Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для максимальной токовой защиты закрытых токопроводов от токов коротких замыканий.

Известно устройство максимальной токовой защиты [SU 1086494 А, МПК 30Н02Н 3/08, опубл. 15.04.1984], которое содержит герконы, число которых равно числу фаз, отградуированную подвижную зубчатую рейку, поворотную часть с визиром и стопорным винтом. Герконы установлены на пластине, расположенной в магнитном поле шинопровода. Пластина выполнена с продольными прорезями по числу герконов с возможностью горизонтального перемещения по ним герконов. 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 шинопровода.

Известно устройство для максимальной токовой защиты [SU 1008839 А, МПК Н02H 3/08, опубл. 07.02.1985], выбранное в качестве прототипа, которое содержит 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 - к пружинному шарниру, шарнир - к подвижной раме, рама - к регулировочному болту.

Недостатком этих устройств является то, что они не могут быть использованы в закрытых токопроводах из-за громоздкости и необходимости в специальных конструкциях для крепления и регулирования.

Задача изобретения - использование предлагаемого устройства для максимальной токовой защиты в закрытых токопроводах.

Задача решена за счет того, что устройство для максимальной токовой защиты закрытых токопроводов, так же как и в прототипе, содержит пластину и n герконов, расположенных параллельно и на одинаковом расстоянии друг от друга в магнитном поле тока в шине токопровода, и подключенных к времязадающему блоку, который связан с исполнительным органом.

Согласно изобретению один конец пластины закреплен в прорези планки, прикрепленной с помощью болта к хомуту, который надет на токоведущую шину, установленную на изоляторах внутри оболочки закрытого токопровода. На поверхности пластины закреплены n герконов, к контактам которых подсоединены изолированные провода, пропущенные через соответствующие отверстия в пластине на противоположную ее поверхность, на которой они закреплены с помощью хомутов и через разъем, закрепленный на этой поверхности, а также с помощью кабеля пропущены через отверстие в оболочке закрытого токопровода и подключены к времязадающему блоку. Причем пластина расположена так, чтобы ее поверхность с закрепленными на ней герконами совпадала с плоскостью поперечного сечения шины.

Предлагаемое техническое решение позволяет использовать устройство для максимальной токовой защиты для закрытого токопровода за счет размещения внутри него пластины с закрепленными герконами, которая через планку прикреплена к хомуту, надеваемому на токоведущую шину токопровода.

На фиг. 1 представлено устройство для максимальной токовой защиты закрытых токопроводов и его расположение.

На фиг. 2 представлено крепление планки к шине.

На фиг. 3 представлен вид пластины с той стороны, где установлены герконы.

На фиг. 4 представлен вид пластины с той стороны, где закреплены провода.

Устройство для максимальной токовой защиты содержит пластину 1 (фиг. 1), на поверхности 2 которой с помощью зажимов 3 закреплены n герконов 4 параллельно и на одинаковом расстоянии друг от друга. Один конец пластины 1 (фиг. 1, 2) вклеен в прорезь планки 5, прикрепленной с помощью болта 6 к хомуту 7. Хомут 7 надет на токоведущую шину 8, установленную на изоляторах 9 внутри оболочки 10 закрытого токопровода. Пластина 1 расположена таким образом, чтобы ее поверхность 2 совпадала с плоскостью поперечного сечения шины 8. В пластине 1 проделаны 2n отверстий 11 (фиг. 3), через которые пропущены изолированные провода 12 от контактов герконов 4 на противоположную поверхность 13 (фиг. 4) пластины 1. Изолированные провода 12 с помощью хомутов 14 и 15 прикреплены к поверхности 13 пластины 1. Изолированные провода 12 через разъем 16, закрепленный на поверхности 13 пластины 1, с помощью кабеля 17 пропущены через отверстие 18 в оболочке 10 закрытого токопровода и подключены к времязадающему блоку 19 (ВЗБ). Исполнительный орган 20 (ИО) входом подключен к времязадающему блоку 19 (ВЗБ), а выходом подключен в цепь отключения выключателя.

В качестве герконов 4 могут использоваться герконы типа МКА-20101. Пластина 1 и планка 5 выполнены из листового стеклотекстолита СТЭД. Времязадающий блок 19 (ВЗБ) может быть выполнен на микроконтроллере серии 51 производителя atmel AT89S53. В качестве исполнительного органа 20 (ИО) может быть использовано промежуточное реле серии РП-251.

Устройство для максимальной токовой защиты работает следующим образом. Перед пуском защиты выбирают один из n герконов 4, по срабатыванию которого будут судить о наличии междуфазных коротких замыканий в конце закрытого токопровода или на отходящих от него присоединениях. Для этого определяют ток I_ср в токоведущей шине 8, при котором срабатывает геркон 4. Все герконы 4 закреплены на пластине 1 таким образом, что имеют максимальную чувствительность, так, на фиг.1 все герконы 4 расположены под углом α=90°, где α - угол между продольной осью геркона и перпендикулярной к ней линией, расположенной на поверхности 2, соединяющей центр тяжести геркона 4 и ось токоведущей шины 8. Поэтому значение I_ср определяют по известным расстоянию h (фиг. 1) до герконов 4 и магнитодвижущей силе срабатывания (м.д.с.) герконов F_cp по формуле [Клецель М.Я., Мусин В.В. О построении на герконах защит высоковольтных установок без трансформаторов тока. М.: Электротехника. 1987, №4, с. 11-13]:

где l_к - длина катушки соленоида, в котором измеряют м.д.с.

Затем проверяют возможность использования этого геркона 4 по выполнению неравенства [Клецель М.Я., Мусин В.В. Выбор тока срабатывания максимальной токовой защиты без трансформаторов тока на герконах. М.: Промышленная энергетика. 1990, №4, с. 32-36]:

где I_кз.min - минимальный ток короткого замыкания в конце защищаемого участка;

I_сз - ток срабатывания защиты (на токопроводах собственных нужд электростанций он отстраивается от токов самозапуска электродвигателей).

Если после выбора тока срабатывания защиты I_сз и расчетов по формуле (1) правая часть неравенства (2) не выполняется, то нужно взять информацию от геркона 4, расположенного ближе к токоведущей шине 8, например, на расстоянии h от нее, подсчитать его ток срабатывания I_ср и затем проверять выполнение неравенства (2). Если оно выполняется, то устройство готово к работе.

При коротком замыкании между фазами в конце закрытого токопровода или на отходящих от него присоединениях, ток, протекающий по токоведущей шине 8, превосходит ток срабатывания защиты I_сз. Поэтому выбранный геркон 4 срабатывает (замыкает контакты) и по проводам 12, через разъем 16 и кабель 17, передает сигнал на времязадающий блок 19 (ВЗБ), который через заданную выдержку времени подает сигнал на вход исполнительного органа 20 (ИО). С выхода исполнительного органа 20 (ИО) подается сигнал на отключение повредившихся шин 8 от сети. В режимах нагрузки ток срабатывания I_ср больше тока нагрузки, и геркон не срабатывает. Поэтому устройство не приходит в действие.

Таким образом, предлагаемое устройство может быть использовано для выполнения максимальной токовой защиты закрытых токопроводов.