RU2246161C1 - Device for protection of electrical installations against abnormal operating conditions - Google Patents
Device for protection of electrical installations against abnormal operating conditions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2246161C1 RU2246161C1 RU2003117303/09A RU2003117303A RU2246161C1 RU 2246161 C1 RU2246161 C1 RU 2246161C1 RU 2003117303/09 A RU2003117303/09 A RU 2003117303/09A RU 2003117303 A RU2003117303 A RU 2003117303A RU 2246161 C1 RU2246161 C1 RU 2246161C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistor
- converters
- transistor
- voltage source
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к технике релейной защиты и автоматики энергосистем, и может быть использовано при построении микропроцессорных защит и автоматики линий, синхронных двигателей и трансформаторов.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to the technology of relay protection and automation of power systems, and can be used in the construction of microprocessor protection and automation of lines, synchronous motors and transformers.
Известны устройства для защиты электроустановки от ненормального режима работы, содержащие пусковой блок от реле защиты с контактами, один из которых подключен к положительному полюсу источника напряжения оперативного тока, а другой через блок-контакты и катушку отключения выключателя - к отрицательному полюсу источника напряжения оперативного тока, пусковой блок от реле автоматики с контактами, один из которых подключен к положительному полюсу источника напряжения оперативного тока, а другой через блок-контакты и катушку включения выключателя - к отрицательному полюсу источника напряжения оперативного тока, а также реле, предназначенные для контроля исправности цепей отключения и включения (см. Э.И.Басс и др. "Электромонтер по эксплуатации релейной защиты и автоматики". Учебное пособие для проф.-техн. училищ. Профтехиздат, М., 1963, с.170-171).Known devices for protecting electrical installations from abnormal operation, containing a starting block from the protection relay with contacts, one of which is connected to the positive pole of the operating voltage source, and the other through the block contacts and the trip coil of the switch to the negative pole of the operating current voltage source, the starting block from the automation relay with contacts, one of which is connected to the positive pole of the operating current voltage source, and the other through the block contacts and the inclusion coil in switches - to the negative pole of the operating current voltage source, as well as relays designed to monitor the health of the tripping and switching circuits (see E.I. Bass et al. "Electrician for the operation of relay protection and automation". Study guide for prof. schools. Proftehizdat, M., 1963, p. 170-171).
Недостатком этих устройств является возможность ложной сигнализации от реле контроля исправности цепей отключения и цепей включения при замыканиях на землю соответствующей жилы соединительного кабеля, что обусловлено наличием связи с землей в устройстве контроля изоляции, подключенном к источнику оперативного постоянного тока (см. Чернобровов Н.В. "Релейная защита". М., Энергия, 1974, с.22).The disadvantage of these devices is the possibility of false alarms from the monitoring relay of serviceability of the disconnection and switching circuits during earth faults of the corresponding core of the connecting cable, which is due to the presence of communication with the ground in the insulation monitoring device connected to the operative direct current source (see N. Chernobrovov "Relay protection". M., Energy, 1974, p.22).
Известны устройства для защиты электроустановки от ненормального режима работы, содержащие по крайней мере один преобразователь дискретных входных сигналов, включающий балластный резистор, оптопару со светодиодом и фототранзистором и нагрузочный резистор в выходной цепи устройства, подключенный к контактам пускового блока управления, один из которых подключен к положительному полюсу источника напряжения оперативного тока, а другой - к балластному резистору (см. В.Я.Шмурьев. "Цифровые реле защиты". Библиотечка электротехника. Выпуск 1(4). М., 1999, с.13, рис. 1.8 а).Known devices for protecting electrical installations from abnormal operation, containing at least one converter of discrete input signals, including a ballast resistor, an optocoupler with an LED and a phototransistor, and a load resistor in the output circuit of the device connected to the contacts of the starting control unit, one of which is connected to the positive pole of the operating current voltage source, and the other to the ballast resistor (see V.Ya. Shmuryev. "Digital protection relays." Library of Electrical Engineering. Issue 1 (4) . M., 1999, p.13, fig. 1.8 a).
Недостатком этих устройств также является возможность ложной работы при замыканиях на землю соответствующей жилы соединительного кабеля, так как при этом входной ток соизмерим с током цепи контроля изоляции сети оперативного тока.The disadvantage of these devices is the possibility of false operation in case of earth faults of the corresponding core of the connecting cable, since the input current is comparable with the current of the insulation control circuit of the mains current network.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для защиты электроустановки от ненормального режима работы, содержащее по крайней мере один преобразователь входных сигналов, вход которого предназначен для подключения к контактам пускового блока от реле защиты или автоматики, один из которых подключен к положительному полюсу источника напряжения оперативного тока, включающий исполнительный блок с катушкой реле и контактом в выходной цепи устройства, делитель напряжения, одно плечо которого образовано первым резистором, подключенным к отрицательному полюсу источника напряжения оперативного тока, а второе плечо - стабилитроном, подключенным к положительному полюсу источника напряжения, второй резистор и диод, соединенные между собой и подключенные к другому контакту пускового блока, причем катушка реле подключена к свободному выходу диода и к общей точке делителя напряжения, а второй вывод второго резистора подключен к отрицательному полюсу источника напряжения оперативного тока (см. а.с. СССР №1077532. Бюл. №14 от 15.04.85).The closest in technical essence is a device for protecting electrical installations from abnormal operation, containing at least one input signal converter, the input of which is designed to connect to the contacts of the starting block from a protection relay or automation, one of which is connected to the positive pole of the operating current voltage source including an executive unit with a relay coil and a contact in the output circuit of the device, a voltage divider, one arm of which is formed by the first resistor, connected to the negative pole of the operating current voltage source, and the second arm a zener diode connected to the positive pole of the voltage source, a second resistor and a diode connected to each other and connected to another contact of the starting block, and the relay coil is connected to the free output of the diode and to a common point a voltage divider, and the second terminal of the second resistor is connected to the negative pole of the operating current voltage source (see A.S. USSR No. 1077532. Bull. No. 14 dated 04/15/85).
Это устройство может обеспечивать отстройку от ложной работы при замыканиях на землю соответствующей жилы соединительного кабеля.This device can provide detuning from false work in case of earth faults of the corresponding core of the connecting cable.
Недостатком этого устройства является отсутствие возможности самоконтроля исправности и возможности сигнализации неисправности в цепях управления выключателя.The disadvantage of this device is the lack of self-monitoring of serviceability and the possibility of signaling a malfunction in the control circuit of the switch.
Технический результат изобретения - обеспечение возможности самоконтроля исправности цепей управления выключателя при соблюдении отстройки от ложной работы при замыканиях на землю соединительного кабеля, а также обеспечение возможности сигнализации неисправности цепей управления выключателя.The technical result of the invention is the possibility of self-monitoring the serviceability of the control circuit of the circuit breaker while observing the detuning from false operation during earth faults of the connecting cable, as well as the possibility of signaling a malfunction of the control circuit of the circuit breaker.
Это достигается тем, что устройство для защиты электроустановки от ненормального режима работы, содержащее первый и второй преобразователи входных сигналов, входы которых предназначены для подключения к контактам пусковых блоков от реле защиты и автоматики, одни из которых подключены к положительному полюсу источника напряжения оперативного тока, а другие через блок-контакты и катушки отключения и включения выключателя - к отрицательному полюсу источника напряжения оперативного тока, каждый из преобразователей включает исполнительный блок, делитель напряжения, одно плечо которого образовано первым резистором и подключено к отрицательному полюсу источника напряжения оперативного тока, а второе плечо подключено к положительному полюсу источника напряжения, второй резистор и диод, соединенные между собой, отличается тем, что в каждый из преобразователей введен транзистор типа р-n-р, второе плечо делителя напряжения в упомянутых преобразователях образовано третьим резистором, причем исполнительные блоки в преобразователях входных сигналов выполнены с использованием оптопары со светодиодом и фототранзистором и нагрузочного резистора в выходной цепи устройства, эмиттер транзистора подключен к аноду светодиода оптопары, к катоду упомянутого диода и ко второму резистору, коллектор транзистора подключен к катоду светодиода оптопары и к другому контакту соответствующего пускового блока, база транзистора подключена к средней точке делителя напряжения и к аноду диода, свободный вывод второго резистора соединен с положительным полюсом источника напряжения оперативного тока, а выходы преобразователей входных сигналов предназначены для управления устройством релейной защиты и автоматики и подключены к входам логического элемента И, выход логического элемента И подключен к входу элемента выдержки времени, а выход элемента выдержки времени предназначен для сигнализации неисправности цепей управления выключателя через устройство релейной защиты и автоматики.This is achieved by the fact that the device for protecting the electrical installation from abnormal operation, containing the first and second input signal converters, the inputs of which are designed to connect to the contacts of the starting blocks from the protection relay and automation, one of which is connected to the positive pole of the operating current voltage source, and others through block contacts and circuit breaker tripping and closing coils - to the negative pole of the operating current voltage source, each of the converters includes an actuator the second block, a voltage divider, one arm of which is formed by the first resistor and connected to the negative pole of the auxiliary current voltage source, and the second arm is connected to the positive pole of the voltage source, the second resistor and diode connected to each other, is distinguished by the fact that a pnp type transistor, the second arm of the voltage divider in said converters is formed by a third resistor, and the executive units in the input signal converters are made using m optocouplers with an LED and a phototransistor and a load resistor in the output circuit of the device, the emitter of the transistor is connected to the anode of the optocoupler LED, to the cathode of the aforementioned diode and to the second resistor, the collector of the transistor is connected to the cathode of the LED of the optocoupler and to another contact of the corresponding starting unit, the base of the transistor is connected to the midpoint of the voltage divider and to the anode of the diode, the free output of the second resistor is connected to the positive pole of the operating current voltage source, and the outputs of the converter the input signals are intended to control the device relaying and automation, and are connected to inputs of the AND gate, the output of the AND gate is connected to the input of the time delay element and the output of the time delay element for signaling a fault circuit breaker control device through the relay protection and automatics.
Отличительной особенностью изобретения является введение транзистора типа р-n-р и третьего резистора в преобразователях входных сигналов, включенных таким образом, что обеспечивается возможность самоконтроля исправности цепей управления выключателя при соблюдении отстройки от ложной работы при замыканиях на землю соединительного кабеля, а также введение логического элемента И и элемента выдержки времени, соединенных с выходами первого и второго преобразователей дискретных входных сигналов таким образом, что обеспечивается возможность сигнализации неисправности цепей управления выключателя.A distinctive feature of the invention is the introduction of a pnp transistor and a third resistor in the input signal converters included in such a way that self-monitoring of the operability of the control circuit of the circuit breaker is ensured while observing the detuning from false operation during earth faults of the connecting cable, as well as the introduction of a logic element And the time delay element connected to the outputs of the first and second converters of discrete input signals in such a way that it is possible Signal of malfunction of the control circuit of the circuit breaker.
Схема предлагаемого устройства приведена на чертеже, где:The scheme of the proposed device is shown in the drawing, where:
E1, E2 - первый и второй преобразователи входных сигналов, выполненные по однотипной схеме;E1, E2 - the first and second input signal converters, made according to the same type of scheme;
1 и 3 - делитель напряжения из первого и третьего резисторов;1 and 3 - voltage divider from the first and third resistors;
2 - второй резистор;2 - second resistor;
4 - диод, предназначенный для защиты транзистора 5 от возможных перенапряжений;4 - a diode designed to protect the transistor 5 from possible overvoltages;
5 - транзистор типа р-n-р;5 - transistor type pnp;
6 - оптопара со светодиодом во входной цепи и с фототранзистором в выходной цепи;6 - optocoupler with an LED in the input circuit and with a phototransistor in the output circuit;
7 - нагрузочный резистор, подключенный к вторичному источнику питания устройства, для обеспечения сигнала высокого уровня на входе логического элемента И;7 - load resistor connected to the secondary power source of the device, to provide a high level signal at the input of the logical element And;
8 - положительный полюс источника напряжения оперативного тока;8 - positive pole of the voltage source of the operational current;
9 - отрицательный полюс источника напряжения оперативного тока;9 - negative pole of the voltage source of the operational current;
10 - контакты пускового блока от реле защиты, предназначенные для отключения выключателя;10 - contacts of the starting block from the protection relay, designed to trip the circuit breaker;
11 - контакты пускового блока от реле автоматики, предназначенные для включения выключателя;11 - contacts of the starting block from the automation relay, designed to turn on the switch;
12 - замыкающий блок-контакт выключателя;12 - closing block contact switch;
13 - размыкающий блок-контакт выключателя;13 - disconnecting block contact switch;
14 - катушка отключения выключателя;14 - coil trip switch;
15 - катушка включения выключателя;15 - coil turning on the switch;
16 - логический элемент И;16 - logical element And;
17 - элемент выдержки времени.17 is a time delay element.
Первый E1 и второй Е2 преобразователи входных сигналов, входы которых предназначены для подключения к контактам пусковых блоков от реле защиты 10 и автоматики 11, одни из которых подключены к положительному полюсу 8 источника напряжения оперативного тока, а другие через блок-контакты 12, 13 и катушки отключения 14 и включения 15 выключателя - к отрицательному полюсу 9 источника напряжения оперативного тока. Каждый из преобразователей Е1 и Е2 включает исполнительный блок, выполненый с использованием оптопары 6 со светодиодом и фототранзистором и нагрузочного резистора 7 в выходной цепи устройства, делитель напряжения, одно плечо которого образовано первым резистором 1 и подключено к отрицательному полюсу источника напряжения оперативного тока, а второе плечо образовано третьим резистором 3 и подключено к положительному полюсу 8 источника напряжения, второй резистор 2 и диод 4, соединенные между собой, в каждый из преобразователей Е1 и Е2 введен транзистор 5 типа р-n-р, эмиттер транзистора 5 подключен к аноду светодиода оптопары 6, к катоду диода 4 и ко второму резистору 2, коллектор транзистора подключен к катоду светодиода оптопары 6 и к другому контакту 10 или 11 соответствующего пускового блока, база транзистора 5 подключена к средней точке делителя напряжения из резисторов 1 и 3 и к аноду диода 4, свободный вывод второго резистора 2 соединен с положительным полюсом 8 источника напряжения оперативного тока, а выходы преобразователей входных сигналов Е1 (РПВ) и Е2 (РПО) предназначены для управления устройством релейной защиты и автоматики и подключены к входам логического элемента И 16, выход логического элемента И 16 подключен к входу элемента выдержки времени 17, а выход элемента выдержки времени 17 предназначен для сигнализации неисправности цепей управления выключателя через устройство релейной защиты и автоматики.The first E1 and second E2 converters of input signals, the inputs of which are designed to connect to the contacts of the starting blocks from the protection relay 10 and automation 11, some of which are connected to the positive pole 8 of the operating current voltage source, and others through the block contacts 12, 13 and coils trip 14 and turn on 15 of the switch to the negative pole 9 of the operating current voltage source. Each of the E1 and E2 converters includes an executive unit made using an optocoupler 6 with an LED and a phototransistor and a load resistor 7 in the output circuit of the device, a voltage divider, one arm of which is formed by the first resistor 1 and connected to the negative pole of the operating current voltage source, and the second the shoulder is formed by a third resistor 3 and is connected to the positive pole 8 of the voltage source, the second resistor 2 and diode 4 connected to each other, introduced into each of the converters E1 and E2 transistor 5 of the pnp type, the emitter of transistor 5 is connected to the anode of the LED of the optocoupler 6, to the cathode of the diode 4 and to the second resistor 2, the collector of the transistor is connected to the cathode of the LED of the optocoupler 6 and to another pin 10 or 11 of the corresponding starting block, the base of the transistor 5 is connected to the midpoint of the voltage divider from resistors 1 and 3 and to the anode of the diode 4, the free output of the second resistor 2 is connected to the positive pole 8 of the operational current voltage source, and the outputs of the input signal converters E1 (RPV) and E2 (RPO) are designed for are controlled by the relay protection and automation device and are connected to the inputs of the AND 16 logic element, the output of the And 16 logic element is connected to the input of the time delay element 17, and the output of the time delay element 17 is designed to signal a malfunction of the control circuit of the switch through the relay protection and automation device.
Рассмотрим работу блока преобразователя дискретных входных сигналов Е1. Для правильной работы устройства величина сопротивления резистора 3 делителя должна выбираться примерно в три раза большей величины сопротивления резистора 1, а величины сопротивлений резисторов 1, 2 и 3 должны выбираться намного больше величины активного сопротивления катушки отключения 14 выключателя. В нормальном режиме работы энергосистемы выключатель включен, а контакты внешних управляющих реле защиты 10 и автоматики 11 разомкнуты. При этом блок-контакты 12 выключателя замкнуты, а блок-контакты 13 - разомкнуты. В этом режиме благодаря наличию тока, протекающего от шинки управления +ШУ 8 через резистор 2 в преобразователе Е1, светодиод оптопары 6 в преобразователе Е1, замкнутый блок-контакт 12 в цепи отключения и катушку отключения 14 выключателя к шинке управления -ШУ 9, открывается фототранзистор оптопары 6 в преобразователе Е1. При этом транзистор 5 закрыт, а диод 4 открыт. Сопротивление токоограничивающего резистора 2 выбирается таким образом, что величина входного тока светодиода оптопары 6 незначительна (меньше 10 мА) и не достаточна для отключения выключателя (ток, достаточный для отключения, в зависимости от типа выключателя может составлять десятки ампер), однако она достаточна для включения фототранзистора оптопары. В этом режиме активный сигнал низкого уровня первого канала (РПВ), который свидетельствует о включенном положении выключателя и исправности цепи отключения, поступает в логические цепи управления цифрового устройства защиты, подготавливая их к действию. При замыкании контактов 10 управляющего реле защиты через катушку отключения 14 протекает ток, достаточный для отключения выключателя, а после его отключения размыкаются блок-контакты 12, замыкаются блок-контакты 13, и через некоторое время возврата защиты размыкаются ее контакты 10. При этом током, протекающим через резисторы 2 и 1, открывается транзистор 5 в преобразователе Е1, который шунтирует вход светодиода оптопары 6 в преобразователе Е1 и защищает его от возможных помех. При этом закрывается фототранзистор оптопары 6 в преобразователе Е1, а на выходе его формируется сигнал высокого уровня, который обеспечивается нагрузочным резистором 7, подключенным к источнику вторичного питания +5В (более подробно работа преобразователей дискретных входных сигналов Е1 и Е2 изложена в таблице). Если в нормальном режиме работы энергосистемы происходит обрыв в цепи катушки отключения 14 или блок-контактов 12, транзистор 5 открывается, блокируется работа оптопары 6 в преобразователе Е1, а на выходе его формируется сигнал высокого уровня, которыйConsider the operation of the unit Converter discrete input signals E1. For the correct operation of the device, the resistance value of the divider resistor 3 should be selected approximately three times higher than the resistance value of the resistor 1, and the resistance values of the resistors 1, 2 and 3 should be chosen much higher than the resistance value of the trip coil 14 of the switch. In normal operation of the power system, the switch is turned on, and the contacts of the external control relays of protection 10 and automation 11 are open. In this case, the block contacts 12 of the switch are closed, and the block contacts 13 are open. In this mode, due to the current flowing from the control bus + ШУ 8 through the resistor 2 in the Е1 converter, the optocoupler 6 LED in the Е1 converter, the closed contact block 12 in the trip circuit and the trip coil 14 of the switch to the control bus-ШУ 9, the phototransistor opens optocouplers 6 in the E1 converter. In this case, the transistor 5 is closed, and the diode 4 is open. The resistance of the current-limiting resistor 2 is selected in such a way that the input current of the LED of the optocoupler 6 is insignificant (less than 10 mA) and not sufficient to turn off the switch (the current sufficient to turn off, depending on the type of switch, can be tens of amperes), but it is enough to turn on phototransistor optocouplers. In this mode, the active signal of the low level of the first channel (RPV), which indicates the on position of the circuit breaker and the serviceability of the trip circuit, enters the logic control circuits of the digital protection device, preparing them for action. When the contacts 10 of the control relay of protection are closed, enough current flows to disconnect the circuit breaker 14, and after it is disconnected, the block contacts 12 open, the block contacts 13 close, and after some time the protection returns, its contacts 10 open. flowing through resistors 2 and 1, the transistor 5 in the E1 converter opens, which shunts the input of the LED of the optocoupler 6 in the E1 converter and protects it from possible interference. In this case, the phototransistor of the optocoupler 6 in the E1 converter is closed, and a high level signal is generated at its output, which is provided by a load resistor 7 connected to the secondary power supply + 5V (the operation of the discrete input signal converters E1 and E2 is described in more detail in the table). If in the normal mode of operation of the power system an open occurs in the circuit of the trip coil 14 or the block contacts 12, the transistor 5 opens, the operation of the optocoupler 6 in the E1 converter is blocked, and a high level signal is generated at its output, which
поступает на вход логического элемента И 16. Так как на другом входе логического элемента И 16 при этом также присутствует сигнал высокого уровня (РПО), то через заданную выдержку времени элемента времени 17 на выходе его появляется сигнал "Неисправность цепей управления". Таким образом обеспечивается самоконтроль исправности цепи из последовательно включенных блок-контактов 12 и катушки отключения 14, а также сигнализация при их неисправности. Если при отключенном выключателе и разомкнутых контактах 10 и 11 (когда транзистор 5 открыт, а фототранзистор оптопары 6 в преобразователе Е1 закрыт) происходит изменение напряжения в питающем кабеле, вызванное возникновением короткого замыкания (примерно до 0,5 Uшу), состояние транзистора 5 и оптопары 6 в преобразователе Е1 не изменяется (так как в этом режиме не происходит снижение напряжения ниже порога переключения транзистора 5, заданного соотношением сопротивлений резисторов 1 и 3 делителя и равного примерно 0,25 Uшу). При этом благодаря электрической связи через резистор 2 обеспечивается возможность правильной работы для вышеупомянутой цепи контроля изоляции. Если при включенном выключателе и разомкнутых контактах внешнего управляющего реле защиты 10 (когда транзистор 5 закрыт, а фототранзистор оптопары 6 в преобразователе Е1 открыт) происходит короткое замыкание в питающем кабеле, то из-за низкого сопротивления катушки отключения и сравнительно высокого сопротивления цепей контроля изоляции потенциал питающего кабеля практически не изменяется и не превышает величину 0,25 Uшу, поэтому состояние транзистора 5 и оптопары 6 в блоке не изменяется. При этом также обеспечивается возможность правильной работы для вышеупомянутой цепи контроля изоляции.arrives at the input of the logical element And 16. Since the high level signal (RPO) is also present at the other input of the logical element And 16, after a given time delay of the time element 17, the signal "Control circuit malfunction" appears at its output. This ensures self-monitoring of the health of the circuit from the series-connected block contacts 12 and the trip coil 14, as well as an alarm when they fail. If, when the switch is turned off and the contacts 10 and 11 are open (when the transistor 5 is open, and the phototransistor of the optocoupler 6 in the E1 converter is closed), a voltage change occurs in the power cable caused by a short circuit (approximately to 0.5 Ush), the state of the transistor 5 and the optocoupler 6 in the E1 converter does not change (since in this mode the voltage does not decrease below the switching threshold of the transistor 5, given by the ratio of the resistances of the resistors 1 and 3 of the divider and equal to about 0.25 Ush). In this case, due to the electrical connection through the resistor 2, it is possible to work correctly for the aforementioned insulation control circuit. If, when the switch is turned on and the contacts of the external control relay of protection 10 are open (when the transistor 5 is closed and the phototransistor of the optocoupler 6 in the E1 converter is open), a short circuit occurs in the power cable, then due to the low resistance of the trip coil and the relatively high resistance of the insulation control circuits, the potential the power cable remains virtually unchanged and does not exceed 0.25 Ush; therefore, the state of the transistor 5 and the optocoupler 6 in the block does not change. It also provides the opportunity for proper operation for the aforementioned insulation control circuit.
Рассмотрим работу преобразователя дискретных входных сигналов Е2, выполненного аналогично преобразователю Е1. Пусть (например, с целью профилактики) выключатель выключен, а контакты внешних управляющих реле защиты 10 и автоматики 11 разомкнуты. При этом блок-контакты 13 выключателя замкнуты, а блок-контакты 12 - разомкнуты. В этом режиме благодаря наличию тока, протекающего от шинки управления +ШУ 8 через резистор 2 в преобразователе Е2, светодиод оптопары 6 в преобразователе Е2, замкнутый блок-контакт 13 и катушку включения 15 выключателя к шинке управления -ШУ 9, открывается фототранзистор оптопары 6 в преобразователе Е2. При этом транзистор 5 закрыт, а диод 4 открыт. В этом режиме активный сигнал низкого уровня второго канала (РПО), который свидетельствует об отключенном положении выключателя и исправности цепи включения, поступает в логические цепи управления цифрового устройства защиты. При замыкании контактов управляющего реле автоматики 11 через катушку включения 15 протекает ток, достаточный для включения выключателя, а после его включения размыкаются блок-контакты 13, замыкаются блок-контакты 12, и через некоторое время возврата реле автоматики размыкаются его контакты 11. При этом током, протекающим через резисторы 2 и 1, открывается транзистор 5, который шунтирует вход светодиода оптопары 6 в преобразователе Е2 и защищает его от возможных помех. При этом закрывается фототранзистор оптопары 6 в преобразователе Е2, а на выходе его формируется сигнал высокого уровня, который обеспечивается нагрузочным резистором 7, подключенным к источнику вторичного питания +5В (см. также таблицу). Если при отключенном выключателе происходит обрыв в цепи катушки включения 15 или блок-контактов 13, транзистор 5 открывается, блокируется работа оптопары 6 в преобразователе Е2, а на выходе его формируется сигнал высокого уровня, который поступает на вход логического элемента И 16. Так как на другом входе логического элемента И 16 при этом также присутствует сигнал высокого уровня (РПВ), то через заданную выдержку времени элемента времени 17 на выходе его появляется сигнал "Неисправность цепей управления". Таким образом обеспечивается самоконтроль исправности цепи из последовательно включенных блок-контактов 13 и катушки включения 15, а также сигнализация при их неисправности. Если при включенном выключателе и разомкнутых контактах 11 и 13 (когда транзистор 5 открыт, а фототранзистор оптопары 6 в преобразователе Е2 закрыт) происходит изменение напряжения в питающем кабеле, вызванное возникновением короткого замыкания (примерно до 0,5 Uшу), состояние транзистора 5 и оптопары 6 в преобразователе Е2 не изменяется, так как в этом режиме порог напряжения переключения транзистора 5, заданный соотношением сопротивлений резисторов 1 и 3 делителя, примерно равен 0,25 Uшу. При этом благодаря электрической связи через резистор 2 обеспечивается возможность правильной работы для вышеупомянутой цепи контроля изоляции. Если при отключенном выключателе и разомкнутых контактах внешнего управляющего реле автоматики 11 (когда транзистор 5 закрыт, а фототранзистор оптопары 6 в преобразователе Е2 открыт) происходит короткое замыкание в питающем кабеле, то из-за низкого сопротивления катушки включения и сравнительно высокого сопротивления цепей контроля изоляции потенциал питающего кабеля практически не изменяется и не превышает величину 0,25 Uшу, поэтому состояние транзистора 5 и оптопары 6 в блоке Е2 не изменяется. При этом также обеспечивается возможность правильной работы для вышеупомянутой цепи контроля изоляции.Consider the operation of the converter of discrete input signals E2, performed similarly to the converter E1. Let (for example, for the purpose of prevention) the switch be turned off, and the contacts of the external control protection relays 10 and automation 11 open. In this case, the block contacts 13 of the switch are closed, and the block contacts 12 are open. In this mode, due to the current flowing from the control bus + ШУ 8 through the resistor 2 in the Е2 converter, the optocoupler 6 LED in the Е2 converter, the closed contact block 13 and the on-off coil 15 of the switch to the control bus-ШУ 9, the photocoupler of the 6 V optocoupler opens transducer E2. In this case, the transistor 5 is closed, and the diode 4 is open. In this mode, the active signal of the low level of the second channel (RPO), which indicates the disconnected position of the circuit breaker and the serviceability of the switching circuit, enters the control logic circuit of the digital protection device. When the contacts of the control relay of automation 11 are closed, enough current flows to turn on the circuit breaker 15, and after it is turned on, the block contacts 13 open, the block contacts 12 close, and after a while the automation relay returns, its contacts 11 open. flowing through resistors 2 and 1, a transistor 5 opens, which shunts the input of the LED of the optocoupler 6 in the converter E2 and protects it from possible interference. In this case, the phototransistor of the optocoupler 6 in the E2 converter is closed, and a high level signal is generated at its output, which is provided by a load resistor 7 connected to the secondary power supply + 5V (see also the table). If, when the switch is open, an open circuit occurs in the switching coil 15 or the block contacts 13, the transistor 5 opens, the operation of the optocoupler 6 in the E2 converter is blocked, and a high level signal is generated at its output, which is fed to the input of the And 16 logic element. Since another input of the logical element And 16 in this case there is also a high level signal (RPV), then after a given time delay of the time element 17, the signal "Control circuit malfunction" appears at its output. This ensures self-monitoring of the health of the circuit from the series-connected block contacts 13 and the inclusion coil 15, as well as an alarm when they malfunction. If, when the switch is turned on and the contacts 11 and 13 are open (when the transistor 5 is open and the phototransistor of the optocoupler 6 in the E2 converter is closed), a voltage change occurs in the power cable caused by a short circuit (approximately to 0.5 Ush), the state of the transistor 5 and the optocoupler 6 in the E2 converter does not change, since in this mode the threshold of the switching voltage of the transistor 5, given by the ratio of the resistances of the resistors 1 and 3 of the divider, is approximately 0.25 Us. In this case, due to the electrical connection through the resistor 2, it is possible to work correctly for the aforementioned insulation control circuit. If, when the switch is open and the contacts of the external control relay of automation 11 are open (when the transistor 5 is closed and the phototransistor of the optocoupler 6 in the E2 converter is open), a short circuit occurs in the power cable, then due to the low resistance of the switching coil and the relatively high resistance of the insulation control circuits, the potential the supply cable is practically unchanged and does not exceed 0.25 Ushu, therefore the state of the transistor 5 and the optocoupler 6 in the E2 unit does not change. It also provides the opportunity for proper operation for the aforementioned insulation control circuit.
Таким образом, в нормальных режимах управления одновременное присутствие сигналов высокого уровня на выходах преобразователей Е1 и Е2 возможно лишь в течение ограниченного времени (контакт отключающего реле замкнут, но силовой выключатель еще не отключен или контакт включающего реле замкнут, но силовой выключатель еще не включен), которое зависит от типа выключателя и обычно не превышает 0,1 с. Такое длительное состояние возникает только при обрыве в цепях отключения или включения, а также при исчезновении оперативного напряжения батареи или при неисправностях привода выключателя и поэтому рассматривается как критерий контроля. Так как при внешних КЗ в цепях оперативного питания или при переключениях источника на резервное питание возможны кратковременные перерывы питания, то можно рекомендовать выдержку времени элемента 15 не менее 2 с.Thus, in normal control modes, the simultaneous presence of high-level signals at the outputs of the E1 and E2 converters is possible only for a limited time (the contact of the disconnecting relay is closed, but the power switch is not yet disconnected or the contact of the switching relay is closed, but the power switch is not yet turned on), which depends on the type of switch and usually does not exceed 0.1 s. Such a prolonged state occurs only when an open circuit is cut off or on, as well as when the operating voltage of the battery disappears or when the drive of the circuit breaker fails, and therefore is considered as a control criterion. Since short circuit breaks are possible with external short circuits in the operational power supply circuits or when switching the source to the backup power supply, it is possible to recommend an element time delay of at least 2 s.
(0,1 с)one
(0.1 s)
(0,1 с)one
(0.1 s)
Особенность устройства заключается в том, что при изменении оперативного напряжения в широких пределах (например, от 0,5 до 1,2 Uном) оно сохраняет работоспособность и возможность самоконтроля исправности цепей управления выключателем при соблюдении отстройки от ложной работы при замыканиях на землю соединительного кабеля, а также возможность сигнализации неисправности цепей управления выключателя. Все это повышает надежность электроснабжения и уменьшает технологический ущерб у потребителей.A feature of the device is that when the operating voltage varies over a wide range (for example, from 0.5 to 1.2 Unom), it maintains the operability and the ability to self-monitor the serviceability of the control circuit of the circuit breaker while observing the detuning from false operation during earth faults of the connecting cable, as well as the possibility of signaling a malfunction of the control circuit of the switch. All this increases the reliability of power supply and reduces technological damage to consumers.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003117303/09A RU2246161C1 (en) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | Device for protection of electrical installations against abnormal operating conditions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003117303/09A RU2246161C1 (en) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | Device for protection of electrical installations against abnormal operating conditions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003117303A RU2003117303A (en) | 2004-12-20 |
| RU2246161C1 true RU2246161C1 (en) | 2005-02-10 |
Family
ID=35208876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003117303/09A RU2246161C1 (en) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | Device for protection of electrical installations against abnormal operating conditions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2246161C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2510555C1 (en) * | 2012-10-05 | 2014-03-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Machine protective device |
| CN110289660A (en) * | 2019-07-23 | 2019-09-27 | 武汉洲际电讯科技股份有限公司 | Electric control circuit under a kind of communication power supply |
| CN111452640A (en) * | 2020-04-13 | 2020-07-28 | 北京和信瑞通电力技术股份有限公司 | Electrical charging gun homing detection circuit and method |
| CN112505534A (en) * | 2020-09-29 | 2021-03-16 | 上海亮一科技有限公司 | Relay adhesion and output short circuit detection circuit |
-
2003
- 2003-06-09 RU RU2003117303/09A patent/RU2246161C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2510555C1 (en) * | 2012-10-05 | 2014-03-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Machine protective device |
| CN110289660A (en) * | 2019-07-23 | 2019-09-27 | 武汉洲际电讯科技股份有限公司 | Electric control circuit under a kind of communication power supply |
| CN110289660B (en) * | 2019-07-23 | 2024-04-26 | 武汉洲际电讯科技股份有限公司 | Power-down control circuit of communication power supply |
| CN111452640A (en) * | 2020-04-13 | 2020-07-28 | 北京和信瑞通电力技术股份有限公司 | Electrical charging gun homing detection circuit and method |
| CN112505534A (en) * | 2020-09-29 | 2021-03-16 | 上海亮一科技有限公司 | Relay adhesion and output short circuit detection circuit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105934810B (en) | AC circuit breaker with self-testing capability | |
| EP3078093B1 (en) | Automatic reclosing alternating current circuit breaker | |
| CN101395687B (en) | Safety switching apparatus for the failsafe disconnection of an electrical load | |
| KR100903149B1 (en) | Monitoring device for trip circuit of circuit breaker | |
| US20080179958A1 (en) | Automatic Transfer Switch With Monitor Mode and Method Employing the Same | |
| RU2568560C2 (en) | Switching device | |
| CN105765393A (en) | Electronic circuit breaker | |
| JP2000503516A (en) | Connection devices, especially plug-ins for TT and TN networks | |
| US10686312B2 (en) | Monitoring unit for monitoring a circuit breaker comprising an electrical power supply management system and circuit breaker comprising such a unit | |
| US12009653B2 (en) | Contactor control apparatus and power supply system | |
| RU2246161C1 (en) | Device for protection of electrical installations against abnormal operating conditions | |
| Gomes et al. | Distribution automation case study: Rapid fault detection, isolation, and power restoration for a reliable underground distribution system | |
| CN106711970B (en) | A kind of THE UPFC switch failure guard method containing series transformer | |
| CN103840564A (en) | Remote control loop comprehensive misoperation-preventive locking device | |
| CN106998055B (en) | Circuitry cuts system | |
| CN117581323A (en) | DC voltage switching device with ground fault protection | |
| CN210629076U (en) | Electronic fuse with multiple transmission modes | |
| CN113140971A (en) | Anti-vibration high tension switchgear circuit breaker anti-jumping system | |
| CN209200652U (en) | A kind of electrical fault signal participates in the motor circuit of instrument interlocking | |
| CN203761138U (en) | Device for preventing maloperation in remote control of substation automatic measurement and control equipment | |
| RU186143U1 (en) | ELECTRONIC PROTECTION DEVICE | |
| RU2189680C2 (en) | Factory-assembled switch gear | |
| KR20040037811A (en) | Safety Relay | |
| Ennis et al. | Automation of overhead line distribution systems | |
| RU1812590C (en) | Device for protection from false operating of execution devices of electric equipment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120610 |