4 УСТРОЙСТВО И РАБОТА блока БКЗ-3 МК

4.1 Конструктивно блок выполнен и виде пластмассового корпуса, пи основании которого крепится вилка соединителя и печатная плата с элементами (рис. 1). На основании также имеемся ключ для безошибочной установки блока на свое место в аппарате. После установки блок крепится винтом.

В верхней части блока имеются шкалы и регуляторы уставок срабатывания максимальной токовой защиты, защиты от перегрузки, гнездо подключения цепи контроля изоляции сети и переключатели выбора режимов работы и величины напряжения.

4.2 Электрическая схема содержит следующие основные узлы (рис. 2):

- выпрямительный узел питающего и опорного напряжения, выполненный на диодах VD11-VD12

- стабилизированный источник питания исполнительных реле, выполненный на транзисторе VT3 и стабилитроне VD9;

- стабилизированный импульсный источник питания микроконтроллера, выполненный на микросхеме DA2\

- измерительный и вычислительный орган микроконтроллер DD1;

- узел входного сигнала с датчиков тока, выполненный на диодных мостах VD1, VD3 и делителе напряжения па резисторах R17, R21;

- регулируемые делители опорного напряжения - R5, R9, R13 и R6, R10, R14;

- исполнительный орган МТЗ: реле К1. 1;

- исполнительный орган ТЗП и КИ: реле К2.1;

- узел взвода защит, выполненный на транзисторной оптопаре DAI. 1;

- узел отключения функции защиты от токов перегрузки, выполненный на транзисторной оптопаре DA1.2.

4.3 Электрическая схема блока, при встраивании его в коммутационный аппарат, обеспечивает:

- защиту от тока короткого замыкания и световую сигнализацию при ее срабатывании;

- защиту от перегрузки, «опрокидывания» и незавершившегося пуска электродвигателей и световую сигнализацию при ее срабатывании;
электрическую блокировку, препятствующую включению
электродвигателя при снижении сопротивления изоляции в отходящем участке сети, питающем электродвигатель, ниже 30 кОм при напряжении 660 В и ниже 100 кОм при напряжении 1140В и сигнализацию о ее срабатывании;

- проверку действия максимальной токовой защиты;

- проверку действия устройства предварительного контроля изоляции.

4.4 Описание работы схемы.

Принцип работы схемы блока основан на измерении входных величин сигналов, пропорциональных первичному току и величине сопротивления изоляции сети, преобразовании их в цифровые значения, обработке, сопоставлении с заданными параметрами и характеристиками, и выдаче сигналов по заданному алгоритму работы.

Структурно схема разделена на два канала - токовый канал, подключаемый к датчикам тока типа ДТ на номинальные токи от 32 до 800 А и канал определения сопротивления изоляции сети, подключаемый к сети через блок-контакт коммутационного аппарата. Каналы максимальной токовой защиты, токовой защиты от перегрузки и предварительного контроля изоляции имеют автономную световую сигнализацию о срабатывании.

4.4.1 Защита от токов короткого замыкания осуществляется следующим образом. Входной сигнал с датчиков тока, пропорциональный току, выпрямляется диодными мостами VD1 и VD3 и по схеме максиселектора через делитель напряжения R17, R21 подается на вход аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера DDL Преобразованный входной сигнал вычисляется, сравнивается с заданными параметрами и при возникновении короткого замыкания на защищаемом участке электрической сети, микроконтроллер выдает сигнал на включение тиристора VD10 и через ключ, выполненный на элементах R34, VT1, включает обособленное исполнительное реле К 1.1. Одновременно с этим включается соответствующая световая сигнализация.

Исполнительное реле и световая индикация после срабатывания защиты остаются во включенном состоянии до принудительного деблокирования кнопкой «Деблокировка». Таким образом, осуществляется режим запоминания о срабатывании канала максимальной токовой защиты, в том числе и при снятии напряжения с последующим его восстановлением.

Реле К1.1, блокирует включение контакторов коммутационного аппарата, а тиристор VD10 включает независимый расценитель коммутационного аппарата.

Уставка срабатывания блока по каналу максимальной токовой защиты устанавливается переменным резистором R9.
 

4.4.2 Защита от перегрузки работает одновременно с максимальной токовой защитой по одному и тому же входному каналу. При этом входной сигнал с датчиков тока поступает на другой вход аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера DDI, обрабатывается, сравнивается с эталонной характеристикой и при отклонении его от заданных параметров, микроконтроллер фиксирует состояние перегрузки защищаемого электродвигателя. В зависимости от соотношения входного сигнала к уставке по каналу токовой защиты от перегрузки, формируется время отключения коммутационного аппарата. Эталонная токовременная характеристика, заложенная в память микроконтроллера, ориентировочно отображает тепловую модель электродвигателя. Зависимость времени срабатывания защиты от входного сигнала с датчиков тока приведена в таблице 3, а токовременная характеристика срабатывания защиты - на рисунке 3.

При срабатывании защиты включается соответствующая световая сигнализация и исполнительное реле К2.1, блокирующее включение коммутационного аппарата на время, не менее 2 мин. По истечении времени запоминания состояния перегрузки коммутационный аппарат автоматически деблокируется и может быть повторно включен. Для аварийного включения коммутационного аппарата в течение времени выдержки, необходимо деблокировать защиту кнопкой «Деблокировка».

Уставка срабатывания коммутационного аппарата по токовой защите от перегрузки определяется в зависимости от номинального тока электродвигателя путем вычисления отношения его значения к номинальному току коммутационного аппарата и выбирается в соответствии с таблицей 2. Установка производится при помощи резистора R10.

Каналы токовой защиты от перегрузки и предварительного контроля сопротивления изоляции имеют объединенное исполнительное реле К2.1, управляемое микроконтроллером через ключ, собранный на элементах R35, VT2.

4.4.3 Устройство предварительного контроля сопротивления изоляции состоит из источника оперативного тока, собранного на элементах VD12, С19, R42 и цепи формирования входного сигнала - R7, Rll, R16, R18, R22, VD2, СЗ, СЮ.

Входной сигнал, пропорциональный величине сопротивления изоляции контролируемой сети, от источника оперативного тока поступает на вход цепи формирования сигнала и затем на вход микроконтроллера.

Уставка срабатывания канала предварительного контроля изоляции выбирается в зависимости от напряжения контролируемой сети при помощи переключателя SA2 «1140 - 660».

Настройка уставок срабатывания осуществляется при помощи резисторов R28 - для сети напряжением 1140 В и резистором R16 для сети напряжением 660 В.

При снижении сопротивления изоляции до величины аварийной уставки (ниже 35 кОм для сети 660 В и ниже 110 кОм для сети 1140 В) микроконтроллер включает непрерывную световую сигнализацию и выдает сигнал на включение реле К2.1, которое блокирует включение коммутационного аппарата.

При снижении сопротивления изоляции до величины предупредительной уставки (ниже ПОкОм для сети 660 В и ниже 260 кОм для сети 1140 В), микроконтроллер включает мигающую светодиодную индикацию с частотой 1 Гц. При этом исполнительное реле не срабатывает и блокирование коммутационного аппарата не происходит.

Проверка работоспособности канала контроля изоляции сети в условиях эксплуатации осуществляется кнопкой «Проверка КИ» коммутационного аппарата. При этом к выходу «С» блока подключается проверочный резистор, блок срабатывает, загорается световая индикация и блокируется включение коммутационного аппарата, что свидетельствует о работоспособности канала контроля изоляции сети.

4.5 Для проверки работоспособности канала максимальной токовой защиты в условиях эксплуатации предусмотрен переключатель SA1 «Работа - Проверка». В рабочем состоянии данный переключатель должен находиться в положении
 

«Работа». При переключении тумблера  SA1 в положение «Проверка» происходит понижение уставки, вызывающее срабатывание максимальной токовой защиты при нормальном пуске электродвигателя.

4.6 Деблокирование защит МТЗ и ТЗП осуществляется нажатием кнопки «Деблокировка» на коммутационном аппарате. При использовании блока защиты в коммутационном аппарате, на который не возлагается функция защиты от токов перегрузки (фидерные автоматические выключатели, передвижные подстанции и т.д.), данная функция может быть отключена путём установки перемычки между выводами блока 7 и 19.