УСТРОЙСТВО ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ
DEVICE FOR CURRENT PROTECTION OF ELECTRICAL INSTALLATION

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для защиты электроустановки от коротких замыканий и перегрузок.
Известен измерительный орган для токовой защиты [SU 743099 А, МПК Н02Н 3/08, Н01Н 83/20, опубл. 25.06.1980], содержащий геркон, установленный на пластине, расположенной в магнитном поле шинопровода. отградуированную подвижную зубчатую рейку, поворотную частью с визиром и стопорным винтом. Один конец рейки неподвижно закреплен на пластине, а другой установлен с возможностью перемещения и фиксации относительно шинопровода в пазах поворотной части, сцепленной, например, с фланцем опорного изолятора.
Это устройство не позволяет измерить величину силы тока в защищаемой электроустановке в процессе ее эксплуатации.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство токовой защиты электроустановки [SU 1008839 А1, МПК4 Н02Н 3/08, опубл. 07.02.1985], содержащее измерительный блок с герконами, установленными параллельно и на одинаковом расстоянии один от другого, подключенный к входу времязадающего блока, к выходу которого подключен исполнительный блок, блок крепления и регулирования, в состав которого входит кронштейн с регулировочным болтом, направляющие и рейка, подвижная рама с дуговой рейкой, пружинный шарнир и пластина. Измерительный блок с герконами прикреплен к пластине. Пластина прикреплена к пружинному шарниру. Шарнир прикреплен к подвижной раме. Рама прикреплена к регулировочному болту.
Устройство не позволяет измерить величину силы тока в защищаемой электроустановке в процессе ее эксплуатации.
Техническим результатом предложенного устройства токовой защиты электроустановки является измерение величины силы тока в защищаемой электроустановке в процессе ее эксплуатации.
Предложенное устройство токовой защиты электроустановки так же, как в прототипе, содержит пластину, времязадающий блок, исполнительный блок.
Согласно изобретению на одном конце пластины на одинаковом расстоянии друг от друга, параллельно, при помощи хомутов и винтов закреплены от трех до двенадцати герконовых реле. На другом конце пластины с помощью болтов и гаек закреплены крепежные уголки. На конце пластины, возле крепежных уголков, при помощи хомутов и винтов закреплены усилители напряжения, количество которых соответствует количеству герконовых реле, времязадающий блок, микроконтроллер и исполнительный блок. Герконовые реле своими первыми выходами подключены к входам соответствующих усилителей напряжения, а своими вторыми выходами - к входам времязадающего блока. Усилители напряжения своими выходами подключены к входам микроконтроллера, выход которого связан с экраном, на который выводится информация о величине тока в шинах электроустановки. Времязадающий блок своим выходом подключен к входу исполнительного блока. На каждом конце пластины жестко закреплены первый и второй короба, так что под первым коробом расположены герконовые реле, а под вторым коробом - усилители напряжения, времязадающий блок, микроконтроллер и исполнительный блок. В крышках первого и второго коробов выполнены отверстия для крепления каждой крышки к соответствующему коробу и для крепления коробов на пластине при помощи винтов. В стенках первого и второго коробов, расположенных навстречу друг другу, выполнены отверстия для прокладки соединений между герконовыми реле и усилителями напряжения, между герконовыми реле и времязадающим блоком.
На фиг. 1 представлено устройство токовой защиты электроустановки с герконовыми реле, вид сверху, первый и второй короба без крышки.
На фиг. 2 представлен общий вид устройства токовой защиты электроустановки.
Устройство токовой защиты электроустановки содержит пластину 1, выполненную из текстолита марки А. На одном конце пластины 1 на одинаковом расстоянии друг от друга, параллельно, при помощи хомутов и винтов закреплены от трех до двенадцати герконовых реле 2 типа РГК-49. На другом конце пластины 1 с помощью болтов 3 и гаек 4 закреплены крепежные уголки 5. На конце пластины 1, возле крепежных уголков 5, при помощи хомутов и винтов закреплены усилители напряжения 6 типа TDA2822L, количество которых соответствует количеству герконовых реле 2, времязадающий блок 7, микроконтроллер 8 и исполнительный блок 9. В качестве времязадающего блока 7 и микроконтроллера 8 могут быть использованы микроконтроллеры AtmelATmega328, а в качестве исполнительного блока 9 - промежуточное реле РП 16-1. К каждому усилителю напряжения 6 подключено соответствующее герконовое реле 2, которое соединено с времязадающим блоком 7.
Усилители напряжения 6 своими выходами подключены к входам микроконтроллера 8. Выход микроконтроллера 8 связан с экраном, на который выводится информация о величине тока в шинах электроустановки, например, фирмы Nextion. Времязадающий блок 7 своим выходом подключен к входу исполнительного блока 9. На пластине 1 жестко закреплены первый 10 и второй 11 короба, так что под первым коробом 10 расположены герконовые реле 2, а под вторым коробом 11 расположены усилители напряжения 6, времязадающий блок 7, микроконтроллер 8 и исполнительный блок 9. В крышках 12 первого 10 и второго 11 коробов выполнены отверстия для крепления каждой крышки 12 к соответствующему коробу и для крепления коробов 10 и 11 на пластине 1 при помощи винтов 13. В стенках первого 10 и второго 11 коробов, расположенных навстречу друг другу, выполнены отверстия 14 для прокладки соединений между герконовыми реле 2 и усилителями напряжения 6, между герконовыми реле 2 и времязадающим блоком 7. Первый 10 и второй 11 короба и их крышки 12 выполнены из ABS пластика с помощью 3D печати.
Устройство токовой защиты электроустановки работает следующим образом.
В устройстве токовой защиты электроустановки закрепляют, например, три герконовых реле 2, затем устройство закрепляют на корпусе электроустановки при помощи крепежных уголков 5 под шиной ячейки КРУ (или закрытого комплектного токопровода), так чтобы продольная ось каждого герконового реле 2 была перпендикулярна линии, соединяющей центр тяжести герконового реле 2 и ось токоведущей шины, причем герконовые реле 2 размещают в магнитном поле, созданном током в шине электроустановки, при максимальной их чувствительности. Затем выбирают одно из герконовых реле 2, по сигналам от которого будут судить о наличии короткого замыкания [Клецель М.Я., Мусин В.В. Выбор тока срабатывания максимальной токовой защиты без трансформаторов тока // М.: Промышленная энергетика. - 1990. - №4. - С. 32-36].
нг
сз
В эксплуатационном режиме электроустановки магнитное поле воздействует на герконовые реле 2, в результате чего с первого выхода герконового реле 2 выдается сигнал на соответствующий усилитель напряжения 6. С усилителя напряжения 6 сигнал поступает на микроконтроллер 8, где рассчитывается величина тока в шине электроустановки и выводится на экран, который закреплен на ячейке КРУ. Со второго выхода герконового реле 2 поступает сигнал на времязадающий блок 7, что ток нагрузки I не превышает ток срабатывания I устройства защиты и защита не срабатывает.
нг
сз
При коротком замыкании между фазами электроустановки или на отходящих от нее присоединениях на герконовые реле 2 воздействует магнитное поле, созданное током, протекающим по шине поврежденной фазы. При этом со второго выхода герконового реле 2 поступает сигнал во времязадающий блок 7, свидетельствующий о том, что ток нагрузки I превысил ток срабатывания I устройства защиты. Сигнал с времязадающего блока 7 поступает на исполнительный орган 9. Исполнительный орган 9 подает напряжение на катушку отключения выключателя электроустановки, выключатель отключается и защита срабатывает. При этом от микроконтроллера 8 на экран выводится информация о величине тока, так же как и в нормальном режиме работы.
При построении четырех различных защит, которые имеют отличные друг от друг уставки срабатывания, используют двенадцать герконовых реле 2. На каждый комплект защиты приходится по три герконовых реле 2 для регулирования уставок.