RU2806447C1 - Relay protection device for networks with low-power power sources - Google Patents

Relay protection device for networks with low-power power sources Download PDF

Info

Publication number
RU2806447C1
RU2806447C1 RU2023111851A RU2023111851A RU2806447C1 RU 2806447 C1 RU2806447 C1 RU 2806447C1 RU 2023111851 A RU2023111851 A RU 2023111851A RU 2023111851 A RU2023111851 A RU 2023111851A RU 2806447 C1 RU2806447 C1 RU 2806447C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power
power supply
output
input
load
Prior art date
Application number
RU2023111851A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ян Леонардович Арцишевский
Кирилл Павлович Еремин
Антон Алексеевич Иванов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2806447C1 publication Critical patent/RU2806447C1/en

Links

Abstract

FIELD: electric power industry.
SUBSTANCE: invention relates to the systems for disconnecting short circuits in the intra-house power supply network. The known relay protection device for networks with low-power power sources, containing a sensitivity module, which includes a measuring-actuating element and a first closing element, is equipped with additional sensitivity modules, as well as modules for disconnecting excess load consumers and a power supply. The number of sensitivity modules and modules for disconnecting excess load consumers corresponds to the number of consumer load groups on which differential circuit breakers are installed. All sensitivity modules are made identically, their measuring and triggering element is installed in phase L of the critical load power circuit and its input is connected to the first output of the power supply. The output of the measuring-actuating element is connected to the first input of the first closing element, the second input of which is connected to phase L of the critical load power circuit, and the output is connected to the neutral working conductor N of the same circuit at the output of the critical load differential circuit breaker. All modules for disconnecting excess load consumers are designed identically and include a second closing element, the first input of which is connected to the second output of the power supply, the second input is connected to phase L of the excess load power circuit, and the output is connected to the neutral working conductor N of the same circuit at the output of the differential overload machine. The input of the power supply is configured to be connected to a switch installed in the electrical panel and configured to connect power wires from a general industrial network and power wires from a backup low-power source of electricity. The measuring and triggering element is a microprocessor configured to load and update the current setting value of a backup low-power source of electricity. In this case, the first and second closing bodies are identical magnetic releases. The sensitivity module, the module for disconnecting excess load consumers and the power supply are designed to be installed in an electrical panel.
EFFECT: expanding the scope of application, simplifying the design, installation and use of the relay protection device, ensuring selectivity and sensitivity of the 0.4 kV input electrical panel equipment when powered by low-power power sources.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электроэнергетике, автоматизации систем электроснабжения 0,4 кВ, в частности, к системам отключения короткого замыкания во внутридомовой сети электроснабжения и может быть использовано для обеспечения чувствительности комплекса аппаратуры электрического щита 0,4 кВ ввода при переводе питания от общепромышленной сети на собственный маломощный источник электроэнергии.The invention relates to the electric power industry, automation of 0.4 kV power supply systems, in particular, to systems for disconnecting short circuits in the intra-house power supply network and can be used to ensure the sensitivity of the 0.4 kV input electrical panel equipment when transferring power from a general industrial network to its own low-power one source of electricity.

При питании от внешней электрической сети энергоснабжающей организации токи в режимах короткого замыкания (КЗ), как правило, на порядок больше максимального рабочего, поэтому применяются автоматические выключатели с быстродействующей токовой отсечкой и время-токовой характеристикой разных типов. Автоматические выключатели, как правило, устанавливаются в электрический щиток на границе вводного питающего кабеля и проводки дома или квартиры. При переводе питания от сети на собственный маломощный генератор (бензиновый, дизельный или газовый) или источники возобновляемой энергетики с накопителями и инвертором (далее - резервные маломощные источники), токи КЗ оказываются ограничены и превосходят рабочий номинальной ток всего лишь на несколько десятков процентов, например на 10-25%. Это объясняется малой мощностью резервных источников и приводит к потере чувствительности к токам КЗ автоматических выключателей в типовом комплекте аппаратуры электрического щита (далее - щиток). Установленные в щитке автоматические выключатели при длительных перегрузках так же, как и в режиме КЗ, не успеют отключить потребителя до возникновения аварийной ситуации (пожара), так как при таких токах аппаратура окажется нечувствительной или сработает с очень большим замедлением. Самостоятельно откалибровать уставки уже смонтированных в щиток автоматических выключателей, как известно, не представляется возможным, так как для большинства из них этого не предусмотрено самой конструкцией автомата.When powered from an external electrical network of the energy supplying organization, currents in short circuit (SC) modes are usually an order of magnitude greater than the maximum operating one, therefore, circuit breakers with high-speed current cut-off and time-current characteristics of different types are used. Automatic switches, as a rule, are installed in the electrical panel at the border of the input power cable and the wiring of the house or apartment. When transferring power from the network to your own low-power generator (petrol, diesel or gas) or renewable energy sources with storage devices and an inverter (hereinafter referred to as backup low-power sources), short-circuit currents are limited and exceed the operating rated current by only a few tens of percent, for example by 10-25%. This is explained by the low power of backup sources and leads to a loss of sensitivity to short-circuit currents of circuit breakers in a typical set of electrical panel equipment (hereinafter referred to as the panel). During long-term overloads, as well as in short-circuit mode, the circuit breakers installed in the panel will not have time to disconnect the consumer before an emergency (fire) occurs, since at such currents the equipment will be insensitive or will operate with a very large delay. As you know, it is not possible to independently calibrate the settings of circuit breakers already installed in the panel, since for most of them this is not provided for by the design of the circuit breaker itself.

Известен автоматический выключатель (Патент RU № 2074441, публ. 10.06.1996, МПК Н01Н73/18), содержащий расположенные в корпусе неподвижный контактодержатель, подвижный контактодержатель, кнопку включения с траверсой и пружиной контактного нажатия, кнопку отключения, тепловой расцепитель максимального тока, электромагнитный расцепитель максимального тока с поворотным якорем и механизм свободного расцепления, состоящий из поворотного расцепляющего рычага, имеющего возможность входить в зацепление с поворотным якорем электромагнитного расцепителя, при этом выключатель снабжен подпружиненным рычагом, установленным в корпусе между якорем и расцепляющим рычагом, подвижный контактодержатель снабжен сквозным открытым пазом, расцепляющий рычаг двумя продольными пазами, соосными сквозному открытому пазу подвижного контактодержателя, на расцепляющем рычаге и подвижном контактодержателе выполнены пуклевки, а траверса кнопки включения выполнена в форме плоского трезубца, крайними зубцами пропущена через продольные пазы расцепляющего рычага, средним зубцом поджата к расцепляющему рычагу так, что один крайний зубец входит в пружину контактного нажатия, другой крайний зубец в зацепление с подпружиненным рычагом, а расцепляющий рычаг с подвижным контактодержателем контактируют и образуют пуклевками сферический шарнир. A known automatic circuit breaker (Patent RU No. 2074441, published 06/10/1996, MPK N01N73/18) containing a fixed contact holder, a movable contact holder, an on button with a traverse and a contact pressure spring, a shutdown button, a thermal overcurrent release, an electromagnetic release located in the housing maximum current with a rotary armature and a free release mechanism, consisting of a rotary trip lever, which has the ability to engage with the rotary armature of the electromagnetic release, while the switch is equipped with a spring-loaded lever installed in the housing between the armature and the trip lever, the movable contact holder is equipped with a through open groove, the tripping lever has two longitudinal grooves coaxial to the through open groove of the movable contact holder, there are pins on the tripping lever and the movable contact holder, and the traverse of the switching button is made in the shape of a flat trident, the outer teeth are passed through the longitudinal grooves of the tripping lever, the middle tooth is pressed against the tripping lever so that one outermost tooth engages with the contact pressure spring, the other outermost tooth engages with a spring-loaded lever, and the release lever with the movable contact holder contacts and forms a spherical hinge with pins.

Недостатками настоящего технического решения являются сложность конструкции, ограниченная область применения из-за диапазона исполнений выключателя только в сторону больших токов, необходимость пересчёта токов короткого замыкания для выбора уставок автоматических выключателей и длительный процесс установки.The disadvantages of this technical solution are the complexity of the design, limited scope due to the range of circuit breaker designs only in the direction of high currents, the need to recalculate short-circuit currents to select the settings of circuit breakers, and the lengthy installation process.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство релейной защиты для сетей с маломощными источниками электроэнергии (публ. DE № 102006030671, опубл. 10.01.2008, МПК H01H71/08), содержащее блок обеспечения чувствительности, включающий электронный детектор для обнаружения тока повреждения на стороне нагрузки, данный блок установлен на защищаемой фазе и соединен с блоком питания устройства, который состоит из конденсаторной батареи, энергии которой достаточно для питания блока отключения нагрузки. Измерительный орган устройства, выполненный в виде катушки (трансформатора тока), установлен на защищаемой фазе и соединен с блоком обеспечения чувствительности при превышении заданного порога силы тока (уставки) через электрическую связь передают соответствующий сигнал в замыкающий орган, выполненный в виде короткозамыкающих соединительных стержней, которые при активации замыкаются на срок до 50 мс. Указанные выше блоки образуют устройство, которое при коротком замыкании на одной из фаз замыкают сразу 3 фазы. Данное изобретение относится к автоматическому выключателю, в котором на стороне нагрузки на соединительных шинах питания имеется устройство короткого замыкания, расположенное для создания короткого замыкания между шинами питания. Изобретение объединяет автоматический выключатель с устройством короткого замыкания, так что получается упрощенная система обнаружения короткого замыкания. Посредством измерительно-срабатывающего органа, присоединенного к трем фазам, подается сигнал на замыкающий орган. Таким образом, данное изобретение является целостным устройством с автоматическим выключателем, представлено в трехфазном исполнении, измерительно-срабатывающий орган выполнен электромеханическим с единственным значением параметров срабатывания (уставки).The closest in technical essence to the proposed invention is a relay protection device for networks with low-power power sources (published DE No. 102006030671, published 01/10/2008, IPC H01H71/08), containing a sensitivity unit, including an electronic detector for detecting fault current on load side, this unit is installed on the protected phase and connected to the device’s power supply, which consists of a capacitor bank, the energy of which is sufficient to power the load disconnect unit. The measuring element of the device, made in the form of a coil (current transformer), is installed on the protected phase and is connected to the sensitivity unit when the specified current threshold (set) is exceeded through an electrical connection, transmits the corresponding signal to the closing element, made in the form of short-circuiting connecting rods, which when activated, they close for up to 50 ms. The above blocks form a device that, in the event of a short circuit in one of the phases, closes 3 phases at once. This invention relates to a circuit breaker in which, on the load side of the power supply busbars, there is a short circuit device arranged to create a short circuit between the power busbars. The invention combines a circuit breaker with a short circuit device so that a simplified short circuit detection system is obtained. By means of a measuring and triggering element connected to the three phases, a signal is sent to the closing element. Thus, this invention is an integral device with a circuit breaker, presented in a three-phase design, the measuring and triggering element is made electromechanical with a single value of the response parameters (setpoints).

Недостатками настоящего технического решения являются узкая область применения из-за реализации только одного значения уставки срабатывания, сложность конструкции, неудобство монтажа и применения из-за необходимости полной замены имеющихся защитных выключателей на новое устройство защиты.The disadvantages of this technical solution are the narrow scope of application due to the implementation of only one response setting value, the complexity of the design, the inconvenience of installation and use due to the need to completely replace existing protective switches with a new protection device.

Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение адаптирования устройства защиты под различную мощность маломощных источников питания.The technical objective of the proposed invention is to ensure the adaptation of the protection device to different powers of low-power power sources.

Технический результат заключается в расширении области применения, упрощении конструкции, монтажа и применения устройства релейной защиты с обеспечением селективности при питании от маломощных источников электроэнергии.The technical result consists in expanding the scope of application, simplifying the design, installation and use of the relay protection device while ensuring selectivity when powered from low-power electrical sources.

Это достигается тем, что известное устройство релейной защиты для сетей с маломощными источниками электроэнергии, содержащее модуль обеспечения чувствительности, включающий в себя измерительно-срабатывающий орган и первый замыкающий орган, снабжено дополнительными модулями обеспечения чувствительности, а также модулями отключения потребителей избыточной нагрузки и блоком питания, причем количество модулей обеспечения чувствительности и модулей отключения потребителей избыточной нагрузки соответствует количеству групп нагрузки потребителя, на которых установлены дифференциальные автоматы, при этом все модули обеспечения чувствительности выполнены идентично, их измерительно-срабатывающий орган установлен в фазе L цепи питания ответственной нагрузки и его вход подключен к первому выходу блока питания, выход измерительно-срабатывающего органа подключен к первому входу первого замыкающего органа, второй вход которого подключен к фазе L цепи питания ответственной нагрузки, а выход - к нулевому рабочему проводнику N той же цепи на выходе из дифференциального автомата ответственной нагрузки, все модули отключения потребителей избыточной нагрузки выполнены идентично и включают второй замыкающий орган, первый вход которого подключен ко второму выходу блока питания, второй вход подсоединен к фазе L цепи питания избыточной нагрузки, а выход - к нулевому рабочему проводнику N той же цепи на выходе из дифференциального автомата избыточной нагрузки, вход блока питания выполнен с возможностью подключения к рубильнику, установленному в электрическом щите и выполненному с возможностью подключения проводов питания от общепромышленной сети и проводов питания от резервного маломощного источника электроэнергии, измерительно-срабатывающий орган представляет собой микропроцессор, выполненный с возможностью загрузки и обновления значения тока уставки резервного маломощного источника электроэнергии посредством USB-порта, расположенного на поверхности модуля обеспечения чувствительности. При этом первый и второй замыкающие органы представляют собой идентичные магнитные расцепители. Модуль обеспечения чувствительности, модуль отключения потребителей избыточной нагрузки и блок питания выполнены с возможностью установки в электрическом щите.This is achieved by the fact that the known relay protection device for networks with low-power power sources, containing a sensitivity module, which includes a measuring-actuating element and a first closing element, is equipped with additional sensitivity modules, as well as modules for disconnecting excess load consumers and a power supply, moreover, the number of modules for providing sensitivity and modules for disconnecting consumers of excess load corresponds to the number of consumer load groups on which differential circuit breakers are installed, while all modules for providing sensitivity are made identically, their measuring and triggering element is installed in phase L of the power supply circuit of the critical load and its input is connected to the first output of the power supply, the output of the measuring-actuating element is connected to the first input of the first closing element, the second input of which is connected to phase L of the critical load power circuit, and the output is connected to the neutral working conductor N of the same circuit at the output of the critical load differential circuit breaker, all modules for disconnecting excess load consumers are designed identically and include a second closing element, the first input of which is connected to the second output of the power supply, the second input is connected to phase L of the excess load power supply circuit, and the output is connected to the neutral working conductor N of the same circuit at the output of the differential machine excess load, the input of the power supply is made with the ability to connect to a switch installed in the electrical panel and made with the ability to connect power wires from a general industrial network and power wires from a backup low-power source of electricity, the measuring and triggering element is a microprocessor made with the ability to download and update the current setting value of the backup low-power power source via a USB port located on the surface of the sensitivity module. In this case, the first and second closing bodies are identical magnetic releases. The sensitivity module, the module for disconnecting excess load consumers and the power supply are designed to be installed in an electrical panel.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена конструкция предлагаемого устройства релейной защиты для сетей с маломощными источниками электроэнергии, на фиг. 2 представлена схема подключения предлагаемого устройства к комплекту аппаратуры электрического щита.The essence of the invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows the design of the proposed relay protection device for networks with low-power power sources; Fig. Figure 2 shows a diagram of connecting the proposed device to the electrical panel equipment set.

Устройство релейной защиты для сетей с маломощными источниками электроэнергии содержит К модулей обеспечения чувствительности (МОЧ) 1, М модулей отключения потребителей избыточной нагрузки (МОПИН) 2 и блок питания (БП) 3. При этом каждый модуль обеспечения чувствительности 1 включает в себя измерительно-срабатывающий орган (ИСО) 4 и первый замыкающий орган (ЗО1) 5. Причем измерительно-срабатывающий орган 4 установлен в фазе L цепи питания ответственной нагрузки 6 и его вход подключен к первому выходу блока питания 3. Выход измерительно-срабатывающего органа 4 подключен к первому входу первого замыкающего органа 5, второй вход которого подключен к фазе L цепи питания ответственной нагрузки 6, а выход - к нулевому рабочему проводнику N той же цепи на выходе из дифференциального автомата (ДА) ответственной нагрузки 7. The relay protection device for networks with low-power sources of electricity contains K modules for providing sensitivity (MOCH) 1, M modules for disconnecting consumers of excess load (MOPIN) 2 and a power supply unit (BP) 3. Moreover, each module for providing sensitivity 1 includes a measuring-triggered body (ISO) 4 and first closing body (ZO1) 5. Moreover, the measuring-actuating element 4 is installed in phase L of the power supply circuit of the critical load 6 and its input is connected to the first output of the power supply 3. The output of the measuring-actuating element 4 is connected to the first input of the first closing element 5, the second input of which is connected to phase L power circuit of the critical load 6, and the output - to the zero working conductor N of the same circuit at the output of the differential circuit breaker (DA) of the critical load 7.

Каждый модуль отключения потребителей избыточной нагрузки 2 включает второй замыкающий орган (ЗО2) 8, первый вход которого подключен ко второму выходу блока питания 3, второй вход подсоединен к фазе L цепи питания избыточной нагрузки 9, а выход - к нулевому рабочему проводнику N той же цепи на выходе из дифференциального автомата (ДА) избыточной нагрузки 10. Each module for disconnecting excess load consumers 2 includes a second closing element (ZO2) 8, the first input of which is connected to the second output of the power supply 3, the second input is connected to phase L of the excess load power supply circuit 9, and the output is connected to the neutral working conductor N of the same circuit at the output of the differential machine (DA) of excess load 10.

Вход блока питания (БП) 3 подключен к рубильнику (Р) 11, выполненному с возможностью подключения проводов питания от общепромышленной сети 12 и проводов питания от резервного маломощного источника электроэнергии 13.The input of the power supply unit (PSU) 3 is connected to the switch (P) 11, made with the ability to connect power wires from the general industrial network 12 and power wires from the backup low-power power source 13.

На поверхности модуля обеспечения чувствительности 1 расположен USB-порт 14.On the surface of the sensitivity module 1 there is a USB port 14.

Измерительно-срабатывающий орган 4 представляет собой микропроцессор (содержащий преобразователь тока), выполненный с возможностью загрузки и обновления значения тока уставки, соответствующего конкретному устанавливаемому резервному маломощному источнику электроэнергии 13 (электрогенератору), посредством USB-порта 14.The measuring and triggering element 4 is a microprocessor (containing a current converter) configured to load and update the set current value corresponding to a specific installed backup low-power source of electricity 13 (electric generator) via USB port 14.

Первый 5 и второй 8 замыкающие органы представляют собой идентичные магнитные расцепители.The first 5 and second 8 closing elements are identical magnetic releases.

Количество К модулей обеспечения чувствительности 1, а также количество М модулей отключения потребителей избыточной нагрузки 2 выбирается в соответствии с количеством групп нагрузки потребителя (приоритетной и избыточной), на которых установлены дифференциальные автоматы. The number K of modules for providing sensitivity 1, as well as the number M of modules for disconnecting consumers of excess load 2, is selected in accordance with the number of consumer load groups (priority and excess) on which differential circuit breakers are installed.

Модуль обеспечения чувствительности 1, модуль отключения потребителей избыточной нагрузки 2 и блок питания 3 установлены в электрическом щите 15.The sensitivity module 1, the module for disconnecting excess load consumers 2 and the power supply 3 are installed in the electrical panel 15.

Устройство релейной защиты для сетей с маломощными источниками электроэнергии работает следующим образом.A relay protection device for networks with low-power power sources operates as follows.

При питании от общепромышленной сети 12 рубильник 11 установлен в положении «питание от сети», при котором цепи питания ответственной нагрузки 6 и избыточной нагрузки 9 подключены к проводам питания от общепромышленной сети 12. При этом блок питания 3 подключен к общепромышленной сети 12 и накапливает энергию для последующего питания модуля обеспечения чувствительности 1 и модуля отключения потребителей избыточной нагрузки 2. Устройство релейной защиты при этом не функционирует. When powered from a general industrial network 12, the switch 11 is installed in the “power supply” position, in which the power circuits of the critical load 6 and excess load 9 are connected to the power wires from the general industrial network 12. In this case, the power supply 3 is connected to the general industrial network 12 and accumulates energy for subsequent power supply of the sensitivity module 1 and the module for disconnecting excess load consumers 2. The relay protection device does not function in this case.

При переходе на резервный маломощный источник энергии 13 рубильник 11 переводят в положение «питание от маломощного источника энергии», при этом блок питания 3 перестает получать электропитание и переходит в режим источника электропитания для модуля обеспечения чувствительности 1 и модуля отключения потребителей избыточной нагрузки 2. When switching to a backup low-power energy source 13, the switch 11 is switched to the “power supply from a low-power energy source” position, while the power supply 3 stops receiving power and switches to the power supply mode for the sensitivity module 1 and the module for disconnecting excess load consumers 2.

При этом измерительно-срабатывающий орган 4 непрерывно измеряет ток в фазе L цепи питания приоритетной нагрузки 6 и сравнивает его с установленным в нем значением тока уставки маломощного источника электроэнергии 13. Установку значения тока уставки в измерительно-срабатывающий орган 4 осуществляет оператор посредством USB-порта 14 при монтаже предлагаемого устройства релейной защиты к комплекту аппаратуры электрического щита 15.In this case, the measuring and triggering element 4 continuously measures the current in phase L of the power supply circuit of the priority load 6 and compares it with the set current value of the low-power power source 13 set in it. The setting current value in the measuring and triggering element 4 is set by the operator via the USB port 14 when installing the proposed relay protection device to the electrical panel equipment set 15.

Если ток в фазе L цепи питания ответственной нагрузки 6 не превышает значение тока уставки, то потребители получают электропитание от маломощного источника электроэнергии 13, фаза L которого проходит через рубильник 11, модуль отключения потребителей избыточной нагрузки 2 и дифференциальный автомат ответственной нагрузки 7 и подает питание в цепь приоритетной нагрузки 6. If the current in phase L of the power supply circuit of the critical load 6 does not exceed the value of the set current, then consumers receive power from a low-power power source 13, phase L of which passes through the switch 11, the module for disconnecting consumers of excess load 2 and the differential circuit breaker of the critical load 7 and supplies power to priority load circuit 6.

При превышении измеренным током значения тока уставки измерительно-срабатывающий орган 4 подает сигнал на первый замыкающий орган 5, который замыкает входную фазу L дифференциального автомата ответственной нагрузки 7 и нейтраль на выходе дифференциального автомата приоритетной нагрузки 7, имитируя утечку тока, на которую срабатывает дифференциальный автомат приоритетной нагрузки 7 и отключает цепь приоритетной нагрузки 6.When the measured current exceeds the set current value, the measuring-triggered element 4 sends a signal to the first closing element 5, which closes the input phase L of the critical load differential machine 7 and the neutral at the output of the priority load differential machine 7, simulating a current leak that is triggered by the priority differential machine load 7 and turns off the priority load circuit 6.

Также при переходе на резервный маломощный источник энергии 13 блок питания 3 подает питание на модуль отключения потребителей избыточной нагрузки 2, после чего второй замыкающий орган 8 замыкает входную фазу L дифференциального автомата избыточной нагрузки 10 и нейтраль на выходе дифференциального автомата избыточной нагрузки 10, имитируя утечку тока, на которую срабатывает дифференциальный автомат избыточной нагрузки 10 и отключает цепь питания избыточной нагрузки 9 (теплый пол, кондиционер, неответственные насосы и т.п.).Also, when switching to a backup low-power energy source 13, the power supply 3 supplies power to the module for disconnecting consumers of excess load 2, after which the second closing element 8 closes the input phase L of the differential circuit breaker of excess load 10 and the neutral at the output of the differential circuit breaker of excess load 10, simulating a current leakage , to which the differential overload circuit breaker 10 is triggered and turns off the power supply circuit of the excess load 9 (warm floors, air conditioning, unimportant pumps, etc.).

При возвращении на питание от общепромышленной сети 12 рубильник 11 возвращают в положение «питание от сети», блок питания 3 начинает получать питание, переходит в режим подзаряда и перестает подавать питание на измерительно-срабатывающий орган 4 и второй замыкающий орган 8 и устройство для релейной защиты выключается из работы.When returning to power from the general industrial network 12, the switch 11 is returned to the “power supply” position, the power supply 3 begins to receive power, switches to recharging mode and stops supplying power to the measuring element 4 and the second closing element 8 and the device for relay protection turns off from work.

Таким образом, предлагаемое изобретение воздействуя на дифференциальный автомат избыточной-неприоритетной нагрузки 10, осуществляет ее (9) принудительное отключение при переходе на питание от резервного маломощного источника электроэнергии 13 для максимально эффективного электроснабжения приоритетной нагрузки 6. При этом изобретение реализует защиту от токов коротких замыканий для цепи приоритетной нагрузки 6 в режиме питания от резервного маломощного источника электроэнергии 13 посредством имитации тока утечки для дифференциального автомата приоритетной нагрузки 7, обеспечивая его срабатывание для отключения цепи приоритетной нагрузки 6, и тем, самым, предотвращая аварийную ситуацию вплоть до пожара.Thus, the proposed invention, acting on the differential circuit breaker of the excess-non-priority load 10, performs its (9) forced shutdown when switching to power from a backup low-power source of electricity 13 for the most efficient power supply of the priority load 6. In this case, the invention implements protection against short circuit currents for the priority load circuit 6 in power mode from a backup low-power power source 13 by simulating the leakage current for the priority load differential circuit breaker 7, ensuring its operation to disconnect the priority load circuit 6, and thereby preventing an emergency situation up to a fire.

Предлагаемое устройство релейной защиты является компактным и легко монтируется в дополнение к имеющемуся комплекту аппаратуры электрического щита 15, не требуя демонтажа каких-либо ранее установленных аппаратов (в отличие от устройства-прототипа, являющегося единым целым с автоматическим выключателем и требующего предварительного демонтажа имеющихся выключателей). Таким образом, предлагаемое устройство проще в установке, демонтаже, ремонте.The proposed relay protection device is compact and can be easily installed in addition to the existing set of electrical panel equipment 15, without requiring the dismantling of any previously installed devices (unlike the prototype device, which is integral with the circuit breaker and requires preliminary dismantling of the existing switches). Thus, the proposed device is easier to install, dismantle, and repair.

Также предлагаемое изобретение представлено в однофазном исполнении, что значительно упрощает его конструкцию и позволяет подключать пофазно дифференциальные автоматы в отличие от прототипа, выполненного исключительно в трехфазном исполнении.Also, the proposed invention is presented in a single-phase design, which greatly simplifies its design and allows differential circuit breakers to be connected in phases in contrast to the prototype, which was made exclusively in three-phase design.

В устройстве-прототипе измерительно-срабатывающий орган выполнен электромеханическим с единственным значением параметров срабатывания, а предлагаемое изобретение подразумевает использование микроконтроллера с возможностью установки различных параметров срабатывания (значений уставки), что позволяет существенно расширить его область применения за счет возможности использования с любым маломощным источником электроэнергии.In the prototype device, the measuring and triggering element is made electromechanical with a single value of response parameters, and the proposed invention involves the use of a microcontroller with the ability to set various response parameters (set values), which can significantly expand its scope of application due to the possibility of use with any low-power source of electricity.

Наличие в предлагаемом изобретении модуля отключения потребителей избыточной нагрузки 2 позволяет энергоэффективнее использовать маломощный источник электроэнергии 13 для питания цепей ответственной нагрузки 6, обеспечивая селективность комплекта аппаратуры электрического щита 0,4 кВ.The presence in the proposed invention of a module for disconnecting consumers of excess load 2 makes it possible to more efficiently use a low-power source of electricity 13 to power critical load circuits 6, ensuring selectivity of the 0.4 kV electrical panel equipment set.

Использование изобретения позволяет расширить область применения, упростить конструкцию, монтаж и использование устройства релейной защиты с обеспечением селективности при питании от маломощных источников электроэнергии.The use of the invention makes it possible to expand the scope of application, simplify the design, installation and use of a relay protection device while ensuring selectivity when powered from low-power electrical sources.

Claims (3)

1. Устройство релейной защиты для сетей с маломощными источниками электроэнергии, содержащее модуль обеспечения чувствительности, включающий в себя измерительно-срабатывающий орган и первый замыкающий орган, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными модулями обеспечения чувствительности, а также модулями отключения потребителей избыточной нагрузки и блоком питания, причем количество модулей обеспечения чувствительности и модулей отключения потребителей избыточной нагрузки соответствует количеству групп нагрузки потребителя, на которых установлены дифференциальные автоматы, при этом все модули обеспечения чувствительности выполнены идентично, их измерительно-срабатывающий орган установлен в фазе L цепи питания ответственной нагрузки и его вход подключен к первому выходу блока питания, выход измерительно-срабатывающего органа подключен к первому входу первого замыкающего органа, второй вход которого подключен к фазе L цепи питания ответственной нагрузки, а выход – к нулевому рабочему проводнику N той же цепи на выходе из дифференциального автомата ответственной нагрузки, все модули отключения потребителей избыточной нагрузки выполнены идентично и включают второй замыкающий орган, первый вход которого подключен ко второму выходу блока питания, второй вход подсоединен к фазе L цепи питания избыточной нагрузки, а выход – к нулевому рабочему проводнику N той же цепи на выходе из дифференциального автомата избыточной нагрузки, вход блока питания выполнен с возможностью подключения к рубильнику, установленному в электрическом щите и выполненному с возможностью подключения проводов питания от общепромышленной сети и проводов питания от резервного маломощного источника электроэнергии, измерительно-срабатывающий орган представляет собой микропроцессор, выполненный с возможностью загрузки и обновления значения тока уставки резервного маломощного источника электроэнергии посредством USB-порта, расположенного на поверхности модуля обеспечения чувствительности.1. A relay protection device for networks with low-power power sources, containing a sensitivity module, including a measuring-actuating element and a first closing element, characterized in that it is equipped with additional sensitivity modules, as well as modules for disconnecting excess load consumers and a power supply , and the number of modules for providing sensitivity and modules for disconnecting consumers of excess load corresponds to the number of consumer load groups on which differential circuit breakers are installed, while all modules for providing sensitivity are made identically, their measuring and triggering element is installed in phase L of the power supply circuit of the critical load and its input is connected to the first output of the power supply, the output of the measuring-actuating element is connected to the first input of the first closing element, the second input of which is connected to phase L of the critical load power circuit, and the output is connected to the neutral working conductor N of the same circuit at the output of the critical load differential circuit breaker, all modules for disconnecting excess load consumers are designed identically and include a second closing element, the first input of which is connected to the second output of the power supply, the second input is connected to phase L of the excess load power supply circuit, and the output is connected to the neutral working conductor N of the same circuit at the output of the differential circuit breaker, the input of the power supply is made with the ability to connect to a switch installed in the electrical panel and made with the ability to connect power wires from a general industrial network and power wires from a backup low-power source of electricity, the measuring and triggering element is a microprocessor made with the ability to load and updating the current setting value of the backup low-power power source via a USB port located on the surface of the sensitivity module. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый и второй замыкающие органы представляют собой идентичные магнитные расцепители.2. The device according to claim 1, characterized in that the first and second closing elements are identical magnetic releases. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модуль обеспечения чувствительности, модуль отключения потребителей избыточной нагрузки и блок питания выполнены с возможностью установки в электрическом щите.3. The device according to claim 1, characterized in that the sensitivity module, the module for disconnecting excess load consumers and the power supply are designed to be installed in an electrical panel.
RU2023111851A 2023-05-05 Relay protection device for networks with low-power power sources RU2806447C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2806447C1 true RU2806447C1 (en) 2023-11-01

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2074441C1 (en) * 1994-10-10 1997-02-27 Акционерное общество низковольтной аппаратуры Automatic switch
DE102006030671A1 (en) * 2006-07-04 2008-01-10 Moeller Gmbh Breaker short-O combination
RU108228U1 (en) * 2010-12-27 2011-09-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Рубин" (ОАО "НПП "Рубин") OUTDOOR POWER SHIELD (SCHP)
EP3065245B1 (en) * 2008-12-15 2018-01-31 Accenture Global Services Limited Power grid outage and fault condition management
CN209389687U (en) * 2018-10-30 2019-09-13 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 A kind of illumination integrated protection short circuit auxiliary protection device
RU2754638C1 (en) * 2020-12-07 2021-09-06 Общество С Ограниченной Ответственностью "Спарк Системс" Electrical line protection device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2074441C1 (en) * 1994-10-10 1997-02-27 Акционерное общество низковольтной аппаратуры Automatic switch
DE102006030671A1 (en) * 2006-07-04 2008-01-10 Moeller Gmbh Breaker short-O combination
EP3065245B1 (en) * 2008-12-15 2018-01-31 Accenture Global Services Limited Power grid outage and fault condition management
RU108228U1 (en) * 2010-12-27 2011-09-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Рубин" (ОАО "НПП "Рубин") OUTDOOR POWER SHIELD (SCHP)
CN209389687U (en) * 2018-10-30 2019-09-13 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 A kind of illumination integrated protection short circuit auxiliary protection device
RU2754638C1 (en) * 2020-12-07 2021-09-06 Общество С Ограниченной Ответственностью "Спарк Системс" Electrical line protection device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2342484C (en) Method and apparatus for supplying power to a load circuit from alternate electric power sources
KR101059585B1 (en) Load switch
US9350157B2 (en) Control and protection device for low-voltage electrical appliance
EP3072145B1 (en) Circuit breaker assembly including a plurality of controllable circuit breakers for local and/or remote control
JP6554109B2 (en) Power system connection point for distribution system, regulating transformer for power system connection point, and method for operating power system connection point
RU157512U1 (en) COMPLETE COMBINED RELAY PROTECTION AND AUTOMATION DEVICE ON AC VARIABLE CURRENT FOR CONNECTIONS OF 6-35 kV ELECTRICAL DISTRIBUTION DEVICE
KR101261496B1 (en) Circuit for smart-earthing using permanent magnetic actuator
CN101702604A (en) Multi-functional electric motor protecting and starting device
CN211629005U (en) Circuit fault detection module integrated in circuit breaker
RU2806447C1 (en) Relay protection device for networks with low-power power sources
US20170149379A1 (en) Interconnect device for use in islanding a microgrid
CN110506376B (en) Electrical switching apparatus
CN114823237A (en) Shunt release for circuit breaker
CN111276374B (en) Low-voltage protection switch device
Vasavada et al. Development of Intelligent Automatic Electronic MCB and ELCB Using Fault Diagnosis Technique
CN104810788B (en) External control for an electromagnetic trigger
Kaiser et al. A Comprehensive Approach for Safety in DC-Microgrids
CN111682512B (en) Circuit breaker body three-phase inconsistent protection misoperation prevention loop and system
RU2299506C2 (en) Mine explosion-safe transformer substation
CN103236808A (en) Voltage reduction start protector for motor
KR102236955B1 (en) Vcs soft starter for current switch type
CN114069569B (en) Method for reducing electric quantity loss of distribution box in fault state
RU170742U1 (en) Single-phase transformer voltage control device
CN100375361C (en) Three-phase A.C. dynamo protector
SU1304127A1 (en) Device for remote disconnection of circuit breaker