УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЗАЩИТОЙ

Полезная модель относится к управлению защитной коммуникационной аппаратурой, а именно, к устройствам управления защитой от внутренних и внешних помех, действующих на систему защиты вакуумного выключателя (ВВ).
Вакуумные выключатели применяются на линиях электроснабжения, питающихся от высоковольтных источников питания. Устройство управления защитой вакуумного выключателя является составной частью ВВ и предназначено для включения в электрическую сеть и отключения от нее приемников электрической энергии, а также автоматического отключения приемников вакуумным выключателем при коротком замыкании на линии приемника электрической энергии.
Рост мощностей приемников электрической энергии приводит к росту токов короткого замыкания (ТКЗ) на линии приемников электроэнергии, а это обуславливает необходимость увеличения отключающей способности вакуумного выключателя. При отключении ТКЗ в самом вакуумном выключателе возникают высокочастотные (ВЧ) колебания, которые приводят к ложному отключению ВВ в момент перехода через нуль ВЧ колебаний, так как момент отключения ТКЗ на основной частоте приходится на пик ТКЗ.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является устройство управления защитой, управляющее выключателем, по патенту РФ на полезную модель №95918, МПК Н02Р 1/00, 10.07.2010. В этом устройстве схема управления защитой включает в себя последовательно соединенные трансформатор тока, фильтр низких частот, определитель нуля, усилитель нуля.
Недостатком устройства является то, что защита осуществляется только от внутренних помех, возникающих в вакуумном выключателе от внутренней дуги при отключении ТКЗ, формирующей высокочастотные помехи. Кроме указанных внутренних помех имеются внешние помехи, действующие в сети электропитания. Эти помехи бывают как импульсного характера, большой амплитуды, так и гармонического характера разной частоты. Эти помехи, накладываясь на полезный сигнал, приводят к ложному срабатыванию системы защиты ВВ. Поэтому необходима защита от ложных срабатываний, возникающих как из-за внутренних помех, так и из-за внешних помех, действующих на систему защиты ВВ.
Таким образом, ВЧ колебания, складываясь с основной частотой, приводят к ложному появлению нуля, сдвигу нуля во времени, что ухудшает условия отключения ТКЗ.
Задачей полезной модели является повышение надежности защиты электрических цепей, срока службы вакуумных выключателей благодаря исключению ложного появления нуля, сдвига нуля во времени.
Технический результат достигается тем, что в устройство управления защитой, управляющее выключателем, содержащее последовательно присоединенные к источнику питания, трансформатор тока, фильтр низких частот, определитель нуля, согласно полезной модели, дополнительно введен фильтр, соединенный входом с источником питания и настроенный на номинальную рабочую частоту полезного сигнала источника питания, при этом выход фильтра, настроенного на частоту источника питания, подключен к входу трансформатора тока, а выход определителя нуля соединен с входом системы отключения выключателя.
Схема устройства управления защитой, управляющее выключателем, приведена на чертеже и состоит из следующих блоков:
1 - фильтр, настроенный на номинальную рабочую частоту полезного сигнала источника питания;
2 - трансформатор тока;
3 - фильтр низких частот;
4 - определитель нуля.
Устройство работает следующим образом.
После включения устройства в работу на вход фильтра 1 поступает электроэнергия в виде суммы полезного сигнала и помехи сети. Так как фильтр 1 настроен на номинальную рабочую частоту полезного сигнала источника питания, то внешние помехи подавляются в фильтре 1, а полезные сигналы с выхода фильтра 1 поступают на вход трансформатора тока 2, а затем с его выхода, поступают на вход фильтра 3 низких частот. В фильтре 3 низких частот подавляются все электрические колебания, которые выходят за пределы пропускания фильтра, поэтому на выходе фильтра 3 существуют только те частоты, которые близки к номинальной рабочей частоте, а высокочастотные колебания, возникающие в вакуумном выключателе, подавляются в фильтре 3 низких частот. Выход фильтра 3 подключен к входу определителя нуля 4 - определителя перехода синусоидального сигнала через нуль. При наличии фильтра 1, настроенного на номинальную рабочую частоту полезного сигнала источника питания и защищающего устройство от внешних помех, а также фильтра 3 низких частот, защищающего устройство от внутренних помех, определитель нуля 4 четко выделяет переход полезного сигнала через нуль, определяемого в виде короткого импульсного сигнала длительностью, равной приблизительно 1 мкс и амплитудой, достаточной на действие отключения вакуумного выключателя.
Таким образом, предлагаемое устройство управления защитой от внутренних и внешних помех, действующих на систему защиты вакуумного выключателя, позволяет увеличить срок службы ВВ, снижая вероятность ложных срабатываний системы защиты ВВ от действующих в системе электроснабжения внешних помех и внутренних помех в самом ВВ, возникающих от дуги при отключении как номинального рабочего тока, так и ТКЗ.
Использование предлагаемого устройства позволит уменьшить себестоимость систем защиты электрических цепей, а также повысить надежность защиты электрических цепей благодаря исключению ложного появления нуля, сдвига нуля во времени.