RU2705213C1

RU2705213C1 - Устройство максимальной токовой защиты электрической установки

Info

Publication number: RU2705213C1
Application number: RU2019104224A
Authority: RU
Inventors: Константин Иванович Никитин; Геннадий Викторович Иванов; Александр Николаевич Новожилов; Тимофей Александрович Новожилов; Екатерина Михайловна Волгина
Priority date: 2019-02-14
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2019-11-06

Abstract

Использование: в области электротехники и электроэнергетики для защиты электрической установки от коротких замыканий. Технический результат - повышение надежности и расширения области использования устройства. Устройство максимальной токовой защиты электрической установки содержит датчик тока и реагирующий орган, причем датчик тока представляет собой помещенный в электроизолирующий корпус измерительный преобразователь в виде плоской катушки индуктивности и подключенный к нему кабельный усилитель, а реагирующий орган представляет собой диодный мост, к одной диагонали которого через электрический конденсатор подключен кабельный усилитель, а к другой диагонали реле с регулируемым порогом срабатывания. 3 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике и предназначено для защиты электрических установок электрических станций и электроэнергетических систем от коротких замыканий.

Известно устройство максимальной токовой защиты электрической установки, содержащее датчик тока и реагирующий орган (Федосеев A.M. Релейная защита электрических систем. - М.: Энергия, 1976. - 559 с., стр. 52-57).

Однако это устройство можно устанавливать не на все электрические установки, так как некоторые из них не имеют датчиков тока в виде трансформаторов тока, а на других установка датчиков тока невозможна из-за конструктивных особенностей этих электрических установок.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство максимальной токовой защиты электрической установки, датчик тока которой представляет собой измерительный преобразователь соленоидного типа расположенный в головке полого опорного изолятора, поддерживающего провод с контролируемым током. (Казанский В.Е. Трансформаторы тока в схемах релейной защиты. - М.: Энергия, 1969. - 184 с., стр. 112-115).

Однако такая конструкция датчика тока мало пригодна для эксплуатации в связи с тем, что мощность сигнала его измерительного преобразователя мала и при его передаче реагирующему органу резко возрастает возможность искажения информации и ложная работа максимальной токовой защиты из-за внешних наводок при значительной длине кабеля, соединяющего датчик тока и реагирующий орган.

Технический результат - повышение надежности и расширение области использования устройства максимальной токовой защиты электрической установки.

Технический результат достигается тем, что датчик тока представляет собой помещенный в электроизолирующий корпус измерительный преобразователь в виде плоской катушки индуктивности и подключенный к ней кабельный усилитель, а реагирующий орган представляет собой диодный мост, к одной диагонали которого через электрический конденсатор подключен кабельный усилитель, а к другой диагонали реле с регулируемым порогом срабатывания.

Работа устройства максимальной токовой защиты электрической установки основана на том, что датчик тока выполнен в виде плоской многовитковой катушки индуктивности и подключенного к ней кабельного усилителя, которые помещены в электроизолирующий корпус. Это позволяет размещать датчик тока в непосредственной близости от токоведущих частей защищаемой электрической установки, а усиленный сигнал передавать по проводам питания кабельного усилителя. Такое расположение катушки и кабельного усилителя позволяет обеспечить значительное снижение влияния внешних магнитных полей на результаты измерения и повысить надежность работы максимальной токовой защиты электрической установки.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного технического решения исполнением функциональных элементов, а также схемой соединения этих функциональных элементов и контроля состояния устройства.

Сравнение заявляемого технического решения с известным техническим решением показывает, что некоторые составляющие функциональных элементов известны. Однако такая конструкция функциональных элементов и их схема соединений проявляет в заявляемом техническом решении новые свойства повышение надежности и расширения области использования устройства максимальной токовой защиты от коротких замыканий.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства максимальной токовой защиты электрической установки. На этой блок-схеме электрическая установка представлена в виде трехфазного электродвигателя 1, датчик тока 2 в виде плоской катушки индуктивности 3 и кабельного усилителя 4, а реагирующий орган 5 подключен к цепи отключения выключателя 6.

На фиг. 2 представлена конструкция датчика тока 2. Данная конструкция содержит многовитковую плоскую катушку индуктивности 3 и кабельный усилитель 4. Они помещены в электроизолирующий корпус 7, например, из фарфора на максимально близком расстоянии от токоведущей шины 8 электрической установки 1. Крепление корпуса 7 датчика тока к несущим конструкциям 9 осуществляется с помощью кронштейнов 10 и болтов 11 с гайками 12.

На фиг. 3 приведена схема устройства максимальной токовой защиты, где показано, каким образом датчик тока 2 соединяется кабелем 13 с реагирующим органом 5, а также диодный мост 14, к одной диагонали которого через электрический конденсатор 15 подключен кабельный усилитель 4, а к другой диагонали реле 16 с регулируемым порогом срабатывания. Порог срабатывания реле 16 устанавливается с помощью переменного резистора 17.

Во время работы электрической установки 1 ток I_ф в шине 8, подводящей к ней электроэнергию индуктирует в плоской катушке индуктивности 3 электродвижущую силу. При этом напряжение с плоской катушки индуктивности 3 повышается с помощью кабельного усилителя 4 и через кабель 13 и электрическую емкость 15 подается на диодный мост 14. В диодном мосту 14 она выпрямляется и через переменный резистор 17 поступает на реле 16. Таким образом, напряжение на реле 16 всегда пропорционально току в шине 8.

В нормальных режимах работы электрической установки, то есть при отсутствии короткого замыкания в ней, ток I_ш в шине 8, подводящей электроэнергию к электрической установке 1, будет меньше тока, который приводит к срабатыванию максимальной токовой защиты. В этом случае датчик тока не реагирует на изменения магнитного поля вокруг токоведущего элемента электрической установки 1, защита не работает и электрическая установка 1 находится в эксплуатации.

При возникновении в электрической установке 1 короткого замыкания ток в ней резко возрастает, датчик тока 2, а именно катушка индуктивности, реагирует на изменения магнитного поля, через управляемый резистор 3 передается усиленный сигнал в реагирующий орган 4, а именно на реле 15, которое срабатывает и сформирует сигнал на отключение электрической установки.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства максимальной токовой защиты электрического оборудования заключается в возможности ее использования на том электрическом оборудовании, где установка трансформаторов тока невозможна из-за конструктивных особенностей этого электрического оборудования. Что позволит расширить область использования максимальных токовых защит электрического оборудования от коротких замыканий, а, следовательно, значительно повысить надежность электроснабжения.

Claims

Устройство максимальной токовой защиты электрической установки, содержащее датчик тока и реагирующий орган, отличающееся тем, что датчик тока представляет собой помещенный в электроизолирующий корпус измерительный преобразователь в виде плоской катушки индуктивности и подключенный к нему кабельный усилитель, а реагирующий орган представляет собой диодный мост, к одной диагонали которого через электрический конденсатор подключен кабельный усилитель, а к другой диагонали реле с регулируемым порогом срабатывания.