RU86806U1

RU86806U1 - RELAY AND DEVICE FOR CONTROL AND PROTECTION OF ELECTRICAL INSTALLATIONS

Info

Publication number: RU86806U1
Application number: RU2009117849/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Петрович Борисов; Виктор Климентьевич Фролов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов" (ОАО "НИИПП")
Priority date: 2009-05-12
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2009-09-10

Abstract

1. Реле защиты, в состав которого входят датчики тока, микропроцессорное устройство, содержащее схему компараторов и схему блока задержки, блок управления внешними устройствами, содержащий электронный ключ, устройство индикации, приемопередающий блок связи с пультом управления, отличающееся тем, что в функции микропроцессорного устройства входит хранение значений режимных уставок, счетчиков аварийных отключений, величин токов на момент аварии и причин аварийных отключений, при этом входы микропроцессора соединены с датчиками тока, а выходы - с блоком управления внешними устройствами, приемопередающим блоком связи с пультом управления и устройством индикации. ! 2. Реле защиты по 1, отличающееся тем, что оно оборудовано гальванически изолированным контактом аварийной сигнализации, предназначенным для подключения внешнего устройства оповещения об аварийной ситуации. ! 3. Устройство контроля и защиты электроустановок, содержащее реле, в состав которого входят датчики тока, микропроцессорное устройство, включающее схему компараторов и схему блока задержки, блок управления внешними устройствами, содержащий электронный ключ, устройство индикации, приемопередающий блок связи с пультом управления, в функции микропроцессорного устройства которого входит хранение значений режимных уставок, счетчиков аварийных отключений, величин токов на момент аварии и причин аварийных отключений, при этом входы микропроцессора соединены с датчиками тока, а выходы - с блоком управления внешними устройствами, приемопередающим блоком связи с пультом управления и устройством индикации и пульт управления этим реле, в состав к�1. The protection relay, which includes current sensors, a microprocessor device containing a comparator circuit and a delay unit circuit, an external device control unit containing an electronic key, an indication device, a transceiver communication unit with a control panel, characterized in that it functions as a microprocessor device includes storing the values of operating settings, counters of emergency outages, current values at the time of the accident and the causes of emergency outages, while the microprocessor inputs are connected to current sensors, and moves - from the external device control unit, a transceiver unit communication with the control and display device controller. ! 2. The protection relay according to 1, characterized in that it is equipped with a galvanically isolated alarm contact, designed to connect an external emergency warning device. ! 3. The device for monitoring and protection of electrical installations, containing a relay, which includes current sensors, a microprocessor device, including a comparator circuit and a delay unit circuit, an external device control unit containing an electronic key, an indication device, a transceiver communication unit with a control panel, in function a microprocessor device which includes storing the values of operating settings, counters of emergency shutdowns, current values at the time of the accident and the causes of emergency shutdowns, while the microprocessor inputs tsessora connected with current sensors, and outputs - to external devices by the control unit, a transceiver unit communication with the control unit and the display device and control panel that relays to a composition

Description

Заявляемое устройство относится к области электротехники, а более конкретно - к релейной токовой защите трехфазных электроустановок переменного тока, и может быть использовано для контроля режимов работы и защитного отключения электродвигателей, генераторов, трансформаторов и прочих электроустановок переменного тока при возникновении аварийных режимов, например при перегрузке и недогрузке по току, витковых замыканиях, при обрыве любой фазы и перекосе фаз по току более заданной величины.The inventive device relates to the field of electrical engineering, and more specifically to relay current protection of three-phase AC electrical installations, and can be used to control operating modes and protective shutdown of electric motors, generators, transformers and other AC electrical installations in the event of emergency conditions, for example, during overload and underload current, coil circuits, when any phase breaks and phase imbalance current more than a given value.

Известно устройство контроля и защиты электроустановок по патенту РФ на полезную модель №15430. Это известное устройство по технической сущности, решаемой задаче и достигаемому техническому результату является наиболее близким к заявляемому устройству и выбрано в качестве прототипа заявляемой полезной модели. Устройство контроля и защиты электроустановок по патенту РФ на полезную модель №15430 содержит блок индикации и реле защиты, размещенные в отдельных корпусах. Реле защиты содержит первый микропроцессор, в состав которого входят блок задержки и компараторы, и блок памяти, включающий счетчики аварийных отключений и схему хранения режимных уставок. Кроме этого, устройство по патенту №15430 содержит датчики тока, установленные в питающей сети электроустановки и исполнительный орган (электромагнитный контактор). Входы микропроцессора реле защиты соединены с датчиками тока и выходом блока памяти, а выходы - с исполнительным органом и входом блока памяти. Блок индикации содержит второй микропроцессор, к входу которого подключен кнопочный пульт управления (кнопочная клавиатура), а к выходу - цифровой дисплей, который оснащен жидкокристаллическим индикатором с разрешением в две строки по шестнадцать разрядов с предоставлением информации на пяти страницах. Блок индикации является пультом управления диспетчера. Микропроцессоры связаны между собой через интерфейс: контроль и защита электроустановок при аварийных режимах осуществляется с помощью программного обеспечения и технических средств, обеспечивающих ввод/вывод параметров, связь и обмен информации между микропроцессорами. Обмен информацией между двумя микропроцессорами происходит за счет приемно-передающих элементов беспроводной связи - по оптическому каналу связи: приемные и передающие элементы выполнены на инфракрасных излучателях и приемниках инфракрасного излучения (светодиодах).A device for monitoring and protection of electrical installations according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 15430 is known. This known device by its technical nature, the problem being solved and the technical result achieved is the closest to the claimed device and is selected as a prototype of the claimed utility model. The device for monitoring and protection of electrical installations according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 15430 contains an indication unit and protection relays located in separate buildings. The protection relay contains the first microprocessor, which includes a delay unit and comparators, and a memory unit that includes emergency trip counters and a storage circuit for operating settings. In addition, the device according to patent No. 15430 contains current sensors installed in the supply network of the electrical installation and an actuator (electromagnetic contactor). The microprocessor inputs of the protection relay are connected to current sensors and the output of the memory unit, and the outputs are connected to the executive body and the input of the memory unit. The display unit contains a second microprocessor, to the input of which a button control panel (button keyboard) is connected, and to the output is a digital display, which is equipped with a liquid crystal display with a resolution of two lines of sixteen digits with the provision of information on five pages. The display unit is the control panel of the dispatcher. Microprocessors are interconnected via an interface: monitoring and protection of electrical installations during emergency conditions is carried out using software and hardware that provides input / output parameters, communication and exchange of information between microprocessors. The exchange of information between two microprocessors occurs due to the transmitting and receiving elements of wireless communication - through an optical communication channel: the receiving and transmitting elements are made on infrared emitters and infrared receivers (LEDs).

Устройство по патенту №15430 позволяет проводить статистический анализ аварийных ситуаций, контролировать текущий режим работы и принимать необходимые меры по корректировке при его отклонении. Недостатком этого устройства является сложность конструкции, так как он состоит из многих блоков и элементов и работает по усложненной программе.The device according to patent No. 15430 allows for statistical analysis of emergencies, to monitor the current mode of operation and to take the necessary corrective measures when it is rejected. The disadvantage of this device is the design complexity, since it consists of many blocks and elements and works according to a complicated program.

Задача данной полезной модели по всем заявляемым вариантам исполнения состоит в том, чтобы упростить конструкцию и таким образом повысить надежность и ремонтопригодность устройств защиты электроустановок. Технический результат, позволяющий решить поставленную задачу, заключается в упрощении схемы реле, таким образом, что функции блока памяти, заключающиеся в хранении значений режимных уставок, счетчиков аварийных отключений, величин токов на момент аварии и причин аварийных отключений переданы микропроцессорному устройству блока реле защиты.The objective of this utility model for all claimed variants of execution is to simplify the design and thus increase the reliability and maintainability of electrical protection devices. The technical result that allows us to solve the problem lies in simplifying the relay circuit, so that the functions of the memory block, which consist in storing the values of operating settings, trip out counters, current values at the time of the accident and the causes of emergency outages, are transferred to the microprocessor device of the protection relay unit.

Технический результат достигается следующим образом. По первому варианту по аналогии с прототипом реле защиты электроустановки содержит датчики тока, установленные в фазах питающей сети электроустановки, сигнал с которых поступает на микропроцессорное устройство, выходы которого соединены с индикаторным устройством режима работы электроустановки и типов аварий, а также с блоком управления внешними устройствами, в который входит электронный ключ, управляющий исполнительным органом отключения электроустановки, например, электромагнитным пускателем в питающей сети электроустановки. На фиг.1 представлена блок-схема реле защиты электроустановки по первому варианту.The technical result is achieved as follows. According to the first option, by analogy with the prototype, the electrical installation protection relay contains current sensors installed in the phases of the electrical installation supply network, the signal from which is fed to the microprocessor device, the outputs of which are connected to the indicator device of the electrical installation operating mode and types of accidents, as well as to the control unit of external devices, which includes an electronic key that controls the executive body shutdown the electrical installation, for example, an electromagnetic starter in the supply network of the electrical installation. Figure 1 presents the block diagram of the protection relay of the electrical installation according to the first embodiment.

Заявляемая полезная модель работает следующим образом. В фазах А, В, С питающей сети контролируемой электроустановки установлены датчики тока E1, E2, Е3, выполненные, например, в виде торроидальных трансформаторов. Данные с датчиков поступают в микропроцессор (1). Микропроцессор под управлением заложенной в него программы осуществляет сравнение данных, поступающих от датчиков тока с заданными значениями режимных уставок, и передает команду на отключение блоку управления внешними устройствами, состоящему, например, из полупроводникового электронного ключа (2), который связан с исполнительным органом отключения электроустановки. Информацию о количестве и типе аварийных отключений микропроцессор сохраняет и передает на устройство индикации реле (3). В качестве микропроцессора реле может быть использована микросхема Atmega 8. Устройство индикации выполнено таким образом, что каждому типу аварии и различным режимам работы реле соответствуют различные световые и цифро-буквенные обозначения. Реле оборудовано дополнительно приемопередающим устройством для передачи количественной и качественной информации о работе электроустановки на внешнее устройство (4).The inventive utility model works as follows. In phases A, B, C of the supply network of the controlled electrical installation, current sensors E1, E2, E3 are installed, made, for example, in the form of toroidal transformers. Data from the sensors enter the microprocessor (1). The microprocessor, under the control of the program embedded in it, compares the data received from the current sensors with the specified values of the operating settings, and transmits the shutdown command to the external device control unit, consisting, for example, of a semiconductor electronic key (2), which is connected to the actuator for disconnecting the electrical installation . The microprocessor saves information on the number and type of emergency shutdowns and transfers them to the relay indication device (3). Atmega 8 microcircuit can be used as a relay microprocessor. The indication device is made in such a way that different light and alphanumeric symbols correspond to each type of accident and various relay operation modes. The relay is additionally equipped with a transceiver for transmitting quantitative and qualitative information about the operation of the electrical installation to an external device (4).

В частном случае варианта один для оперативного оповещения возникших аварийных режимов с помощью сигнализации, установления причины аварийного отключения электроустановки без пульта управления, реле оборудовано дополнительно гальванически изолированным контактом аварийной сигнализации (5), предназначенным для подключения внешнего устройства оповещения об аварийной ситуации. В качестве устройства аварийной сигнализации может быть использовано устройство звуковой сигнализации (звонок) или устройство световой сигнализации (лампа).In the particular case of option one, for prompt notification of emergency conditions by means of an alarm, establishing the cause of an emergency shutdown of the electrical system without a control panel, the relay is equipped with an additional galvanically isolated alarm contact (5), designed to connect an external emergency warning device. As an alarm device, an audible alarm device (bell) or a light alarm device (lamp) can be used.

Вторым вариантом в данной полезной модели заявляется устройство контроля и защиты электроустановок, состоящее из реле контроля и защиты по первому варианту и пульта управления этим реле. В корпусе пульта управления реле расположен второй микропроцессор (6) к входу которого подключены приемопередающий элемент для связи с реле защиты (7) и устройство ввода информации (8), например клавиатура, а выходы микропроцессора (6) соединены с устройством индикации цифровой и текстовой информации (9), например, цифровым дисплеем. Микропроцессоры блока реле (1) и пульта управления (6) соединены между собой с помощью приемопередающих элементов связи (4, 7). Блок-схема устройства контроля и защиты электроустановок представлено на фиг.2.The second option in this utility model is a control and protection device for electrical installations, consisting of a control and protection relay according to the first embodiment and a control panel for this relay. In the case of the relay control panel there is a second microprocessor (6) to the input of which a transceiver element is connected for communication with the protection relay (7) and an information input device (8), for example a keyboard, and the microprocessor outputs (6) are connected to a digital and text information display device (9) for example, a digital display. The microprocessors of the relay unit (1) and the control panel (6) are interconnected using transceiver communication elements (4, 7). A block diagram of a device for monitoring and protection of electrical installations is presented in figure 2.

В частном случае второго варианта полезной модели приемопередающие блоки связи реле защиты и пульта управления реле устройства по пункту три обмениваются информацией посредством оптической связи. В качестве передатчика оптической связи может быть использован излучающий диод, а в качестве приемника оптической связи - оптосимистор. В таком исполнении оптосимистор выполняет одновременно и функцию исполнительного органа.In the particular case of the second embodiment of the utility model, the transceiver communication units of the protection relay and the control panel of the device relay according to step three exchange information through optical communication. A radiating diode can be used as an optical communication transmitter, and an optosymistor can be used as an optical communication receiver. In this design, the optosymistor simultaneously performs the function of an executive body.

Еще один частный случай устройства контроля и защиты электроустановок по второму варианту предполагает, что приемно-передающее устройство выполнено электромагнитным, а микропроцессоры соединены между собой посредством проводной линии связи, выполненной в виде соединительного шлейфа с зондом. В частном случае выполнения передатчик электромагнитной связи может быть выполнен в виде генератора импульсов высокой частоты и катушки индуктивности, которая соединена с его выходом. В этом случае приемником электромагнитной связи служит вторая катушка индуктивности, при этом в качестве исполнительного органа использован высокочувствительный симистор, подключенный к выводам второй катушки индуктивности.Another special case of the control and protection device for electrical installations according to the second variant assumes that the transmitting and receiving device is electromagnetic, and the microprocessors are interconnected via a wired communication line made in the form of a connecting loop with a probe. In the particular case of execution, the electromagnetic coupling transmitter can be made in the form of a high-frequency pulse generator and an inductor, which is connected to its output. In this case, the second inductor is the electromagnetic coupling receiver, and a highly sensitive triac connected to the terminals of the second inductor is used as an executive element.

Совокупность существенных признаков, которыми характеризуется заявляемая полезная модель по каждому из заявленных вариантов, заявителем среди известных технических решений не выявлена, что дает основание утверждать о наличии новизны полезной модели.The set of essential features that characterize the claimed utility model for each of the declared options has not been identified by the applicant among the known technical solutions, which gives grounds to assert the novelty of the utility model.

Claims

1. The protection relay, which includes current sensors, a microprocessor device containing a comparator circuit and a delay unit circuit, an external device control unit containing an electronic key, an indication device, a transceiver communication unit with a control panel, characterized in that it functions as a microprocessor device includes storing the values of operating settings, counters of emergency outages, current values at the time of the accident and the causes of emergency outages, while the microprocessor inputs are connected to current sensors, and moves - from the external device control unit, a transceiver unit communication with the control and display device controller.

2. The protection relay according to 1, characterized in that it is equipped with a galvanically isolated alarm contact, designed to connect an external emergency warning device.

3. The device for monitoring and protection of electrical installations, containing a relay, which includes current sensors, a microprocessor device, including a comparator circuit and a delay unit circuit, an external device control unit containing an electronic key, an indication device, a transceiver communication unit with a control panel, in function a microprocessor device which includes storing the values of operating settings, counters of emergency shutdowns, current values at the time of the accident and the causes of emergency shutdowns, while the microprocessor inputs the cessors are connected to current sensors, and the outputs are connected to an external device control unit, a transceiver communication unit with a control panel and an indication device, and a control panel for this relay, which includes a transceiver communication unit with a relay, a digital and text information display device, an information input device , a microprocessor device, the inputs of which are connected to a transceiver element for communication with a protection relay and an information input device, and the outputs are with a digital and text information indicating device Mats.

4. The control and protection device for electrical installations according to claim 3, characterized in that the transceiver communication units of the protection relay and the relay control panel exchange information through optical communication.

5. The control and protection device for electrical installations according to claim 3, characterized in that the transmitting and receiving device is electromagnetic, and the microprocessors are interconnected by means of a wired communication line made in the form of a connecting loop with a probe.