Распределительное устройство

(51)5 Н 02 В 7/00, Н 02 Н 7/26 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технолОгический институт низковольтного аппаратостроения(56) 1. Технические условия ТУ 16-536.58678. Пункты распределительные серии ПР24 Ни ПР 24 Г. М., Минэлектротехпром, 1978,2. Патент Франции В 2538177,кл, Н 02 В 7/00, Н 02 Н 7/26, 1984.,54) РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (56) Использование: распределение электрической энергии низкого наполнения и заИзобретение относится к низковольтным устройствам распределения электро-.энергии, в частности к распределительнымустройствам (РУ), предназначенным дляраспределения электроэнергии между несколькими фидерами и защиты от токов короткого замыкания (КЗ),Известны РУ (11, в которых имеются.вводной выключатель и несколькофидерных выключателей, защищающих каждыйсвой фидер как от КЗ, так и от токов перегрузки.Основным недостатком таких РУ является следующее, Так как вводной и фидерный выключатели в РУ находятся рядом,требования к их предельной коммутационной способности (ПКС) должны быть одинаковы, А это значит, что фидерные аппаратыдолжны иметь достаточно высокую ПКС, а щиты от таков короткого замыкания. Сущность изобретения: распределительное устройство содержит вводный выключатель с числом полюсов равным числу фаз защищаемой цепи, сборные шины, к которым подключены, по меньшей мере, две фидера, фидерные аппараты. Устройство включает силовые полупроводниковые модули, число которых равно числу фаэ эапрещаемой . цепи, вспомогательные коммутационные аппараты, число которых равно числу фаз фидерных аппаратов. Один из силовых выводов полупроводникового модуля электрически соединен с главными неподвижными контактами фидерных аппаратов, а другой - с главными подвижными контактами фидерных аппаратов, 3 з.п. флы,3 ил. следовательно, сравнительно большие мас-согабаритные показатели,8 качестве фидерных выключателей визвестных РУ применяются выключатели визоляционных корпусах. которые имеют ограниченный ресурс (срок службы) при отключении токов КЗ, что является одним изосновных недостатков, Эти выключатели,,предназначенные для защиты фидеров, неимеют дистанционного привода. Вследствие этого подобные выключатели предназначены для нечастого оперативноговключения или отключения потребителя, ночаще применяются для включения без тока.Поэтому подобные РУ не могут применятьсядля оперативного управления потребителями,Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству являетсяраспределительный пункт 2, содержащий вводной выключатель, снабженный расцепителями мгновенного действия, сборные шины, подключенные к отводящим зажимам вводного выключателя, к которым подключены фидера, фидерные аппараты на каждом из фидеров, выполненные с дистанционным управлением, содержащие в каждом полюсе главные подвижные и неподвижные контакты, датчики тока, общий для всех полюсов механизм управления с дистанционным приводом, реле управления,общий электронный блок обработки информации, поступающей от датчиков и внешних элементов управления, включенных на входы электронного блока, выходы которого включены на входы расцепителей вводного выключателя и на входы реле управления фидерных аппаратов,В этом распределительном пункте, благодаря применению общего электронного блока, производящего обработку информации, функции защиты между аппаратами . распределены следующим образом,Защиту от токов КЗ во всех случаях осуществляет вводной выключатель. Защита от токов перегрузки, утечки, а также подключение и отключение фидеров осуществляется фидерными аппаратами.Однако эти аг 1 параты имеют невысокий . срок службы и поэтому подобный распределительный пункт не может быть применен для оперативного управления потребителями.Цель изобретения - повышение срокаслужбы заявляемого устройства и расширение области его использования.Достигается поставленная цель в известном устройстве, содержащем вводной выключатель с количеством полюсов, соответствующим числу фаз защищаемой цепи, снабженный расцепителями мгновенного действия, сборные шины, подключенные к отводящим зажимам вводного выключателя, к которым подключены по меньшей мере два фидера, столько же фидерных аппаратов, выполненных с дистанционным управлением, содержащих в каждом полюсе главные подвижные и неподвижные контакты, общий для всех полюсов механизм управления с дистанционным приводом, реле управления, датчики тока, общий электронный блок обработки информации, поступающей от датчиков и внешних элементов управления, включенных на входы электронного блока, выходы которого включены на входы расцепителей вводного выключателя и на входы реле управления фидерных аппаратов, тем, что, оно снабжено силовыми полупроводниковыми модулями, число которых равно числу фаз защищаемой цепи, и вспомогательными коммутационными аппаратами, число которых равно числу фидерных аппаратов, причем каждый из вспомогательных коммутационных аппаратов имеет число полюсов, равное числу полюсов соответствующего фидерного аппарата, при этом один из сило 10 25 Именно за счет того, что заявляемое устройство снабжено силовыми полупро 30 35 40 45 50 55 вцх выводов каждого полупроводникового модуля соединен электрически с главными неподвижными контактами одного полюса каждого из фидерных аппаратов, а второй силовой вывод этого полупроводникового модуля через контакты соответствующих вспомогательных коммутационных аппаратов соединен с главными подвижными контактами этого же полюса фидерных аппаратов, а система управления силовых полупроводниковых модулей и системы управления вспомогательных коммутационных аппаратов включены на выход общего электронного блока обработки информации,водниковыми модулями, число которых равно числу фаз защищаемой цепи, и вспомогательными коммутационными аппаратами, число которых равно числу фидерных аппаратов, причем каждый из вспомогательных коммутационных аппаратов имеет число полюсов, равное числу полюсов соответствующего фидерного аппарата, при этом один из силовых выводов каждого полупроводникового модуля соединен электрически с главными неподвижными контактами одного полюса каждого из фидерных аппаратов, а второй силовой вывод этого полупроводникового модуля через контакты соответствующих вспомогательных коммутационных аппаратов соединен с главными подвижными контактами этого же полюса фидерных аппаратов, а система управления силовых полупроводниковых модулей и системы управления вспомогательных коммутационных аппаратов включены на выход общего электронного блока обработки информации, достигается повышение срока службы заявляемого устройства, т,к, при этом главные контакты фидерных аппаратов коммутируют цепи без электрической дуги, а контакты вспомогательных коммутационных аппаратов коммутируют цепи без тока. Повышение срока службы аппаратов позволяет использовать заявляемое РУ для оперативного управления потребителями, что существенно расширяет область использования подобных устройств.Главные неподвижные контакты всехфидерных аппаратов, с целью уменьшениягабаритов, могут быть выполнены в видеодной общей для данной фазы шины, соединенной электрически с соответствующей Бсборной шиной и с силовым выводом одного из полупроводниковых модулей.Фидерные аппараты в заявляемом РУмогут быть выполнены в виде автоматических выключателей, э вспомогательные 10коммутационные аппараты выполненыэлектромагнитными,Фидерные аппараты и вспомогательные коммутационные аппараты могут бытьвыполнены в заявляемом РУ электромэгнитными.На фиг. 1 показана принципиальнаясхема заявляемого РУ, выполненного в соответствии с п.1 формулы; на фиг, 2 - принципиальная схема заявляемого РУ, 20выполненного в соответствии с п.2 формулы; нэ фиг. 3 - вариант возможного конструктивного исполнения заявляемого РУ всоответствии с и. 2 формулы,РУ (фиг.1) содержит вводной выключатель 1 с расцепителями 2 мгновенного действия, общий электрический блок 3 обработкиинформации, один из выходов 4 которогосоединен с расцепителями 2 вводного выключателя 1. К отводящим зажимам 5 вводного выключателя 1 подключены сборныешины 6; с которыми соединены главные неподвижнь 1 е контакты 7, установленные вкаждом из полюсов фидерных аппаратов 8,выполненных с дистанционным управлени. ем также главные подвижнь 1 е контакты 9,общий для всех полюсов механизм упрэвления 10 с дистанционным приводом, релеуправления 11, датчики токэ 12, установленные нэ выводных зажимах 13 для передачи информации на входы электронногоблакэ 3.Нэ входы электронного блока 3 включены также внешние элементы управления 14,Выходы электронного блока 3 включены на 45входы реле управления 11 фидерных аппаратов 8, Главные подвижные контакты 9 фидерных аппэратов 8 соединены с фидерами15. РУ снабжено силовыми полупроводниковыми модулями 16, число которых равно 50числу фаз защищаемой цепи, и вспомогательными коммутационными аппаратами17, число которых равно числу фидерныхаппаратов 8, Каждый из вспомогательныхкоммутационных аппаратов 17 имеет число 55полюсов, равное числу полюсов соответствующего флдерного аппарата 8, Один изсиловых выводов 18 кэждого полупроводникового модуля 16 соединен электрически сглавными неподвижными коитактами 7 одного полюса каждого из фидерных эппаратов 8 через сборную шину 6, Второй силовойвывод 19 полупроводникового модуля 16через контакты 20 соответствующих вспомогательных коммутационных аппаратов17 соединен с главными подвижными контактами 9 этого же полюса фидерного аппарата 8. Системы управления 21 силовыхполупроводниковых модулей 16 и системыуправления, в чэстности, дистанционныхприводов 22 вспомогательных коммутационных аппаратов 17 включены на выход общего электронного блока 3 обработкиинформации.Глэвные неподвижные контакты 7 одной фазы всех фидерных аппаратов 8 могутбыть выполнены в виде одной общей шины23 см.фиг,2 и 3), которая соединена с соответствующей сборной шиной 6 и с силовымвыводом полупроводникового модуля 16.Шина 23 выполняется из металла с высокойэлектропроводностью, например, из меди.Главные подвижные контакты 9 (фиг, 3) каждого фидерного аппарата 8 механически соединены между собой и снабжены общимдля всех полюсов механизмом управления10 с дистанционным приводом.Один силовой вывод 18 полупроводникового модуля 16 соединен с шиной 23, адругой силовой вывод 19 гибким соединением 24 соединен с одним из контактов 20одного из вспомогательных коммутационных аппаратов 17, соответствующий ему неподвижный контакт 25 соединен гибкимсоединением 26 с соответствующим главным подвижным контактом 9 фидерного аппарата 8. На этом гибком соединении 26установлены датчики тока 12.Все подвижные контакты 20 соответс;вующего вспомогательного коммутационного аппэрэта 17 механически соединенымежду собой и снабжены дистанционнымприводом 22,Полупроводниковый модуль 16 включает силовую часть, выполненную, нэпример,з соответствии с 3, и систему управления,в частности, в соответствии с 4,В качестве вспомогательных коммутационных аппаратов 17 могут быть применены контэкторь типа КМ 15 5).Напряжение на РУ подэют от сети, длячего включают вводный выключэтель 1, который может быть выполнен как с дистэнционным приводом, так и без него, Фидерныеаппараты 8 включаются после того, кэк нэих механизм управления 10 с дистанционным приводом подают сигнэл от электронного блока 3 обработки информации.Потребитель получает питание от фидеров 15, 7 172853 85 10 35 мых РУ В устройстве (фиг.2 и 3) после включения вводного выключателя 1 главный подвижный контакт 9 и главный неподвижный контакт 7 фидерного аппарата 8 замыкаются под воздействием общего для всех полюсов механизма управления 10 с дистанционным приводом, который получает сигнал от электронного блока 3 обработки информации. Программа включения фидерных аппаратов 8 может быть заложена в электронном блоке 3 обработки информации, но должна быть предусмотрена возможность непосредственного управления этими фидерными аппаратами 8 через электронный блок 3 обработки информации.При возникновении тока КЗ в одном из фидеров 15 после достижения током уставки срабатывания соответствующего фидер- ного аппарата 8 электронный блок 3 обработки, на вход которого поступил соответствующий сигнал от датчика тока 12, формирует управляющий сигнал, который через один из выходов 4 указанного электронного блока 3 подается на расцепитель 2 мгновенного действия вводного выключателя 1, в результате чего он отключается, Г 1 осле отключения вводного выключателя 1 электронный блок обработки информации формирует управляющий сигнал для тогО фидерного аппарата 8, в фидере которого возникло повреждение. Управляющий сигнал с электронного блока 3 обработки информации поступает на вход общего для всех полюсов механизма управления 10 этого фидерного аппарата 8, в результате чего он отключается. После этого электронный блок 3 включает вводной выключатель 1, если последний имеет дистанционное управление, или подает сигнал на пульт управления(на черт, не показан) о необходимости включения вводного выключателя 1.В случае подачи внешнего сигнала, например, от внешних элементов 14 управления на электронный блок 3 обработки информации с целью отключения соответствующего фидера 15 система работает следующим образом. Электронный блок 3 формирует сигнал на включение вспомогательного коммутационного аппарата 17, для чего подает импульс на дистанционный привод 22. В результате этого к главным контактам 7 и 9 соответствующего фидер- ного аппарата 8 подключается силовой полупроводниковый модуль 16 и шунтирует указанные контакты, затем с электронного блока 3 на каждый силовой полупроводниковый модуль 16 подаются сигналы на управляющие электроды тиристоров (симистаров), в результате чего они открываются. Затем электронный блок 3 подает сигнал на обЩий для всех полюсов, механизм управления 10 с дистанционным приводом на размыкание главного подвижного контакта 9 и главного неподвижного контакта 7 фидерного аппарата 8 и происходит бездуговое отключение фидера 15,При прохождении тока через нуль тиристоры (симисторы) силовых полупроводниковых модулей 16 запираются и тем самым обесточивают фидер 15, который должен быть отключен, Затем происходит отключение вспомогательного коммутационного аппарата 17 (снятие напряжения с дистан ционного привода 22 при электромагнитном приводе или подаче сигнала на отключение).При подаче внешнего управляющегосигнала на электронный блок 3 на подклю чение фидерного аппарата 8, укаэанныйблок формирует сигнал, который подается на общий для всех полюсов механизм управления 10 и фидерный аппарат 8 замыкает главный подвижный контакт 9 и главный 25 неподвижный контакт 7, чем подают напряжение на соответствующий фидер 15.Следует отметить, что при одновременной подаче сигнала в электронный блок 3 на включение несколЬких фидерных аппаратов 30 8 все они включаются одновременно; приподаче сигнала на отключение нескольких фидерных аппаратов 8, находящихся под нагрузкой, электронный блок 3 подает сигнал на включение соответствующего вспомогательного коммутационного аппарата 17 и проведение необходимых операций с силовым полупроводниковым модулем 16 последовательно в соответствии с заложенной программой,Таким образом, заявляемое техническое решение, по сравнению с прототипом Г 21, позволяет повысить срок службы заявляемого устройства за счет того, что главные контакты фидерных аппаратов коммутиру ют цепи без электрической дуги, а контакты вспомогательных коммутационных аппаратов коммутируют цепи без тока, что, в свою очередь, позволяет существенно расширить область использования заявляе Формула изобретения 1. Распределительное устройство, содержащее вводный выключатель с количеством полюсов, соответствующим числу фаз защишаемой цепи, снабженный расцепителями мгновенного действия, сборные шины, подключенные к отводящим зажимам вводного выключателя, к которым подключены по меньшей мере два фидера, столько жефидерных аппаратов, выполненных с дистанционным управлением, содержащих в каждом полюсе главные подвижные и неподвижные контакты, общий для всех полюсов механизм управления с дистанционным приводом, реле управления, датчики тока, общий электронный блок обработки информации, поступающей от датчиков и внешних элементов управления, включенных на входы электронного блока, выходы которого включены на входы расцепителей вводного выключателя и на входы реле управления фидерных аппаратов, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения срока службы и расширения области использования, он снабжен силовыми полупроводниковыми модулями, число которых равно числу фаз защищаемой цепи, и вспомогательными коммутационными аппаратами, число которых равно числу фидерных аппаратов, причем каждый из вспомогательных коммутационных аппаратов имеет число полюсов, равное числу полюсов соответствующего фидерного аппарата, при этом один из силовых выводов каждого полупроводникового модуля соединен электрически с главными неподвихными контактами одного полюса каждого из фи 3 дерных аппаратов, а второй силовой выводэтого полупроводникового модуля черезконтакты соответствующих вспомогательных коммутационных аппаратов соединен с5 главными подвижными контактами этогоже полюса фидерных аппаратов, а системауправления силовых полупроводниковыхмодулей и система управления вспомогательных коммутационных аппаратов вклю 10 чены на выход общего электронного блокаобработки информации.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью уменьшения габаритов,главные неподвикные контакты всех фи 15 дерных аппаратов выполнены в виде однойобщей для данной фазы шины, соединеннойэлектрически с соответствующей сборнойшиной и с силовым выводом одного из полупроводниковых модулей.20 З,Устройствопоп,1,отличающеес я тем, что фидерные аппараты выполненыв виде автоматических выключателей, авспомогательные коммутационные аппараты выполнены электромагнитными.25 4. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что фидерные и вспомогательныекоммутационные аппараты выполненыэлектромагнитными,( /г остэитель И, Недайвхред М.Моргентал Редактор А,ректор Л. Лукач роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. каз 3849 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5