устройство для токовой защиты электроустановки от перегрузок и коротких замыканий с зависимой характеристикой времени срабатывания

Формула изобретения

Устройство для токовой защиты электроустановки от перегрузок и коротких замыканий с зависимой характеристикой времени срабатывания, содержащее преобразователь тока в напряжение, вход которого подключен к датчику тока электроустановки, к выходу преобразователя тока в напряжение последовательно подключены первый резистор, блок сравнения и блок выдержки времени, причем к входу первого резистора параллельно подсоединена цепь, состоящая из последовательно соединенных потенциометра и биметаллического элемента, к выходу первого резистора параллельно подсоединена цепь, состоящая из последовательно соединенных размыкающего контакта, второго резистора и блока задания уставки, отличающееся тем, что параллельно размыкающему контакту присоединен третий резистор.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите, и может быть использовано в блоках защиты селективных автоматических выключателей напряжением до 1000 В.

Аналогом изобретения является устройство по а.с. 1330689, Н 02 Н 3/08, 15.08.87, БИ 30 для токовой защиты электроустановки от перегрузок и коротких замыканий с зависимой характеристикой времени срабатывания, которое состоит из датчика тока, преобразователя тока в напряжение, блока сравнения на основе компаратора подачей сигналов на его инвертирующий вход, блока задания уставки, например делитель напряжения, блока выдержки времени, например RC-цепь, и выходного устройства. Компаратор подключен к другим блокам через три резистора, переменный резистор и биметаллический элемент, например пластинку или проволоку из биметалла, с замыкающим контактом.

Данное устройство обеспечивает защиту электроустановки на напряжениях до 1000 В от коротких замыканий и перегрузок, причем защита от перегрузок происходит с выдержкой времени.

Недостатком этого устройства является большое число элементов (резисторов).

В значительной мере свободным от этого недостатка является устройство для токовой защиты электроустановки от перегрузок и коротких замыканий с зависимой характеристикой времени срабатывания - наиболее (близкое по технической сущности и своим характеристикам к предлагаемому изобретению по а. с. 1742926, Н 02 Н 3/08, 23.06.92, БИ 23 - прототип изобретения.

Прототип содержит преобразователь тока в напряжение, вход которого подключается к датчику тока электроустановки. К выходу преобразователя тока в напряжение последовательно подключены первый резистор, блок сравнения и блок выдержки времени. К входу первого резистора параллельно подсоединена цепь, состоящая из последовательно соединенных потенциометра и биметаллического элемента. К выходу первого резистора параллельно подсоединена цепь, состоящая из последовательно соединенных размыкающего контакта, второго резистора и блока задания уставки.

Недостатком данного устройства является недостаточная точность задания уставки срабатывания по току второй ступени (защита от перегрузок), которая вызвана наличием биметаллического элемента в его конструкции.

Задача настоящего изобретения - повышение эффективности защиты за счет увеличения точности задания уставки срабатывания второй ступени (ступени защиты от перегрузки).

Поставленная задача достигается тем, что устройство для токовой защиты электроустановки от перегрузок и коротких замыканий с зависимой характеристикой времени срабатывания, содержащее преобразователь тока в напряжение, вход которого подключен к датчику тока электроустановки, к выходу преобразователя тока в напряжение последовательно подключены первый резистор, блок сравнения и блок выдержки времени, причем к входу первого резистора параллельно подсоединена цепь, состоящая из последовательно соединенных потенциометра и биметаллического элемента, к выходу первого резистора параллельно подсоединена цепь, состоящая из последовательно соединенных размыкающего контакта, второго резистора и блока задания уставки, согласно изобретению параллельно размыкающему контакту присоединен третий резистор.

Предлагаемое устройство содержит преобразователь 1 тока в напряжение, вход которого подключен к датчику 2 тока электроустановки. К выходу преобразователя 1 тока в напряжение последовательно подключены первый резистор 3, блок сравнения 4 и блок выдержки времени 5. К входу первого резистора 3 параллельно подсоединена цепь, состоящая из последовательно соединенных потенциометра 6 и биметаллического элемента 7. К выходу первого резистора 3 параллельно подсоединена цепь, состоящая из последовательно соединенных размыкающего контакта 8, второго резистора 9 и блока задания уставки 10. Третий резистор 11 подключен параллельно размыкающему контакту 8.

Работа устройства происходит следующим образом.

В исходном состоянии выполняется условие



где U_вх - входной сигнал блока сравнения 4, подаваемый с выхода преобразователя 1;

U_y - напряжение уставки, подаваемое на блок сравнения 4 с выхода блока задания уставки 10.

Знаки U_вх и U_y противоположны.

На выходе блока сравнения 4 сигнал отсутствует (с этой целью в цепи обратной связи операционного усилителя соответствующим образом может быть включен диод).

При возникновении короткого замыкания в защищаемой сети (установке) резко возрастает ток, а следовательно U_вx. Соотношение входных сигналов блока сравнения 4 меняется



что приводит к мгновенному срабатыванию.

На выходе блока сравнения 4 появляется напряжение, при этом начинает работать блок выдержки времени 5.

При перегрузках в защищаемой электросети (установке) увеличение U_вх недостаточно для срабатывания блока сравнения 4. Однако с увеличением U_вх растет ток, протекающий через потенциометр 6 и биметаллический элемент 7. Начинается нагрев биметаллического элемента 7, происходящий тем быстрее, чем больший ток через него протекает. Нагрев биметаллического элемента 7 приводит к его деформации и размыканию контакта 8. Тем самым блок задания уставки 10 подключается к входу блока сравнения 4 через третий резистор 11, устанавливается соотношение



что приводит к срабатыванию блока сравнения.

Таким образом, по сравнению с прототипом достигается более точное задание утавки по току при защите электрической сети (установки) при перегрузке. Это объясняется тем, что в прототипе ток срабатывания защиты при перегрузках зависит от характеристики биметаллической пластины, а в предлагаемом устройстве ток срабатывания зависит от фиксированного сопротивления третьего резистора 11.

Изобретение найдет применение в системах релейной защиты и автоматики в сети до 1000 В, а именно в блоках защиты селективных автоматических выключателей напряжением до 1000 В для токовой защиты электроустановки от перегрузок и токов коротких замыканий.