SU1053212A1 - Устройство дл защиты распределительных щитов посто нного тока от дуговых коротких замыканий - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  защиты распределительных щитов посто нного тока от дуговых коротких замыканий. Известно устройство, в котором дл  повышени  селективности и помехоустойчивости используютс  два одинаковых фотодатчика, один из которых, рабочий, размещен внутри распределительного щита, второй, тормозной, размещен вне щита и ориентирован, . излучение помех ( источники Ьсвещени , внешние дуговые к.3. ). Кроме того,устройство содержит элементы сравнени , peaгирующий орган, элемент выдержки времени и выходного органа. В нормальных эксплуатационных режимах при отсутствии дуги отклю (Чени  в результате действи  источНИКОЙ освещени  сигнал на выходе тормозного датчика превышает сигнал на выходе рабочего. Сигнал на выхода схемы реагирующего органа отсутствует . При по влении внутри щита электр ческой дуги отключени  сигнал на выходе рабочего фотодатчика на врем горени  дуги превыщает сигнал на выходе тормозного датчика, на выход схемы сравнени  по вл етс  сигнал, реагирующий орган срабатывает и запускает элемент выдержки времени. После прекращени  процесса отключени  схема сравнени , реагир5пощий ор ган и элемент выдержки времени возвращаютс  в исходное состо ние, защита не срабатывает. Соответствующи подбо ом .уставки срабатывани  элеме та выдержки времени добиваютс  неср батывани  защиты во всех режимах работы выключателей, в том числе и отключани  внешних коротких замыканий с предельными токами. При возни новении дугового короткого зa «ыкaни внутри щита сигнал на выходе рабоче фотодатчика превышает сигнал на вых тормозного, срабатывает реагирующий орган и через промежуток времени, травный уставкеэлемент а, на выходе выходного органа по вл етс  сигнал на отключение Cl3Недостатком устройства  вл етс  низкое быстродействие, обусловленно необходимостью использовани  принудительной; выдержки времени дл  от стройки от коммутационной дуги в ав томатических выключател х. Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство, которое включа ет в себ  рабочий фотодатчик, распо ложенный внутри распределительного щита, тормозной фотодатчик, располо женный вне распределительного щита и ориентированный на максимальное излучение помех, причем выходы, датчиков .чэрез последовательно включен пые элементы сравнени , реагирующий орган, элемент выдержки времени Подсоединены к выходному органу датчики напр жени  питаемых присоединений через дифференцирующие элементы и индикаторы пол рности производных напр жений подключены к входам элемента И., выход которого соединен с одним из входов элемента И, выход датчика напр жени  питающего присоединени  подключен через дифференцирующий элемент и индикатор пол рности к другому входу элемента И, выход последнего соединен с запрещающим входом элемента запрета, включенного между дополнительным выходом реагирую щего органа и дополнительным входом выходного органа. При дуговом коротком замыкании между токопроводами увеличение (умень шение) сопротивлени  дуги приводит к одновременному увеличению (уменьюнию как напр жени  питающих, так и П21 таемых присоединений. В отличие горение дуги между контактами выключателей сопровождаетс  различными по знаку колебани ми напр жений питающих и питаемых фидеров. При увеличении сопротивлени  дуги 1Отключени  происходит увеличение напр жени  питающего присоединени  и уменьшение напр жени  питаемого присоединени . В известном устройстве происходит вы вление указанного отличи  изменени  напр жений и блокировка защиты при возникновении дуги отключени , чем исключаетс  необходимость принудительной выдержки времени и обеспечиваетс  повышение быстродействи . В нормальных эксплуатационных режимах при отсутствии дуги отключени  выключателей cxeNja работает аналогично устройству 2. При возникновении дуги отключени  в одном из выключателей за счет нестабильности ее сопротивлени  по вл ютс  колебани  напр жени , причем увеличению напр жени  питающего фидера соответствует уменьшение напр жений на отключаемом присоедине-i TLHH. По ложи те ль ному значению производной напр жени  питающего присоединени  соответствует отрицательное значение напр жени  на отключаемом присоединении , в результате чего на выходе индикатора положительной пол рности производной питающего напр жени  и на выходе индикатора отрицательной пол рности отключаемого фидера одновременно по вл ютс  сигналы , KOTOjJue поступают на элемент запрета. Последний запрещает прохождение сигнала на вход выходного органа с реагирующего органа. Защита не срабатывает.

При дуговом коротком заг.1ыкании внутри шита характер изменени  напр жени  на питающем и питаемых присоединени х одинаков (увеличению напр жени  на питающем присоединении соответствует рост напр жени  на питаемых присоединени х). На выходе индикатора положительной пол рности по вл ютс  импульсы в моменты положительных значений производной на выходе дифференцирующего элемента. На выходах индикаторов отрицательной пол рности импульсы по вл ютс  только в моменты отрицательных значений на выходах дифференцирующих элементов.

Во врем  существовани  импульсов на выходе индикатора положительной пол рности импульсы на выходе элемента /ЛИ отсутствуют, сигнал на Тэход запрета не по гтупает. В резуль ,тате чего выходной сигнал реагирующего органа, срабатывание которого произошло по сигналу от рабочего фотодатчика, поступает на вход выхоного органа. Защита срабатывает и /выдает сигнал на отключение щита C2J.

Недостатком известного устройств  вл етс  возможность ложного срабатывани  при отключении защитой автоматического выключател  металличекого короткого Зои«1ыкани  вблизи распределительного щита.

В режиме, когда какие-либо питаемые присоединени  оказываютс  отключенными , устройство работает правилно: инликаторы отрицательной пол рности не выдел ют сигнал производной , равный нулю с выходов дифференциальных элементов отключенных присединений . Если на каком-либо неотключенном питаемом присоединении возникает дуговое короткое замыкание внутри распределительного щита, то схема работает аналогичнЪ рассмотренному выше режиму , Блокирующий сигнал не формируетс , так как все напр жени  в сети мен ютс  синфазно, а сигналы на выходах индикаторов пол рности отключенных присоединений равны нулю, на выходе элемента ИЛИ во врем  существовани  импульсов на выходе индикатора отсутствуют , сигнал на вход элемента запрета не поступает.

Но тогда в режиме возникновени  дуги отключени  при отключении защитой автоматического выключател  металлических коротких замыканий, не переход щих в дуговое вблизи распределительного щита, устройство допускает ложную работу, так как в случае, если какие-либо питаемые присоединени  отключены, напр жение нл выходе дифференцирующего элемента отключаемого присоединени  Т1улю,индикатор отрицательной пол рности этот сигнал не выдел ет, на всех остальных присоединени х сигналы напр жени  мен ютс  синфазно с питающим, а потому . и в этом случае блокирующий сигнал не формируетс . Устройство ложно |срабатывает.,

Цель изобретени  - повышение Нсщежности при работе схемы в режиме отключени  автоматическим выключателем металлических коротких.

0 замыканий, не переход щих в дуговые вне зоны вблизи от распределительного щита (устранение ложного срабатывани  устройства в этом режиме ).

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство защиты распре5 делительных щитов посто нного тока от дуговых коротких замыканий, содержащее два одинаковых фотодатчика, один из которых, рабочий, размещен внутри распределительного щита, второй, тормозной, расположен вне щита и ориентирован на излучение помех, датчики напр жени  питак оих и питаемых присоединений и элемент запрета, причем выходы фотодатчиков

5 через последовательно включенные элементы сравнени , реагирующий орган и элемент выдержки времени подсоединены к выходному органу, а элемент запрета включен между дополни0 тельным входом реагирующего и дополнительным входом выходного органа, дополнительно снабжено зар дными  чейками питаемых приспособлений , миниселектором, вторым элемен5 том сравнени  и вторым реагируюсоим органом, причем к выходу датчика питающего напр жени  присоединены параллельно входы зар дных  чеек питаемых присоединений, вход

0 . опорного напр жени  миниселектора и один из входов второго элемента сравнени , выходы зар дных  чеек питаемых присоединений соединень/ с входами миниселектора , а его вь1Ход соединен с вто5 рым входом второго элемента сргшнени , выход которого через второй реагирующий орган соединен с запрещающим входом элемента запрета. На чертеже приведена функцио0 нальна  схема устройства дл  защиты ,распределительных щитов от дуговых. Устройство включает в себ  рабочий фотодатчик 1, расположенный внутри распределительного щита, тормоз5 ной фотодатчик 2, расположенный вне щита и ориентированный на максимальное излучение помех, причем выходы датчиков через последовательно включенные элементы 3

0 сравнени , реагирунмций орган 4, элемент 5 вьщержки времени подсоединены к выходному органу б, зар дные  чейки 9 питаемых присоединений, входным сигналом дл  которых  вл - .

5 етс  разностный сигнал между выходом датчика 7 питающего напр жени  и соответствующими датчиками 8 напр жени  питаемых присоединений. Выход зар дных  чеек соелинекы с входами миниселектора 10, опорный сигнал ко торого - выходной сигнал датчика питающего напр жени . Второй элемен 11 сравнени  выходного сигнала мини селектора соединен с выходным сигна лом датчика питающего напр жени . Выход элемента 11 сравнени  через второй реагирующий орган 12 соединен с запрещающим входом элемента 1 запрета, включенного меж,цу дополни .тельным выходом реагир тощего органа 4 и дополнительнЕз м входом выходного органа б В нормальных эксплуатадионикх ре жимах при отсутствии дуги отключени выключателей схема работает аналоги но известному устройству, Конденсат ры С зар дных:  чеек не зар жены вследствие того, что .на выходах да чиков 7 и 8 напр жений,- равные напр жени , (напр жени  в распределитель сети на всех присоединени х равны номинальному)..: При -возникновении дуги отключен за счет превышени  входны л напр жением рабочего датчика 1 тормозного датчика 2 происходит срабатывание реагирующего органа 4 , Но на вход выходного органа 6 сигнал не постуnaeTj так как на входа элемента 13 запрета по вл етс  запре{цающий сигнал . Формирование блокирующего сигнала осуществл етс  следующим образом . При возникновении дуги отключени Б выключателе отключаемого питаемого присоединени  напр жение р- :ежду его pasMbiKaeivOiiMH контактами мен етс скачком в момент размыкани . Посто  на  времени зар дных  чеек много больше промежутка времени и момента начала разма1каки  контактов до полного отключени  автоматического выключател  (у меггленнодействуюш.нхт, в ыключателей не более 30 мс ,,, . времени в течение которого т апр же , ние на дуге отключени  измен етс  до номинального. . Поэтому разностный сигнал между датчиками напр жени  питающего и от ключаег4ого присоединений ке успевает за врем  орени  дуги отключени  зар дить конденсатор С значительно, . Напр жение на нем за все врем  горени  дуги отключени  повтор ет входное напр жение датч-ика напр .жени  ,йтключаемого присоединеь;и  f а так как оно при отключоггии всегда меньше питающего, а опорное напр жение миниселектора - это выходное напр жение датчика питающего напр жени ,- и на всех остальных входах миниселектора напр жени  с датчиков неотключаемых питаемых присоединений равны питающему, то миниселектор выдел ет напр жение с датчика Нс1пр жени  отключаемого присоединени  как наименьшее из всех. Второй элемент, сравнени  формирует разностный сигнал напр жений питающего и отключаемого- присоединени , пропорциональный напр жению на дуге отключени  это напр жение мен етс  скачком от нул  до значений.напр жений не меньше 0,2U , то сигнал с выхода второго элемента сравнени , превысив уставку срабатывани  , реагирующего органа 12, выбранную из услови  «Jcp-P,о 0,2U(.jj К, где К- коэффициент передачи датчиков 7..и 8 напр жений, вызывает срабатывание реагирующего органа, сигнал с выхода которого  вл етс  блокирующим. Защита, не срабатызает , Посколько разг-юстный сигнал на выходе БтоосГо элемента 11 сравнени  будет к в металлического короткого заг-ажани  вне зоны на отключаемом присоединении (пирающее напр жение при отключении возрастает а напр жение на отключаемом присоедикзнни не мен етс ), то защита не срабатывает и в этом режиме. При дуговом коротком за 1ккании внутри распределительного щита напр жени  на всех присоединени х одинаковы и равны питающему, конденсаторы С зар дных  чеек не зар жены и на выходе; миниселекторг присутствует сигнал,- равнь1й опорному. На входы BTOporoJ элемента 11 сравнени  поступают одинаковые сигналы, а поэтому выходной сигнал его равен нулю, и реагирующий орган 12 оказываетс  в несработанном состо нии. Ка входе элемента 13 запрета нет блокирующего сигнала. В результате этого выходной сигнал реагирз/тощего органа 4, срабатывание которого происходит по сигналу от рабочего фотодатчика 1, через элемент 3 сравнени  поступает на. вход выходшого органа 6, Заш.ита срабатывает и выдает сигнал на отключение ,щита. Если какое-либо питаемосприсоединение оказываетс  отключенным ,- то конденсатор С зар дной  чейки этого присоединени  зар жаетс  ..цо значени  выходного напр жени  датчика питающего напр жени  в нормальном эксплуатдионном режиме и на в.ходе миниселектора , соот:ветс.тэую11 вм отключенному присоединениюf будет напр ;тсение конденсатора, всегда равное или даже большее опорного напр х ени  г«1иниселектора (в момент короткого здь-ыкани  напр жени  на выходах всех датчиков напр жений и опорное напр жение миниселектора падают, а На конденсаторе остаетс  прежним за счет того, что посто  нна  времени зар дной  чейки (выбрана много больше, чем промежуток времени с начала короткогэ замыкани  и до полного отключени дугового короткого замыкани  внутри распределительного щита данной «йлстродействующей защиты) . Поэтому работа схема не зависит ет того, что какое-либо присоединение оказываетс  отключенным и в случае дугового короткого {загшкани , в зоне ера-, батывает по быстродействуювдему каналу .

Следовательно, предлагаемое yctройство в отличие от известного не

допускает ложной работы в режиме отключени  автоматическим выключателём щита металлических коротких замыканий/ не переход щих в дуговые, и обладает нар ду с хорошим быстродействием повышенной надежностью.

Claims (1)

1. . (57 ί УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЩИТОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА ОТ ДУГОВЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ,^-) содержащее два одинаковых фотодатчика, один из которых, рабочий, размещен внутри распределительного ‘щита, второй, тормозной, расположен вне щита и ориентирован на излучение .помех, датчики напряжения питающих 'и питаеьых присоединений и элемент запрета, причем выходы фотодатчиков через последовательно включенные элементы сравнения, реагирующий орган и элемент выдержки времени под соединены к выходному органу, а элемент запрета включен между дополнительным выходом реагирующего органа и дополнительным входом выходного органа, отличающееся тем, что, с целью повышения надежносН ти функционирования, устройство дополнительно снабжено зарядными ячейками питаемых присоединений, миниселектором, вторым элементом сравнения и вторым реагирующим органом, причем к выходу датчика питающего напряжения подключены параллельно зарядные ячейки питаемых присоединений, вход опорного напряжения миниселектора и один из входов элемента сравнения, выходы зарядных ячеек присоединений соединены с входами миниселектора, а его выход соединен с вторым входом iBToporo элемента сравнения, выход которого через второй реагирующий орган соединен с запрещающим входом элемента ’’запрета.