RU2786632C1

RU2786632C1 - Overcurrent protection device

Info

Publication number: RU2786632C1
Application number: RU2022105489A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иосифович Полищук; Даурен Джамбулович Исабеков; Ксения Юрьевна Постоянкова
Filing date: 2022-02-28
Publication date: 2022-12-23

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering. The device contains an inductance coil connected to a voltage amplifier, which is connected to the winding of the time relay. The positive potential of the DC source is supplied through a contact with a time delay to close the time relay to the first output of the winding of the intermediate relay. The contact for closing the intermediate relay through the first output of the indicating relay is connected to the first output of the winding of the trip coil of the electrical installation switch. The second output of the winding of the intermediate relay and the trip coil is connected to the negative pole of the DC source.

EFFECT: simplification of technical implementation while ensuring reliable current protection of electrical installations.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите, выполненной с помощью катушки индуктивности, и может быть использовано для максимальной токовой защиты различных электроустановок, с любым классом номинального напряжения.The invention relates to electrical engineering, namely to relay protection, made using an inductor, and can be used for overcurrent protection of various electrical installations, with any class of rated voltage.

Известно устройство для токовой защиты электроустановок [RU №2678189 С1, Н02Н 3/00, G01R 33/02, опубл. 24.01.2019 г.], содержащее три блока для крепления герконов, каждый из которых содержит пластину, на наружной стороне которой закреплены данные герконы под разными углами к плоскости поперечного сечения токоведущей шины, расположенных в шинном отсеке комплектного распределительного устройства, автоматический выключатель, исполнительный орган, выход которого подключен в цепь отключения выключателя.A device for current protection of electrical installations [RU No. 2678189 C1, H02H 3/00, G01R 33/02, publ. 01/24/2019], containing three blocks for mounting reed switches, each of which contains a plate, on the outer side of which these reed switches are fixed at different angles to the cross-sectional plane of the current-carrying busbar, located in the bus compartment of the complete switchgear, a circuit breaker, an executive body , the output of which is connected to the trip circuit of the switch.

Недостатком этого устройства является то, что оно в своем составе содержит значительное количество используемых элементов, является громоздким, а также отсутствует обмотка, надетая на геркон, используемая для управления им.The disadvantage of this device is that it contains a significant number of used elements, is bulky, and there is no winding put on the reed switch used to control it.

Ближайшим к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство [KZ №33108, Н02Н 7/22, Н02Н 3/08, опубл. 17.09.2018 г.], содержащее геркон с обмоткой управления, надетой на него, указательное реле, исполнительный орган, выход которого через нормально замкнутые контакты кнопочного переключателя включен в цепь отключения выключателя электроустановки и через нормально разомкнутые контакты подключен к указательному реле, источник переменного напряжения.Closest to the proposed invention in terms of technical essence and the achieved result is the device [KZ No. 33108, H02H 7/22, H02H 3/08, publ. 09/17/2018], containing a reed switch with a control winding put on it, an indicator relay, an executive body, the output of which is connected through the normally closed contacts of the pushbutton switch to the shutdown circuit of the electrical installation switch and is connected to the indicator relay through normally open contacts, an alternating voltage source .

Недостатком данного устройства является отсутствие непрерывного контроля исправности устройства, что может привести к несвоевременной защите электроустановки.The disadvantage of this device is the lack of continuous monitoring of the health of the device, which can lead to untimely protection of the electrical installation.

Технической проблемой, решаемой предложенным устройством, является реализация упрощенного устройства максимальной токовой защиты с непрерывным контролем исправности, выполненного с помощью катушки индуктивности, представляющего из себя совершенно новый подход в реализации токовых защит для различных электроустановок, с любым классом номинального напряжения.The technical problem solved by the proposed device is the implementation of a simplified overcurrent protection device with continuous health monitoring, made using an inductor, which is a completely new approach in the implementation of current protection for various electrical installations, with any class of rated voltage.

Решение данной технической проблемы достигается тем, что в устройство максимальной токовой защиты, содержащее указательное реле, исполнительный орган, в качестве которого используется промежуточное реле с обмоткой и с контактом на замыкание, которое выходом подключено в цепь отключения выключателя электроустановки, согласно изобретению, введены катушка индуктивности, усилитель напряжения, реле времени с обмоткой и контактом с выдержкой времени на замыкание, источник постоянного тока.The solution to this technical problem is achieved by the fact that an inductor , voltage amplifier, time relay with winding and time delay contact, direct current source.

На фиг. 1 представлено устройство максимальной токовой защиты.In FIG. 1 shows an overcurrent protection device.

Заявляемое устройство, не содержащее в своем составе токовых реле и трансформаторов тока с ферромагнитными сердечниками, выполняет максимальную токовую защиту электроустановок любого класса напряжения, реализуемую с помощью катушки индуктивности.The claimed device, which does not contain current relays and current transformers with ferromagnetic cores, performs the maximum current protection of electrical installations of any voltage class, implemented using an inductor.

Устройство максимальной токовой защиты содержит катушку индуктивности 1, подключенную к усилителю напряжения 2, который усиливает значение напряжения, снимаемого с выводов катушки индуктивности 1 до требуемого и подключенный к обмотке 3 реле времени 4, источник постоянного тока 5, с полюса «+» которого положительный потенциал поступает на контакт с выдержкой времени на замыкание 6 реле времени 4, к которому подключен первый вывод обмотки 7 промежуточного реле 8, положительный потенциал полюса «+» поступает к контакту на замыкание 9 промежуточного реле 8, который в свою очередь подключен к первому выводу указательного реле 10, а с него к первому выводу обмотки катушки отключения (КО) 11 выключателя электроустановки. Второй вывод обмотки 7 промежуточного реле 8 и катушки отключения (КО) 11 подключены к полюсу «-» источника постоянного тока 5 (фиг. 1).The overcurrent protection device contains an inductor 1 connected to a voltage amplifier 2, which amplifies the voltage value taken from the terminals of the inductor 1 to the required one and connected to the winding 3 of the time relay 4, a direct current source 5, from the “+” pole of which the positive potential enters the contact with a time delay for closing 6 of the time relay 4, to which the first output of the winding 7 of the intermediate relay 8 is connected, the positive potential of the “+” pole goes to the contact for closing 9 of the intermediate relay 8, which in turn is connected to the first output of the indicating relay 10, and from it to the first output of the winding of the trip coil (KO) 11 of the electrical installation switch. The second output of the winding 7 of the intermediate relay 8 and the trip coil (KO) 11 is connected to the "-" pole of the DC source 5 (Fig. 1).

В качестве катушки индуктивности 1 может быть использована катушка реле типа РП-25; реле времени 3-реле типа REXL; промежуточного реле 8, реле типа РТ570220; указательного реле 10- реле типа РУ-21.As an inductor 1, a relay coil of the RP-25 type can be used; time relay 3-relay type REXL; intermediate relay 8, relay type RT570220; indicator relay 10 - relay type RU-21.

Принцип действия заявляемого устройства основан на воздействие магнитных потоков Ф (показано стрелками), созданных токами токоведущих шин защищаемой электроустановки на катушку индуктивности 1 (фиг. 1). Данное устройство, представляя из себя комплект защиты, может устанавливаться в ячейках КРУ, ЗРУ и в закрытых токопроводах, как для всех трех фаз в одном комплекте, так и для каждой фазы отдельным комплектом, в том месте, где имеется максимальное значение магнитных потоков.The principle of operation of the proposed device is based on the effect of magnetic fluxes f (shown by arrows), created by the currents of the current-carrying tires of the protected electrical installation on the inductor 1 (Fig. 1). This device, being a set of protection, can be installed in cells of switchgear, indoor switchgear and in closed current ducts, both for all three phases in one set, and for each phase in a separate set, in the place where there is a maximum value of magnetic fluxes.

При коротком замыкании на защищаемой электроустановке, ток в ее токоведущих шинах возрастает и катушка индуктивности 1, установленная на безопасном по ПУЭ расстоянии от данных токоведущих шин реагирует на изменения магнитного поля, и в ней индуктируется повышенное значение ЭДС (фиг. 1). В силу того что значение данного снимаемого напряжения с выводов катушки индуктивности 1 имеет значение порядка 5 В, то оно повышается с помощью усилителя напряжения (У) 2 до значения, равного U=220 В (при этом коэффициент усиления равен

и подается на выводы обмотки 3 реле времени 4. В результате срабатывает контакт с выдержкой времени (0,02 с.) на замыкание 6 данного реле 4, и посылает потенциал «+», поступающий с источника постоянного тока 5 на первый вывод обмотки 7 промежуточного реле 8. Промежуточное реле 8 сработав, подает потенциал «+» через свой контакт на замыкание 9 на первый вывод катушки отключения 11 выключателя электроустановки. В результате защищаемая электроустановка отключается. Срабатывание максимальной токовой защиты при этом фиксируется указательным реле (РУ)10.In the event of a short circuit in the protected electrical installation, the current in its current-carrying tires increases and the inductor 1, installed at a safe distance according to the PUE from these current-carrying tires, reacts to changes in the magnetic field, and an increased EMF value is induced in it (Fig. 1). Due to the fact that the value of this voltage removed from the terminals of the inductor 1 has a value of the order of 5 V, it is increased with the help of a voltage amplifier (U) 2 to a value equal to U = 220 V (in this case, the gain is equal to

and is fed to the terminals of the winding 3 of the time relay 4. As a result, a contact with a time delay (0.02 s.) is activated to close 6 of this relay 4, and sends the potential "+" coming from the DC source 5 to the first output of the winding 7 of the intermediate relay 8. The intermediate relay 8, having actuated, supplies the potential "+" through its contact to the circuit 9 to the first output of the trip coil 11 of the electrical installation switch. As a result, the protected electrical installation is switched off. The operation of the overcurrent protection in this case is fixed by the indicator relay (RU)10.

В нормальном режиме работы электроустановки, параметры в усилителе напряжения 2 отрегулированы так, чтобы он срабатывал лишь при появлении на его выводах напряжения, свыше 5 В, а при значении напряжения меньше данного устройство максимальной токовой защиты на отключение электроустановки не срабатывает.In the normal mode of operation of the electrical installation, the parameters in the voltage amplifier 2 are adjusted so that it operates only when a voltage of more than 5 V appears on its outputs, and if the voltage value is less than this, the overcurrent protection device does not work to turn off the electrical installation.

Отсутствие применения в данном устройстве токовых реле и трансформаторов тока с ферромагнитными сердечниками, содержащих в своем составе дорогостоящие сталь, медь и высоковольтную изоляцию, имеющих также значительные весогабаритные параметры отвечает актуальному вопросу в релейной защите - ресурсосбережению и представляет из себя совершенно новый подход в реализации максимально - токовых защит для различных электроустановок с любым классом номинального напряжения, реализуемых на катушке индуктивности.The absence of the use in this device of current relays and current transformers with ferromagnetic cores, containing expensive steel, copper and high-voltage insulation, which also have significant weight and size parameters, answers the current issue in relay protection - resource saving and is a completely new approach to implementing the most current protection for various electrical installations with any class of rated voltage, implemented on the inductor.

Claims

An overcurrent protection device containing an indicator relay, an executive body, which is used as an intermediate relay with a winding and with a closing contact, which is connected by an output to the shutdown circuit of the electrical installation switch, characterized in that it has an inductor connected to a voltage amplifier, which amplifies the value of the voltage taken from the terminals of the inductor to the required one, and is connected to the winding of the time relay, containing a contact with a time delay for closing, which receives a positive potential from the positive pole of the DC source, and to which the first output of the winding of the intermediate relay is connected, the positive potential of the positive pole is supplied to the closing contact of the intermediate relay, which in turn is connected to the first output of the indicating relay, and from it to the first output of the winding of the trip coil (KO) of the electrical installation switch.