RU2504882C1

RU2504882C1 - Protective cutout device

Info

Publication number: RU2504882C1
Application number: RU2012118029/07A
Authority: RU
Inventors: Юрий Васильевич Филатов; Николай Моисеевич Басов; Виталий Серафимович Дзюбан; Александр Петрович Стариков; Владислав Леонидович Митрохин
Original assignee: Приватное Акционерное Общество "Донецксталь" - Металлургический Завод"
Priority date: 2011-09-19
Filing date: 2012-05-02
Publication date: 2014-01-20
Also published as: UA99567C2; RU2012118029A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: device contains the unit for insulation control of the protected network which is connected to network phases and earthing device and actuating relay which winding is connected to output of the above unit for insulation control and its contact is connected to the circuit of switch shutoff circuit; there is also optron, capacitor and amplifier in the circuit. At that optron input is connected in series to winding of actuating relay. Optron output is connected to capacitor charging circuit and capacitor is connected through its discharging circuit to amplifier input; load circuit of the amplifier includes winding of stand-by relay which contacts are connected to shutoff circuit of switch-gear cubicles through auxiliary contact of switch that feeds voltage to the protected network.

EFFECT: improving reliability of protective cutout device.

1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и, в частности, к устройствам контроля изоляции и защитного отключения шахтных электрических сетей.The invention relates to electrical engineering and, in particular, to devices for monitoring insulation and protective shutdown of mine electrical networks.

Известные устройства контроля изоляции и защитного отключения, содержащие источник измерительного тока, узел сравнения этого тока с эталонным, к выходу которого подключено основное исполнительное реле, и резервное исполнительное реле, обмотка которого включена между фазами защищаемой сети, и землей. При этом уставки резервной защиты должны быть ниже, и время срабатывания больше, чем у основной защиты. Основное реле воздействует на выключающую систему выключателя, коммутирующего защищаемую сеть. Резервная защита, через вспомогательный контакт указанного выключателя, влияет с выдержкой времени на установленное впереди комплектное распределительное устройство (КРУ) в случае отказа основной защиты или выключателя. При этом основная защита не обеспечивает самоконтроль ее исправности, а резервная защита эту функцию при большинстве ее неисправностей выполняет [1].Known devices for monitoring insulation and protective shutdown, containing a measuring current source, a unit for comparing this current with a reference one, to the output of which the main actuating relay is connected, and a backup executive relay, the winding of which is connected between the phases of the protected network and the ground. At the same time, the backup protection settings should be lower, and the response time longer than that of the main protection. The main relay acts on the switching system of the circuit breaker switching the protected network. The backup protection, through the auxiliary contact of the specified circuit breaker, affects with time delay the complete switchgear installed in front of the switchgear in case of failure of the main protection or circuit breaker. Moreover, the main protection does not provide self-monitoring of its serviceability, and the backup protection performs this function in the majority of its malfunctions [1].

Устройство имеет ряд недостатков. Наличие двух автономно работающих узлов контроля изоляции приводит к значительной сложности устройства. При этом уставки резервной защиты могут оказаться большими, чем у основной защиты, так как они определяются таким нестабильным параметром как ток отпускания резервного реле. В этом случае срабатывает комплектное распределительное устройство, что усложняет эксплуатацию электрооборудования и дезориентирует эксплуатационный персонал при нахождении им неисправностей.The device has several disadvantages. The presence of two autonomous operating nodes of the insulation control leads to significant complexity of the device. At the same time, the backup protection settings may turn out to be larger than that of the main protection, since they are determined by such an unstable parameter as the release current of the backup relay. In this case, the complete switchgear is triggered, which complicates the operation of electrical equipment and disorientates the operating personnel when they find faults.

Известны также устройства защитного отключения, содержащие узел контроля изоляции, включенный между фазами сети и землей, что обеспечивает самоконтроль исправности устройства, и исполнительное реле, присоединенное к выходу указанного узла, который влияет на основной выключатель, при этом реле работает на выключение при срабатывании узла контроля изоляции [2].Residual current circuit breakers are also known, containing an insulation monitoring unit connected between the phases of the network and ground, which ensures self-monitoring of the device and an actuating relay connected to the output of the specified unit, which affects the main switch, while the relay works to turn off when the monitoring unit is triggered isolation [2].

Отказы в работе исполнительного реле (например, при сварке его контактов) и выключателя не позволяют обеспечить необходимый уровень надежности таких устройств защитного отключения.Failures in the operation of the executive relay (for example, when welding its contacts) and the circuit breaker do not allow to provide the necessary level of reliability of such protective shutdown devices.

Задачей изобретения является повышение надежности устройства защитного отключения. Эта задача решается тем, что в устройство защитного отключения, содержащее узел контроля изоляции, обеспечивающий самоконтроль исправности устройства, исполнительное реле, воздействующее на выключатель, который отключает защищаемую сеть, предложено дополнительно ввести оптрон и резервное реле, вход оптрона включить в цепь катушки электромагнита исполнительного реле, а выход - через цепь задержки команды на выключение и усилитель присоединить к катушке электромагнита резервного реле, воздействующего на установленное впереди комплектное распределительное устройство через вспомогательный контакт выключателя.The objective of the invention is to increase the reliability of the residual current device. This problem is solved by the fact that in the protective shutdown device containing the isolation monitoring unit, which provides self-monitoring of the device, the actuating relay acting on the circuit breaker, which disconnects the protected network, it is proposed to additionally introduce an optocoupler and a backup relay, to connect the optocoupler input to the coil of the electromagnet of the executive relay , and the output - through the delay circuit of the shutdown command and the amplifier, connect to the coil of the electromagnet a backup relay acting on the set installed in front switchgear via auxiliary switch contact.

На рисунке представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. Она содержит узел контроля изоляции сети 1, присоединенный к фазам защищаемой сети и заземлителю, исполнительное реле 2, на которое воздейтсвует узел 1, оптрон 3, вход которого включен в цепь обмотки реле 2, интегрирующую цепь на резисторе 4 и конденсаторе 5, усилитель на транзисторе 6, в цепь нагрузки которого включена обмотка резервного реле 7, воздействующая своим контактом 11 на выключающую систему установленного впереди комплектного распределительного устройства 14 через вспомогательный контакт 12 указанного выключателя, причем вход усилителя 6 соединен с конденсатором 5 через цепь задержки команды на выключение реле 7, состоящую из конденсатора 5, резистора 8 и стабилитрона 9. Исполнительное реле 2 воздействует своим контактом 10 на выключающую систему выключателя 13. Между КРУ 14 и выключателем 13 включен силовой трансформатор 15, питающий защищаемую сеть.The figure shows a circuit diagram of the proposed device. It contains a node for monitoring the insulation of network 1, connected to the phases of the protected network and the ground electrode, an actuating relay 2, to which there is a node 1, an optocoupler 3, the input of which is included in the winding circuit of relay 2, an integrating circuit on resistor 4 and capacitor 5, and an amplifier on transistor 6, in the load circuit of which the winding of the backup relay 7 is connected, acting with its contact 11 on the switching system of the switchgear installed in front of 14 through the auxiliary contact 12 of the specified switch, and the input is The fir-tree 6 is connected to the capacitor 5 through the delay circuit of the command to turn off the relay 7, consisting of a capacitor 5, a resistor 8 and a zener diode 9. The actuating relay 2 acts by its contact 10 on the switching system of the switch 13. A power transformer 15 is connected between the switchgear 14 and the switch 13, feeding the protected network.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При отсутствии опасных токов утечки через обмотку исполнительного реле 2 проходит ток. Этот ток включает реле 2 и открывает оптрон 3 и усилитель 6, что приводит к срабатыванию реле 7. В результате реле 2 позволяет включить выключатель и подать напряжение на защищаемую сеть.In the absence of dangerous leakage currents, current flows through the winding of the actuating relay 2. This current turns on relay 2 and opens the optocoupler 3 and amplifier 6, which leads to the operation of relay 7. As a result, relay 2 allows you to turn on the switch and apply voltage to the protected network.

При возникновении аварийной ситуации ток в обмотке реле 2 снижается до нуля, реле выключается и подает команду на выключение выключателя 13, который, выключаясь, отключает защищаемую сеть, и размыкает свой вспомогательный контакт 12 в цепи отключения комплектного распределительного устройства 14. Одновременно закрывается оптрон 3. Но реле 7 остается включенным на время, определенное постоянной времени разряда конденсатора 5 через резистор 8 и стабилитрон 9. Это время выбирают большим суммарного времени срабатывания реле 2 и выключателя 13. Поэтому в исправной системе комплектное распределительное устройство остается постоянно включенным. Если же произошел отказ реле 2 или выключателя 13, то реле 7 отключает сеть от источника питания с помощью комплектного распределительного устройства 14. Этим достигается высокая надежность в выполнении функции защитного отключения. Поскольку уставки, при которых срабатывают реле 2 и 7 одинаковые, устройство исключает возможность срабатывания реле 7 при том, что исправное реле 2 не сработало. Это исключает ошибочное выключение комплектного распределительного устройства 14 при исправных реле 2 и выключателя 13.In the event of an emergency, the current in the winding of relay 2 decreases to zero, the relay turns off and sends a command to turn off switch 13, which, turning off, turns off the protected network and opens its auxiliary contact 12 in the shutdown circuit of the complete switchgear 14. At the same time, the optocoupler 3 closes. But the relay 7 remains on for a time determined by the constant of the discharge time of the capacitor 5 through the resistor 8 and the zener diode 9. This time is chosen large by the total response time of relay 2 and switch 13. th in a working system switchgear system remains permanently switched on. If a failure of relay 2 or switch 13 occurs, then relay 7 disconnects the network from the power source with the help of a complete switchgear 14. This ensures high reliability in the function of protective shutdown. Since the settings at which relays 2 and 7 are triggered are the same, the device excludes the possibility of triggering relay 7 despite the fact that a working relay 2 did not work. This eliminates the erroneous shutdown of the complete switchgear 14 with serviceable relays 2 and switch 13.

Источники информации:Information sources:

1. Дзюбан B.C., Рыман Я.С, Маслий А.К. Справочник энергетика угольной шахты. М., Недра, 1983, с.238.1. Dzyuban B.C., Ryman Y.S., Masliy A.K. Handbook of coal mine energy. M., Nedra, 1983, p. 238.

2. Авторское свидетельство СССР №1309153, H02H 3/17, «Устройство для измерения сопротивления изоляции электрических цепей», 07.05.1987.2. USSR author's certificate No. 1309153, H02H 3/17, “Device for measuring the insulation resistance of electrical circuits”, 05/07/1987.

Claims

A residual current device containing an insulation monitoring unit connected to the phases of the protected network and the ground electrode, and an executive relay, the winding of which is connected to the output of the specified insulation monitoring unit, characterized in that an optocoupler, a capacitor, an amplifier and a backup relay are introduced into it, and the input the optocoupler is connected in series with the actuator relay winding, the output of the optocoupler is connected in series to the capacitor charge circuit connected through its discharge circuit to the amplifier input, to the load circuit orogo enabled backup relay coil, the contacts of which are included in the trip circuit switchgear assembly via the auxiliary contact switch that supplies voltage to the protected network.