SU716101A1

SU716101A1 - Arrangement for short-circuiting protection of self-sustained electric equipment

Info

Publication number: SU716101A1
Application number: SU782608686A
Authority: SU
Inventors: Владимир Павлович Степаненко; Кирилл Михайлович Юдин; Валерий Николаевич Хрущев; Семен Григорьевич Ривкин; Юрий Иванович Пузырев
Original assignee: Предприятие П/Я В-2085
Priority date: 1978-04-25
Filing date: 1978-04-25
Publication date: 1980-02-15

Description

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для защиты, например, авиационных электроустановок с генератором постоянного тока и подключенной параллельно генератору аккумуляторной батареей. ₅ The invention relates to electrical engineering and can be used to protect, for example, aircraft electrical installations with a DC generator and a battery connected in parallel to the generator. ₅

Известны максимально токовые устройства защиты цепей генератора и аккумуляторной батарей от коротких замыканий и перегрузок в виде предохранителей, биметаллических и других аппаратов [1].Known maximum current devices for protecting the circuits of the generator and the battery from short circuits and overloads in the form of fuses, bimetallic and other devices [1].

Установка таких аппаратов в цепь акку- Ю муляторной батареи не дает требуемого эффекта вследствие того, что аппараты защиты выбираются с учетом длительности переходных процессов и возможных значений пусковых токов, токов реверса и толчков нагрузки, ₁₅имеющих место, например, при наземном запуске от автономной электроустановки авиационного газотурбинного двигателя' и в'других случаях, сопровождаемых пиком тока аккумуляторной батареи, покрывающей недостающую мощность генератора. 20The installation of such devices in the battery circuit does not give the desired effect due to the fact that the protection devices are selected taking into account the duration of transient processes and the possible values of starting currents, reverse currents and load shocks, ₁₅ taking place, for example, when ground starting from an autonomous electrical installation aircraft gas turbine engine 'and in other cases, accompanied by a peak current in the battery covering the missing power of the generator. 20

Это приводит к тому, что при коротком замыкании время срабатывания аппарата, защиты больше того периода, в течение которого ток короткого замыкания может вывести из строя электроаппаратуру.This leads to the fact that in the event of a short circuit, the response time of the apparatus, protection is longer than the period during which the short circuit current can damage the electrical equipment.

Известна автономная электроустановка, содержащая генератор постоянного тока с формирователем внешней характеристики, подключенную параллельно генератору аккумуляторную батарею, дифференциальноминимальное реле и контактор нагрузки [2].Known autonomous electrical installation containing a DC generator with a shaper of external characteristics, connected in parallel with the generator battery, differential differential relay and load contactor [2].

Недостатком известной автономной электроустановки является низкая эффективность защиты от коротких замыканий и перегрузок.A disadvantage of the known autonomous electrical installation is the low efficiency of protection against short circuits and overloads.

При коротком замыкании на выходных зажимах электроустановки дифференциально-минимальное реле отключает генератор постоянного тока, так как формирователь внешней характеристики, обеспечивающий характерную для автономных электроустановок внешнюю характеристику генератора в виде участка постоянства напряжения и участка постоянства мощности, при коротком замыкании и перегрузках, сопровождаемых резким уменьшением сопротивления нагрузки, осуществляет снижение напряжения и функции тока нагрузки соответственно участку постоянства мощности, что позволяет исключить останов первичного тепло-In the event of a short circuit at the output terminals of the electrical installation, the differential-minimum relay disconnects the DC generator, since the external driver provides an external characteristic of the generator characteristic of autonomous electrical installations in the form of a voltage constant section and a power constant section, during short circuit and overloads, accompanied by a sharp decrease in resistance load, reduces the voltage and function of the load current, respectively, the site of constancy of mo Nost that avoids stopping the primary heat

'вого двигателя автономной электроустановки при набросе нагрузки, мощность которой превышает (без ограничения) максимально допустимую.'th engine of an autonomous electrical installation with a load surge whose power exceeds (without limitation) the maximum allowable.

При отключенном генераторе й коротком замыкании в сети происходит разряд аккумуляторной батареи. Напряжение генератора, отключенного от сети, восстанавливается до номинального значения и дифференциально-минимальное реле снова подключает его. к сети. При этом вступает в действие формирователь внешней характеристики, если короткое замыкание в сети не устранено, то генератор вновь отключается. Дифференциально-минимальное реле работает в режиме «звонка», что может привести к , привариванию его силовых контактов, при этом аккумуляторная батарея быстро разряжается и в сети протекают токи не· . допустимой величины.When the generator is disconnected and a short circuit occurs in the network, the battery discharges. The voltage of the generator, disconnected from the network, is restored to the nominal value and the differential-minimum relay reconnects it. to the network. In this case, the shaper of the external characteristic comes into effect, if the short circuit in the network is not eliminated, the generator is switched off again. The differential-minimum relay operates in the “ringer” mode, which can lead to the welding of its power contacts, while the battery is quickly discharged and no currents flow in the network. permissible value.

Цель изобретения — повысить надежность защиты от коротких замыканий и перегрузок.The purpose of the invention is to increase the reliability of protection against short circuits and overloads.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты автономной электроустановки от коротких замыканий, содержащее генератор постоянного тока с формирователем внешней характеристики, отрицательный полюс которого подключен к отрицательному полюсу аккумуляторной батареи, дифференциально-минимальное реле, подключенное одним выводом обмотки к положительному полюсу генератора постоянного тока, а другим — к замыкающему контакту контактора нагрузки, к которому подключен также через датчик тока разряда аккумуляторной батареи ее положительный полюс, и выключатель нагрузки, дополнительно введены два промежуточных реле, блок инвертирования с запретом и пороговый блок, причем выход датчика тока разряда аккумуляторной батареи через пороговый блок подключен к основному входу блока инвертирования с запретом, а выход дифференциально-минимального реле подключен к запрещающему входу блока инвертирования с запретом, выход которого подключен к подвижному контакту выключателя нагрузки, один вывод обмотки контактора нагрузки, один вывод обмотки первого промежуточного реле и один вывод обмотки второго промежуточного реле подключены к положительному полюсу генератора постоянного тока и аккумуляторной батареи, а другой вывод обмоток контактора нагрузки и первого промежуточного реле подключены к одному неподвижному контакту выключателя нагрузки, а также через размыкающий контакт второго промежуточного реле и через размыкающий контакт первого промежуточного реле — к выходу блока инвертирования с запретом, а другой вывод обмотки второго промежуточного реле подклю20 чен к другому неподвижному контакту выключателя нагрузки.This goal is achieved by the fact that in the device for protecting the autonomous electrical installation from short circuits, containing a direct current generator with a shaper of external characteristics, the negative pole of which is connected to the negative pole of the battery, a differential-minimum relay connected by one terminal of the winding to the positive pole of the DC generator and the other to the make contact of the load contactor, to which is also connected via the battery discharge current sensor e the positive pole, and the load switch, two additional intermediate relays, an inverting block with a ban and a threshold block, are additionally introduced, and the output of the battery discharge current sensor through the threshold block is connected to the main input of the invert block with a ban, and the output of the differential-minimum relay is connected to the inhibit the input of the invert block with a ban, the output of which is connected to the movable contact of the load switch, one output of the winding of the load contactor, one output of the winding of the first intermediate the relay and one terminal of the winding of the second intermediate relay are connected to the positive pole of the DC generator and the battery, and the other terminal of the windings of the load contactor and the first intermediate relay are connected to one fixed contact of the load switch, as well as through the opening contact of the second intermediate relay and through the opening contact of the first intermediate relay - to the inverter block output with a ban, and the other winding terminal of the second intermediate relay is connected to another fixed contact at the load switch.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для защиты автономной электроустановки от коротких замыканий.The drawing shows a schematic diagram of a device for protecting an autonomous electrical installation from short circuits.

Устройство содержит генератор 1.постоянного тока с формирователем внешней характеристики, аккумуляторную батарею 2, в цепи которой установлен датчик 3 тока разряда, дифференциально-минимальное реле 4, контактор 5 нагрузки, блок 6 инвертирования . с запретом, пороговый блок 7, первое и второе промежуточные реле 8 и 9 соответственно, замыкающий и размыкающий контакты 10—1.1 первого и второго промежуточного реле, выключатель 12 нагрузки, его подвижный и неподвижный контакты 13, 14 и 15 и замыкающий контакт контактора 16 нагрузки.The device comprises a direct current generator 1. with a shaper of external characteristics, a rechargeable battery 2, in the circuit of which a discharge current sensor 3, a differential-minimum relay 4, a load contactor 5, an invert unit 6 are installed. with prohibition, threshold block 7, first and second intermediate relays 8 and 9, respectively, making and breaking contacts 10-1.1 of the first and second intermediate relays, load switch 12, its movable and fixed contacts 13, 14 and 15 and making contact of contactor 16 of the load .

Устройство работает следующим образом. При превышении напряжения генератора 1 постоянного тока над напряжением аккумуляторной батареи 2 срабатывает дифференциально-минимальное реле 4, подключая генератор параллельно аккумуляторной батарее.The device operates as follows. When the voltage of the DC generator 1 exceeds the voltage of the battery 2, the differential-minimum relay 4 is activated, connecting the generator in parallel with the battery.

Аккумуляторная батарея 2 работает в режиме подзаряда.Battery 2 is in charge mode.

На вход блока 6 инвертирования с запретом по одному из входов поступает сигнал с выхода дифференциально-минимального реле 4, который после инвертирования при установке нажимного выключателя 12 нагрузки в положение, когда замкнут контакт 14, поступает на обмотку реле 8. Реле 8 через размыкающий контакт 11 реле 9 становится на самопитание и одновременно включает контактор 5 нагрузки. Отключение контактора 5 нагрузки осуществляется при необходимости путем установки нажимного выключателя 12 нагрузки в положение, когда замкнут его контакт 15, при котором реле 9 своим размыкающим контактом 11 отключает реле 8 и контактор 5 нагрузки.At the input of the invert unit 6 with a ban on one of the inputs, a signal is output from the output of the differential-minimum relay 4, which, after inverting when the load push switch 12 is set to the position when terminal 14 is closed, enters the relay coil 8. Relay 8 through the opening contact 11 relay 9 becomes self-powered and at the same time turns on the load contactor 5. Disconnecting the load contactor 5 is carried out, if necessary, by setting the pressure switch 12 of the load to the position when its contact 15 is closed, in which the relay 9 disconnects the relay 8 and the load contactor 5 with its opening contact 11.

При возникновении недопустимой перегрузки или при коротком замыкании на выходных зажимах электроустановки дифференциально-минимальное реле 4 отключает генератор 1 от сети, снимая также запрет на прохождение через блок 6 инвертирования с запретом сигнал с выхода датчика 3 тока разряда аккумуляторной батареи.In the event of an unacceptable overload or a short circuit at the output terminals of the electrical installation, the differential-minimum relay 4 disconnects the generator 1 from the network, also removing the ban on passing through the invert unit 6 with a ban on the signal from the output of the battery discharge sensor 3.

В связи с тем, что при этом ток разряда аккумуляторной батареи велик и сигнал на выходе датчика 3 тока разряда аккумуляторной батареи 2, превысив значение установки порогового блока 7, поступает на вход блока 6 инвертирования с запретом обмотки реле 8 и контактора 5 нагрузки, теряют питание, отключая от сети аккумуляторную батарею 2.Due to the fact that the discharge current of the battery is large and the signal at the output of the sensor 3 of the discharge current of the battery 2, exceeding the setting of the threshold unit 7, is fed to the input of the invert unit 6 with a ban on the relay coil 8 and the load contactor 5, they lose power by unplugging the battery 2.

Благодаря такому выполнению защиты отключения автономной электроустановки обеспечивается только при отключенном дифференциально-минимальном реле 4 и при наличии тока разряда аккумуляторной батареи 2, величина которого превышает уставку порогового блока 7, что соответствует короткому замыканию или недопустим _sмой перегрузкаDue to this arrangement disable autonomous electrical protection provided disengage the minimum differential relay in the presence of 4 and the discharge current of the battery 2, whose magnitude exceeds the threshold setting unit 7, which corresponds to a short circuit or overload my invalid _s

Во всех остальных режимах работы электроустановки, не являющихся аварийными — переходных процессах при тяжелых электростартерных запусках авиационных газотурбинных двигателей, наземном электрообору- ¹⁰довании бортовой аппаратуры— сопровождаемых кратковременными отключениями дифференциально-минимального реле 4 без всплесков тока разряда аккумуляторной батареи 2 или же в режимах работы, харак- и ’геризуемых всплесками тока разряда аккумуляторной батареи при включенном дифференциально-минимальном реле, обеспечивается надежное подключение.нагрузки к электроустановке без перерывов в электроснабжении. 20In all other modes of operation of the electrical installation that are not emergency - transient processes during heavy electric start-ups of aircraft gas turbine engines, ground electrical equipment for ^on -board equipment - accompanied by short-term shutdowns of the differential-minimum relay 4 without bursts of discharge current of the battery 2 or in operating modes, Characterized by the bursts of the discharge current of the battery when the differential-minimum relay is switched on, a reliable luchenie.nagruzki to the electrical installation without interruptions in power supply. 20

Применение предлагаемого изобретения предотвращает возникновение аварийных режимов.The application of the invention prevents the occurrence of emergency conditions.

Использование устройства на агрегатах. 25 технического обслуживания самолетов и вертолетов позволит получить экономический эффект за счет предотвращения выхода из строя дорогостоящего бортового электронного и электросилового оборудования, ₃₀снижения простоев автономных электроустановок и расходов на их ремонт........ .. .Use of the device on units. 25 maintenance of airplanes and helicopters will allow you to get an economic effect by preventing the failure of expensive on-board electronic and electric power equipment, ₃₀ reducing the downtime of autonomous electrical installations and the cost of their repair ........ ...

Claims

Here, the autonomous electrical engine when loading a load, the power of which exceeds (without limitation) the maximum allowable. With the generator disconnected and short-circuited in the network, the battery is discharged. The voltage of the generator disconnected from the network is restored to the nominal value and the differential minimum relay switches it on again. to the network. When this occurs, the external characteristic driver, if the short-circuit in the network is not eliminated, the generator is switched off again. The differential-minimum relay operates in the "bell" mode, which can lead to welding of its power contacts, while the battery is quickly discharged and non-acceptable currents flow in the network. The purpose of the invention is to improve the reliability of protection against short circuits and overloads. The goal is achieved by the fact that a device for protection of an autonomous electrical installation from short circuits, containing a DC generator with a driver of an external characteristic, the negative pole of which is connected to the negative pole of a battery of a top battery, is a differential-minimum relay connected by one output winding to a positive pole generator of direct current, and others - to the closing contact of the load contactor, to which is also connected through the current sensor of the battery discharge e a positive pole and a load switch; two intermediate relays are additionally introduced; a blocking inversion unit and a threshold unit, the output of a current sensor of a battery discharge through a threshold unit connected to the main input of the blocking inversion unit, and a differential-minimum relay output connected to the inhibiting input of the inverting unit with the prohibition, the output of which is connected to the movable contact of the load switch, one output winding of the load contactor, one output winding of the first intermediate the second relay and one output winding of the second intermediate relay are connected to the positive pole of the DC generator and battery, and the other output windings of the load contactor and the first intermediate relay are connected to one fixed contact of the load switch, as well as through the break contact of the second intermediate relay and open contact of the first intermediate relay to the output of the inverting unit with the prohibition, and the other end of the winding of the second intermediate relay is connected to another fixed contact act switch load. The drawing is a schematic diagram of a device for protecting an autonomous electrical installation from short circuits. The device contains a direct current generator 1 with an external characteristic driver, a battery 2 with a discharge current sensor 3, a differential minimum relay 4, a load contactor 5, a prohibition inverting unit 6, a threshold unit 7, the first and second intermediate relays 8 and 9, respectively, closing and opening contacts 10-1.1 of the first and second intermediate relays, load switch 12, its movable and fixed contacts 13, 14 and 15 and the closing contact of the load contactor 16. The device works as follows. When the voltage of the direct current generator 1 exceeds the voltage of the battery 2, the differential-minimum relay 4 is activated by connecting the generator in parallel with the battery. The battery on the battery 2 works in a mode of a subcharge yes. The input of the inverting unit 6 with the prohibition on one of the inputs receives a signal from the output of the differential minimum relay 4, which after inverting when the pressure switch 12 is installed to the position when the contact 14 is closed, goes to the relay coil 8. The relay 8 through the contact 11 the relay 9 becomes self-powered and at the same time switches the load co-switch 5 on. The disconnection of the contactor 5 of the load is carried out, if necessary, by setting the push switch 12 of the load to the position when its contact 15 is closed, in which the relay 9 disconnects the relay 8 and the contactor 5 of the load with its normally open contact 11. If an unacceptable overload occurs or when a short circuit occurs at the output terminals of the electrical installation, the differential minimum relay 4 disconnects the generator 1 from the network, and also prohibits the passage of the battery 3 output current from the inverter 6 blocking prohibition. Due to the fact that the discharge current of the battery is high and the signal at the output of the sensor 3 of the discharge current of the battery 2, exceeding the setting value of the threshold unit 7, enters the input of the inverting unit 6 with the relay winding prohibited 8 and the contactor 5 of the load, they lose power, disconnecting the battery battery 2 from the network. Due to such protection, disconnection of 1 and an autonomous electrical installation is provided only when the differential minimum relay 4 is disconnected and when the discharge current of the battery 2 is present which exceeds the threshold of block 7, which corresponds to a short circuit or unacceptable overload: In all other modes of operation of electrical installations that are not emergency - transients during heavy electric starter launches of aircraft gas turbine engines, ground electrical equipment of onboard equipment, followed by short-term outages of differential-minimum relay 4 without current bursts; battery and battery 2 or Same in modes of operation characterized by current bursts. sp secondary battery when the minimum differential relay is provided to secure podklyuchenie.nagruzki eloktroustanovke without outages. The application of the invention prevents the occurrence of emergency conditions. The use of the device in units, the maintenance of airplanes and helicopters will make it possible to obtain an economic effect by preventing the expensive on-board electronic and electric power equipment from being out of service, reducing downtime of autonomous electrical installations and the cost of repairing them. .. Claim of the Invention A device for protection of an autonomous electrical installation against short circuits, comprising a DC generator with a driver of an external characteristic, the negative pole of which is connected to the negative pole of a battery. a differential-minimum relay connected by one winding terminal to the positive pole of the DC generator, and the other to the closing contact of the load contactor, which is also connected to its positive pole through the current sensor of the battery, and a load switch, characterized in that , in order to increase reliability; against short circuits and overloads, two intermediate relays were additionally introduced, a ban inverting unit and a threshold unit, moreover. The current sensor of the battery discharge through the threshold unit is connected to the main input of the inverting unit with a lock; the output of the differential minimum relay is connected to the inhibit input of the inverting unit with a ban, the output of which is connected to the movable contact of the load switch, one output of the load contactor winding one output winding of the first intermediate relay and one output winding of the second intermediate relay are connected to the positive pole of the dc generator and the battery, and the other leads of the load contactor contactor and the first intermediate relay are connected to one fixed contact of the load switch, as well as through the disconnecting contact of the second intermediate relay and via the closing contact of the first intermediate relay to the output of the inverting unit with prohibition, and the other lead of the second relay of the second relay fixed contact switch load. Sources of information taken into account during the examination 1. Morozovsky and other aircraft power supply systems. M., “Mechanical Engineering, 1973.

2. Description and instructions for the operation of the airfield mobile electrical unit APA-5, 1974.