller to optical ones.

К устройству подключается до четырех датчиков дуги – по числу возможных замкнутых объемов ячейки комплектного распределительного устройства (КРУ), комплектного распределительного устройства наружной установки (КРУН) или камеры сборные одностороннего обслуживания (КСО). КРУ состоит из отсеков, разделенных металлическими перегородками, необходимых для безопасного выполнения работ внутри КРУ и для ограничения повреждения оборудования при дуговых внутренних замыканиях. КРУ может содержать от трёх до четырёх отсеков. Для большей надежности возможна установка нескольких датчиков дуги в одном отсеке. Защита от дуговых замыканий предназначена для отключения защищаемого присоединения при дуговом замыкании в отсеке ввода/вывода (кабельном) и формирования шинки ЗДЗ при дуговых замыканиях в отсеке выключателя. К шинке ЗДЗ подключены контакты всех устройств дуговой защиты расположенных в других ячейках КРУ и предназначенных для обмена логическими сигналами между устройствами дуговой зашиты, релейной защиты и их селективной работы. Действие ЗДЗ на отключение осуществляется только при дуговых замыканиях в отсеке ввода/вывода (кабельном), так как в этом случае отключение выключателя может предотвратить дальнейшее распространение аварийного режима без отключения всей секции шин. Для исключения неправильной работы ЗДЗ при ложных срабатываниях датчиков ЗДЗ, действие на отключение может контролироваться пусковыми органами максимально токовой защиты и пусковыми органами напряжения. При ложных срабатываниях датчиков защиты от дуговых замыканий может контролироваться пусковыми органами, что позволяет контролировать исправность датчика защиты от дуговых замыканий.Up to four arc sensors are connected to the device - according to the number of possible enclosed cell volumes of a complete switchgear (KRU), a complete switchgear of an outdoor installation (KRUN) or a prefabricated one-way service chamber (KSO). The switchgear consists of compartments separated by metal partitions, necessary for the safe performance of work inside the switchgear and to limit equipment damage during arc internal circuits. Switchgear can contain from three to four compartments. For greater reliability, it is possible to install several arc sensors in one compartment. Protection against arc faults is intended to disconnect the protected connection in case of an arc fault in the input / output compartment (cable) and the formation of the ZDZ bus during arc faults in the switch compartment. The ZDZ bus is connected to the contacts of all arc protection devices located in other switchgear cubicles and designed to exchange logical signals between arc protection devices, relay protection and their selective operation. The ZDZ action on tripping is carried out only with arc faults in the input / output compartment (cable), since in this case the tripping of the circuit breaker can prevent the further spread of the emergency mode without disconnecting the entire bus section. In order to exclude improper operation of the ZDZ during false positives of the ZDZ sensors, the shutdown effect can be controlled by the starting organs of the maximum current protection and the starting voltage organs. In case of false positives of the sensors for protection against arc faults, it can be monitored by the starting organs, which allows you to monitor the health of the sensor for protection against arc faults.

Устройство содержит четыре самодиагностируемых входа для подключения оптических датчиков дугового замыкания. Ввод, назначение и чувствительность входов определяется уставками. Действие каждого канала определяется индивидуальной уставкой, имеющей 4 положение:The device contains four self-testable inputs for connecting optical arc short sensors. The input, purpose and sensitivity of the inputs is determined by the settings. The action of each channel is determined by an individual setting having 4 positions:

Отключено – отключено, действие на включатель или секцию исключено;Disabled - disabled, the action on the switch or section is excluded;

На выключатель – на выключатель, срабатывание датчика формирует сигнал, действующий на отключение собственного выключателя;To the switch - to the switch, the operation of the sensor generates a signal that acts to trip its own switch;

На секцию – на секцию, срабатывание датчика формирует сигнал, действующий на отключение секции;Per section - per section, the sensor triggers a signal that acts to disable the section;

На выключатель и секцию – на выключатель и секцию, срабатывание датчика формирует сигналы на отключение выключателя и секции. To the switch and section - to the switch and section, the operation of the sensor generates signals to trip the switch and section.

Функция защиты от дуговых замыканий в устройстве может работать как от внешних регистраторов дуговых замыканий, так и от собственных.The function of protection against arc faults in the device can operate both from external arc fault recorders and from its own.

Оптический датчик дуги представляет собой светочувствительный элемент, выполненный из полимерного оптоволокна, покрытого оболочкой. Оптоволокно соединяется при помощи коннекторов с оптоволоконным кабелем связи, который при помощи самодиагностируемых входов подключен к микропроцессорному устройству.The optical arc sensor is a photosensitive element made of a sheathed polymer fiber. The fiber is connected via connectors to the fiber optic communication cable, which is connected to a microprocessor device using self-diagnosed inputs.

В представленном устройстве реализован оперативный контроль работоспособности оптоэлектронных каналов за счет тестирования устройства. Оперативный контроль работоспособности оптоэлектронных каналов осуществляется системой тестирования устройства. Устройство 1 раз в 40 секунд в рабочем режиме и 10 раз в секунду в режиме тестирования формирует и фиксирует прохождение оптоэлектронного сигнала. Во время прохождения тестового импульса исключаются ложные срабатывания устройства. Оптоэлектронный сигнал формируется контрольными светодиодами устройства. Исправный датчик должен пропустить импульс до приемного фотодиода. В случае если значение приемного импульса окажется меньше порогового значения, выдается сигнал о неисправности.In the presented device, operational monitoring of the operability of optoelectronic channels is implemented by testing the device. Operational monitoring of the operability of optoelectronic channels is carried out by the device testing system. The device once every 40 seconds in the operating mode and 10 times per second in the testing mode generates and records the passage of the optoelectronic signal. During the passage of the test pulse, false alarms of the device are eliminated. The optoelectronic signal is generated by the control LEDs of the device. A working sensor must pass a pulse to the receiving photodiode. If the value of the receiving pulse is less than the threshold value, a fault signal is issued.

Защита от дуговых замыканий в устройстве может использоваться при наличии внешних устройств дуговой защиты, в данном случае сигналы от датчиков, установленных в отсеке ввода/вывода (кабельном), подаются на дискретные входы. Сработанное состояние датчиков в отсеке отображается загоранием светодиодов на лицевой панели устройства.Protection against arc faults in the device can be used with external arc protection devices, in this case, signals from sensors installed in the input / output compartment (cable) are fed to digital inputs. The triggered state of the sensors in the compartment is indicated by the light-emitting diodes on the front panel of the device.

Принцип работы: Оптоволокно, оптоволоконного датчика фиксируют яркую световую вспышку от электрической дуги своей боковой поверхностью. Далее этот сигнал передается по оптоволоконному кабелю связи на фотоэлектронный преобразователь-фотодиод, который преобразует оптический сигнал в электрический. Сигнал усиливается и поступает на микроконтроллер. Амплитуда сигнала сравнивается с пороговым уровнем срабатывания устройства. При превышении этого уровня устройство срабатывает и формирует при помощи электромеханических реле сигнал на отключение, который поступает на выключатель, установленный в ячейке или вышестоящие выключатели. Выключатель по этому сигналу производит соответствующие воздействия отключение подачи электроэнергии на поврежденную ячейку или секцию подстанции для предотвращения дальнейшего распространения электрической дуги.Principle of operation: Fiber optic, fiber optic sensors fix a bright light flash from an electric arc by their side surface. Further, this signal is transmitted via a fiber optic communication cable to a photoelectronic converter-photodiode, which converts the optical signal into an electrical one. The signal is amplified and fed to the microcontroller. The signal amplitude is compared with the threshold level of the device. When this level is exceeded, the device operates and generates a shutdown signal with the help of electromechanical relays, which is sent to the switch installed in the cell or to the higher-level switches. The switch on this signal produces the corresponding effects of cutting off the power supply to the damaged cell or section of the substation to prevent further spread of the electric arc.

Заявленное микропроцессорное устройство представляет собой одно устройство, реализованное в одном корпусе.The claimed microprocessor device is a single device implemented in one housing.

За счет заявленных существенных признаков полезной модели, расширяются функциональные возможности устройства, за счет расширения функционального состава, уменьшающего количество внешних связей устройства, например, с внешним устройством регистрации дуговых замыканий. Тем самым упрощается и увеличивается надежность схемы. Возможность подключения датчиков типа волоконно-оптических датчиков с диагностикой целостности оптического волокна увеличивает надежность и обеспечивает гальваническую развязку. Наличие измерительных токовых цепей позволяет выполнить дополнительный контроль дуговых замыканий по величине тока.Due to the claimed essential features of the utility model, the functionality of the device is expanded by expanding the functional composition, reducing the number of external connections of the device, for example, with an external device for recording arc faults. This simplifies and increases the reliability of the circuit. The ability to connect sensors such as fiber optic sensors with diagnostics of the integrity of the optical fiber increases reliability and provides galvanic isolation. The presence of measuring current circuits allows for additional control of arc faults by current.

Claims (2)

Микропроцессорное устройство релейной защиты от дуговых замыканий, содержащее корпус, в котором установлены объединенные общей шиной данных: блок индикации (БИ); блок микропроцессорный, содержащий по меньшей мере один процессор, осуществляющий вычислительную обработку (БМ); блок дискретных входов и выходов (БДВВ); блок трансформаторов (БТ); блок питания (БП),A microprocessor-based device for relay protection against arc faults, comprising a housing in which a common data bus is installed: indication unit (BI); a microprocessor unit containing at least one processor that performs computational processing (BM); block of discrete inputs and outputs (BDVV); block of transformers (BT); power supply unit (PSU), при этом в корпусе выполнено четыре канала, подключенные к микроконтроллеру, каналы являются самодиагностируемыми входами с возможностью подключения к ним оптических датчиков дугового замыкания, при этом каждый из самодиагностируемых входов содержит разъем для приемного элемента и разъем для излучающего элемента. while in the housing there are four channels connected to the microcontroller, the channels are self-testable inputs with the possibility of connecting optical arc short circuit sensors to them, while each of the self-testable inputs contains a connector for a receiving element and a connector for a radiating element.
RU2019123973U 2019-07-30 2019-07-30 Microprocessor-based relay protection device against arc faults RU194840U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123973U RU194840U1 (en) 2019-07-30 2019-07-30 Microprocessor-based relay protection device against arc faults

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123973U RU194840U1 (en) 2019-07-30 2019-07-30 Microprocessor-based relay protection device against arc faults

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU194840U1 true RU194840U1 (en) 2019-12-25

Family

ID=69022605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019123973U RU194840U1 (en) 2019-07-30 2019-07-30 Microprocessor-based relay protection device against arc faults

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU194840U1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU201026U1 (en) * 2020-06-05 2020-11-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) Device of the third stage of distance protection of overhead line feeders
RU207616U1 (en) * 2021-06-10 2021-11-08 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Ордена Жукова Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" Microprocessor-based relay protection and automation device with remote control of output relays
RU209211U1 (en) * 2021-11-29 2022-02-07 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Микропроцессорные технологии" ARC FAULT PROTECTION DEVICE
RU2800658C1 (en) * 2022-11-30 2023-07-25 Акционерное общество "ТеконГруп" Microprocessor-based relay protection and automation device with vacuum circuit breaker control module

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4409635A (en) * 1981-06-18 1983-10-11 Westinghouse Electric Corp. Electrical power system with fault tolerant control unit
RU49386U1 (en) * 2005-05-31 2005-11-10 Езерский Александр Владимирович MICROPROCESSOR RELAY PROTECTION AGAINST ARC CLOSES
RU2645750C1 (en) * 2017-03-28 2018-02-28 Общество С Ограниченной Ответственностью "Реон-Техно" Microprocessor-based power system protection

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4409635A (en) * 1981-06-18 1983-10-11 Westinghouse Electric Corp. Electrical power system with fault tolerant control unit
RU49386U1 (en) * 2005-05-31 2005-11-10 Езерский Александр Владимирович MICROPROCESSOR RELAY PROTECTION AGAINST ARC CLOSES
RU2645750C1 (en) * 2017-03-28 2018-02-28 Общество С Ограниченной Ответственностью "Реон-Техно" Microprocessor-based power system protection

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU201026U1 (en) * 2020-06-05 2020-11-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) Device of the third stage of distance protection of overhead line feeders
RU207616U1 (en) * 2021-06-10 2021-11-08 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Ордена Жукова Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" Microprocessor-based relay protection and automation device with remote control of output relays
RU209211U1 (en) * 2021-11-29 2022-02-07 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Микропроцессорные технологии" ARC FAULT PROTECTION DEVICE
RU2800658C1 (en) * 2022-11-30 2023-07-25 Акционерное общество "ТеконГруп" Microprocessor-based relay protection and automation device with vacuum circuit breaker control module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU194840U1 (en) Microprocessor-based relay protection device against arc faults
US10680443B2 (en) Solar power generation system
US4881028A (en) Fault detector
KR100996627B1 (en) Distributing board applied with arc sensor
KR101679829B1 (en) Photovoltaics system
CN105655879B (en) The voltage arrangement of 110 kilovolts of system busbar combining unit duplicate system retrofits of intelligent substation double bus scheme mode
KR101306772B1 (en) A protection system of solar power generation facility
US20150309104A1 (en) Differential current monitoring device with arc detection
KR102449104B1 (en) Solar junction box with fire extinguisher interlocking display function
US20100073841A1 (en) Apparatus and method for fire protection of electrical installations
KR20180059006A (en) Photovoltaic power generation system having fire prevention apparatus
KR20120086558A (en) Solar power generation system with monitoring and neutral line replacement
CN207719795U (en) A kind of multi-angle arclight Integrated Protection System
CN207442436U (en) A kind of arclight busbar protective device
RU2799865C1 (en) Arc protection system
CN205945032U (en) Special bus protection's electric arc protection system
CN202473665U (en) Real-time high-voltage electric disconnector position display
RU2815081C1 (en) Arc and partial discharge protection device
KR20120018943A (en) Water electric change device of cubicle form
RU71043U1 (en) MULTI-CHANNEL ARC PROTECTION DEVICE FOR COMPLETE DISTRIBUTION DEVICES
Rocha et al. Arc-flash protection for low-and medium-voltage panels
KR101631992B1 (en) Arc flash detection system using prism
SU1156213A1 (en) Rectifier with protection against short-circuit currents
CN208062781U (en) A kind of arclight Integrated Protection System
ITMI931759A1 (en) CONTROL AND PROTECTION DEVICE OF AN ELECTRICAL SYSTEM