RU2706421C1 - Current protection device - Google Patents

Current protection device Download PDF

Info

Publication number
RU2706421C1
RU2706421C1 RU2019115898A RU2019115898A RU2706421C1 RU 2706421 C1 RU2706421 C1 RU 2706421C1 RU 2019115898 A RU2019115898 A RU 2019115898A RU 2019115898 A RU2019115898 A RU 2019115898A RU 2706421 C1 RU2706421 C1 RU 2706421C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microcontroller
current
input
electric network
zero
Prior art date
Application number
RU2019115898A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Сергеевич Попов
Николай Малафеевич Попов
Дмитрий Михайлович Олин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Костромская государственная сельскохозяйственная академия"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Костромская государственная сельскохозяйственная академия" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Костромская государственная сельскохозяйственная академия"
Priority to RU2019115898A priority Critical patent/RU2706421C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2706421C1 publication Critical patent/RU2706421C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention can be used in electric engineering for protection of consumers against short circuits and overload in electric networks. Current protection device comprises phase conductor, zero conductor, power contacts with independent splitter coil, current sensor connected to microcontroller third input, load, power supply unit, a gain element connected to the first output of the microcontroller, a voltage sensor connected to the first input of the microcontroller, a sensor of voltage sine voltage transition through zero, connected to the second input of the microcontroller, transducer of current sinusoid passing through zero, connected to fourth input of microcontroller, element of indication of electric network condition connected to second output of microcontroller. As a result, the microcontroller performs continuous algorithmic processing of the incoming values and extraction of current increments in the electric network. According to calculated values of current increment and power factor of electric network microcontroller sends a signal to load disconnection through time delay or instantly.EFFECT: providing device response to current increments in electric network.1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты потребителей от коротких замыканий и перегрузок в электрических сетях.The present invention relates to the field of electrical engineering and can be used to protect consumers from short circuits and overloads in electrical networks.

Известно устройство - автоматический выключатель [1], содержащий корпус с крышкой, механизм свободного расцепления с рейкой, контактную систему с дугогасительными камерами, тепловой и электромагнитный расцепители максимального тока в каждом полюсе, кроме того, тепловой расцепитель электрически соединен с электромагнитным, а электромагнитный расцепитель электрически соединен с подвижным контактом контактной системы гибким токопроводом.A device is known - an automatic switch [1], comprising a housing with a lid, a free trip mechanism with a rail, a contact system with arcing chambers, thermal and electromagnetic overcurrent releases in each pole, in addition, the thermal release is electrically connected to the electromagnetic, and the electromagnetic release is electrically connected to the movable contact of the contact system by a flexible conductor.

Недостатком известного аналога является невозможность реагирования на приращение тока в электрической сети.A disadvantage of the known analogue is the inability to respond to the increment of current in the electric network.

Известно также устройство токовой защиты [2], содержащее пусковые органы, элементы выдержки времени, ячейки НЕ, И, ИЛИ, ПАМЯТЬ, выходные органы, пусковые органы с разными уставками соединенные с двумя входами ячейки И, причем пусковой орган с меньшей уставкой соединен с третьим входом этой ячейки через элемент выдержки времени, НЕ и ИЛИ, а выход ячейки И через элемент ПАМЯТЬ соединен с другим входом указанной ячейки ИЛИ и выходным органом. Недостатком данного аналога является:A current protection device [2] is also known, which contains starting elements, time delay elements, cells NOT, AND, OR, MEMORY, output organs, starting elements with different settings connected to two inputs of the AND cell, and the starting element with a lower setting is connected to the third the input of this cell through the time delay element, NOT and OR, and the output of the AND cell through the MEMORY element is connected to the other input of the indicated OR cell and the output organ. The disadvantage of this analogue is:

- обязательная выдержка времени при обработке поступающих значений тока и задержка времени на срабатывание на аварийный режим;- mandatory time delay when processing incoming current values and a delay in the response to emergency operation;

- ограниченное число уставок значений приращения тока.- a limited number of current increment settings.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство токовой защиты ЗТИ-0,4 кВ [3], выполняемое в виде приставки к автоматическому выключателю, содержащие датчики тока, подключенные к блокам уставок, выходы которых соединены с входам логического элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ связан с входом порогового органа, выход порогового органа подключен через орган выдержки времени к исполнительному органу, выход которого связан с независимым расцепителем автоматического выключателя.Closest to the technical nature of the present invention is a current protection device ZTI-0.4 kV [3], made in the form of a prefix to the circuit breaker, containing current sensors connected to the setting blocks, the outputs of which are connected to the inputs of the OR logic element, and the output The OR element is connected to the input of the threshold organ, the output of the threshold organ is connected through the time delay organ to the executive organ, the output of which is connected to an independent release of the circuit breaker.

Недостатком данного прототипа является:The disadvantage of this prototype is:

- обязательная выдержка времени при срабатывании;- mandatory time delay when triggered;

- нет возможности реагирования на приращение тока в электрической сети.- there is no way to respond to the current increment in the electrical network.

Технической задачей изобретения является реагирование устройства на приращения тока в электрической сети.An object of the invention is the response of the device to current increments in the electrical network.

Технический результат достигается тем, что устройство токовой защиты электрической сети, содержащее установленный в фазном проводе датчик тока, независимый расцепитель, связанный с контактной системой, установленной в разрыв фазных проводов, а также в устройство введен с блоком питания микроконтроллер, к двум входам которого подключены датчик напряжения, датчик перехода синусоиды напряжения через нуль, соединенные с фазным напряжением электрической сети, а также упомянутый датчик тока, выход которого соединен с третьим входом микроконтроллера и датчиком перехода синусоиды тока через нуль, связанным с четвертым входом микроконтроллера, причем к двум выходам микроконтроллера подключаются орган индикации состояния электрической сети и усилительный орган, соединенный с упомянутым независимым расцепителем.The technical result is achieved by the fact that the device of current protection of the electric network, containing a current sensor installed in the phase wire, an independent release connected to the contact system installed in the phase wire break, and also a microcontroller is introduced into the device with the power supply, the sensor is connected to its two inputs voltage sensor, the transition of the sinusoid voltage through zero, connected to the phase voltage of the electrical network, as well as the aforementioned current sensor, the output of which is connected to the third input of the micro the controller and the zero-sinusoidal current sensor connected to the fourth input of the microcontroller, and an indicator of the state of the electrical network and an amplifying organ connected to the said independent release are connected to the two outputs of the microcontroller.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства токовой защиты.In FIG. 1 is a structural diagram of a current protection device.

Устройство токовой защиты содержит фазный проводник 1, нулевой проводник 2, силовые контакты 3 с катушкой независимого расцепителя 4, датчик тока 5, соединенный с третьим входом микроконтроллера 12, нагрузка 6, блок питания 7, усилительный орган 8, соединенный с первым выходом микроконтроллера 12, датчик напряжения 9, соединенный с первым входом микроконтроллера 12, датчик перехода синусоиды напряжения через нуль 10, соединенный со вторым входом микроконтроллера 12, датчик перехода синусоиды тока через нуль 11, соединенный с четвертым входом микроконтроллера 12, орган индикации состояния электрической сети 13, соединенный со вторым выходом микроконтроллера 12.The overcurrent protection device comprises a phase conductor 1, a neutral conductor 2, power contacts 3 with an independent release coil 4, a current sensor 5 connected to the third input of the microcontroller 12, a load 6, a power supply 7, an amplifying organ 8 connected to the first output of the microcontroller 12, a voltage sensor 9 connected to the first input of the microcontroller 12, a sensor for switching the voltage sine wave through zero 10, connected to the second input of the microcontroller 12, a sensor for switching the current sinusoid through zero 11 connected to the fourth microc input ntrollera 12, indicating the state of the mains body 13 connected to the second output of the microcontroller 12.

Устройство токовой защиты работает следующим образом.The current protection device operates as follows.

Блок питания 7, подключенный к фазному 1 и нулевому 2 проводам электрической сети, питает микроконтроллер 12. На первый вход микроконтроллера 12 поступают данные с датчика напряжения 9, на второй вход поступают данные с датчика тока 5, на другие входы микроконтроллера поступают сигналы с датчиков перехода напряжения 10 и тока 11 через нуль. В результате в микроконтроллере 12 происходит непрерывное алгоритмическое обрабатывание поступающих значений и выделение приращений тока в электрической сети.The power supply 7, connected to the phase 1 and zero 2 wires of the electric network, feeds the microcontroller 12. Data from the voltage sensor 9 is received at the first input of the microcontroller 12, data from the current sensor 5 is received at the second input, signals from the transition sensors are received at the other inputs of the microcontroller voltage 10 and current 11 through zero. As a result, in the microcontroller 12 there is a continuous algorithmic processing of the incoming values and the allocation of current increments in the electrical network.

По вычисленным значениям приращения тока и коэффициента мощности в электрической сети, микроконтроллер 12 определяет режим работы:According to the calculated values of the current increment and power factor in the electric network, the microcontroller 12 determines the operating mode:

- нормальный режим работы электрической сети, при котором приращение тока у нагрузки 6 не превышает заданных значений, при рабочем коэффициенте мощности;- the normal mode of operation of the electric network, in which the current increment at load 6 does not exceed the specified values, with a working power factor;

- аварийный режим №1, данный режим характеризуется плавным возрастанием приращения тока в нагрузке 6, при низком коэффициенте мощности в электрической сети, низкий коэффициент мощности в электрической сети наблюдается при пусках электродвигателей с короткозамкнутым ротором;- emergency mode No. 1, this mode is characterized by a smooth increase in the current increment in load 6, with a low power factor in the electric network, a low power factor in the electric network is observed when the motors with squirrel cage rotor are started;

- аварийный режим №2, данный режим характеризуется скачкообразным возрастанием приращения тока в нагрузке 6, при высоком коэффициенте мощности в электрической сети.- emergency mode No. 2, this mode is characterized by an abrupt increase in the current increment in load 6, with a high power factor in the electrical network.

Исходя из выявленного режима работы электрической сети, микроконтроллер выбирает алгоритм реагирования:Based on the identified operating mode of the electric network, the microcontroller selects a response algorithm:

- при нормальном режиме работы электрической сети, на выход микроконтроллера 12, подключенный к входу усилительного органа 8, связанного с катушкой независимого расцепителя 4, не подается сигнал на размыкание силовых контактов независимым расцепителем 3;- during normal operation of the electric network, the output of the microcontroller 12, connected to the input of the amplifying body 8, connected to the coil of the independent release 4, does not receive a signal to open the power contacts by an independent release 3;

- при аварийном режиме №1 внутри микроконтроллера 12 запускается выдержка времени, в течение которой происходит обработка поступающих значений с датчика тока 5, датчика напряжения 9 и датчиков перехода напряжения 10 и тока 11 через нуль. Если за время выдержки времени, значение приращения тока не вернулось в диапазон заданных значений, то на выход микроконтроллера 12, подключенный к входу усилительного органа 8, связанного с катушкой независимого расцепителя 4, подается сигнал на размыкание контакта независимого расцепителя 3, также на другой выход микроконтроллера 12 подается сигнал на орган индикации состояния электрической сети 13;- during emergency mode No. 1 inside the microcontroller 12, a time delay is started, during which the processing of incoming values from the current sensor 5, voltage sensor 9 and the sensors for the transition of voltage 10 and current 11 through zero occurs. If during the time delay, the current increment value did not return to the set value range, then the output of the microcontroller 12, connected to the input of the amplifying organ 8, connected to the coil of the independent trip 4, is supplied with a signal to open the contact of the independent trip 3, also to another output of the microcontroller 12 a signal is sent to the body indicating the status of the electrical network 13;

- при аварийном режиме №2 происходит мгновенный разрыв электрической сети путем подачи сигнала на выход микроконтроллера 12, подключенный к входу усилительного органа 8, связанного с катушкой независимого расцепителя 4, подается сигнал на размыкание силовых контактов независимым расцепителем 3, также на другой выход микроконтроллера 12 подается сигнал на орган индикации состояния защиты 13.- in emergency mode No. 2, an instantaneous breakdown of the electric network occurs by supplying a signal to the output of the microcontroller 12, connected to the input of the amplifying organ 8, connected to the coil of the independent trip 4, a signal is sent to open the power contacts by an independent trip 3, also to another output of the microcontroller 12 signal to the protection status indication body 13.

Таким образом обеспечивается отключение электрической сети при низком коэффициенте мощности через выдержку времени, а при высоком коэффициенте мгновенное отключение электрической сети.This ensures that the power supply is turned off at a low power factor through a time delay, and at a high power factor, instantaneous power off.

Использованные источникиUsed sources

1. Патент на изобретение 95116971/07 РФ, МПК H01H 73/48 Автоматический выключатель [текст] / Гавриленко A.M., Ломакин В.И., Терешин В.Н., Фролов Ю.А., Чернов В.А. Акционерное общество "Гефест" - №2095875; заявл. 05.10.1995; опубл. 10.11.19971. RF invention patent 95116971/07, IPC H01H 73/48 Circuit breaker [text] / Gavrilenko A.M., Lomakin V.I., Tereshin V.N., Frolov Yu.A., Chernov V.A. Joint-Stock Company Hephaestus - No. 2095875; declared 10/05/1995; publ. 11/10/1997

2. Патент на изобретение 550714 РФ, МПК Н02Н 3/08 Устройство токовой защиты [текст] / Н.М. Попов, В.Е. Поляков Азово-Черноморский институт механизации сельского хозяйств - №2058329/07; заявл. 06.09.1974; опубл. 15.03.1977 Бюл. №10.2. Patent for invention 550714 RF, IPC Н02Н 3/08 Current protection device [text] / N.M. Popov, V.E. Polyakov Azov-Black Sea Institute of Agricultural Mechanization - No. 2058329/07; declared 09/06/1974; publ. 03/15/1977 Bull. No. 10.

3. Электроснабжение сельского хозяйства / И.А. Будзко, Т.Б. Лещинская, Н.И. Сукманов. - М.: Агропромиздат, 2000. - 536 с., с. 356 рис. 10.303. Power supply of agriculture / I.A. Budzko, T.B. Leshchinskaya, N.I. Sukmanov. - M .: Agropromizdat, 2000 .-- 536 p., P. 356 images 10.30

Claims (1)

Устройство токовой защиты электрической сети, содержащее установленный в фазном проводе датчик тока, независимый расцепитель, связанный с контактной системой, установленной в разрыв фазных проводов, отличающееся тем, что в устройство введен с блоком питания микроконтроллер, к двум входам которого подключены датчик напряжения, датчик перехода синусоиды напряжения через нуль, соединенные с фазным напряжением электрической сети, а также упомянутый датчик тока, выход которого соединен с третьим входом микроконтроллера и датчиком перехода синусоиды тока через нуль, связанным с четвертым входом микроконтроллера, причем к двум выходам микроконтроллера подключаются орган индикации состояния электрической сети и усилительный орган, соединенный с упомянутым независимым расцепителем.An overcurrent protection device for an electric network, comprising a current sensor installed in a phase wire, an independent trip unit connected to a contact system installed in the phase wire gap, characterized in that a microcontroller is introduced into the device with a power supply unit, to which two voltage inputs and a transition sensor are connected voltage sine waves through zero connected to the phase voltage of the electrical network, as well as the aforementioned current sensor, the output of which is connected to the third input of the microcontroller and the transition sensor sinewave current zero connected to fourth input of the microcontroller, the microcontroller outputs to the two connected states of the indicating organ and amplifying the mains body coupled to said shunt release.
RU2019115898A 2019-05-23 2019-05-23 Current protection device RU2706421C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115898A RU2706421C1 (en) 2019-05-23 2019-05-23 Current protection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115898A RU2706421C1 (en) 2019-05-23 2019-05-23 Current protection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2706421C1 true RU2706421C1 (en) 2019-11-19

Family

ID=68579722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019115898A RU2706421C1 (en) 2019-05-23 2019-05-23 Current protection device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2706421C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2741063C1 (en) * 2020-09-07 2021-01-22 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ САУТ" (ООО "НПО САУТ") Current protection device with mathematical analysis function
RU2757057C1 (en) * 2020-12-25 2021-10-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева) Electronic fuse

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU550714A1 (en) * 1974-09-06 1977-03-15 Азово-Черноморский Институт Механизации Сельского Хозяйства Current protection device
US5854731A (en) * 1995-07-15 1998-12-29 Smiths Industries Public Limited Company Electrical apparatus
RU62745U1 (en) * 2005-03-28 2007-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "Гравитон" DEVICE FOR PROTECTION AND MANAGEMENT OF ELECTRIC TRAIN POWER CHAINS
RU2551438C2 (en) * 2013-10-18 2015-05-27 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ Combined overvoltage protection device recording number of responses and controlling network parameters

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU550714A1 (en) * 1974-09-06 1977-03-15 Азово-Черноморский Институт Механизации Сельского Хозяйства Current protection device
US5854731A (en) * 1995-07-15 1998-12-29 Smiths Industries Public Limited Company Electrical apparatus
RU62745U1 (en) * 2005-03-28 2007-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "Гравитон" DEVICE FOR PROTECTION AND MANAGEMENT OF ELECTRIC TRAIN POWER CHAINS
RU2551438C2 (en) * 2013-10-18 2015-05-27 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ Combined overvoltage protection device recording number of responses and controlling network parameters

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2741063C1 (en) * 2020-09-07 2021-01-22 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ САУТ" (ООО "НПО САУТ") Current protection device with mathematical analysis function
RU2757057C1 (en) * 2020-12-25 2021-10-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева) Electronic fuse

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2706421C1 (en) Current protection device
US11075513B2 (en) Circuit breaker
KR20150057989A (en) Power generation system and method with fault ride through capability
ES2937173T3 (en) Method for performing a circuit closing and breaking operation
MX2019002935A (en) Circuit interrupter with self-test circuit and method of operating a circuit interrupter.
JP2021526784A (en) Multi-stage protection device for overcurrent and overvoltage protected transfer of electrical energy
CN116365635B (en) Short-circuit protection circuit, method and device for power battery pack
KR20160121637A (en) Apparatus for discriminating instantaneous current in power grid line
CN109801817B (en) Hybrid circuit arrangement
CN110970866A (en) Contactor control device and power supply system
RU2686081C1 (en) Device for adaptive current cutoff of electric motors
RU2629958C1 (en) Device for current protection of electrical installation
Nath et al. A fuzzy logic based overcurrent protection system for induction motor
CN111433875B (en) Low-voltage protection switch device
RU2333585C1 (en) Protector for constant current electrical equipment
SU1365241A1 (en) Arrangement for automatic relief of generator
RU2759512C1 (en) Device for directed adaptive current cutoff of electric motors
RU2784026C1 (en) Current protection device
RU2481665C1 (en) Method for electronic disconnection of automatic circuit breaker and electronic automatic circuit breaker
RU2382434C1 (en) Improved hybrid dc switching device
CN204614686U (en) Electrical apparatus-switching device
RU2786632C1 (en) Overcurrent protection device
WO2018217883A3 (en) Arc fault circuit interrupter
RU2653514C1 (en) Method of disconnecting the controlled shunt reactor
RU2783803C1 (en) Overcurrent protection device with health diagnostics