Устройство для защиты от перегрузки по току

Устройство для защиты от перегрузки по току

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ, содержащее трансформатор тока, подключенный вторичной обмоткой к входу формирователя напряжения, пропорционального току, выход которого через последовательно соединенные первый ре .зистор и стабилитрон подключен к входу первого органа сравнения, выполненного в виде двухкаскадного усилителя с положительной обратной связью и выходного усилителя, промежуточное реле, обмотка которого подключена к выходу первого органа сравнения, времязадающую RC-цепочку с тремя последовательно.соединенными группами резисторов, включенную.параллельно входу первого органасравнения , конденсатор которой зашунтирован последовательно соединенными вторым резистором и размыкающим контактом промежуточного реле, второй орган сравнения, выполненный в виде многокаскадного усилителя, вход которого подключен к конденсатору время задающей RC-цепочки, а выход - к исполнительному органу, причем цепь питания обоих органов сравнения через третий резистор подключена к выходу формирователя напряжения., пропорционального току, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности путем расширения диапазона выдержек времени , введены три конденсатора, управляющий транзистор и два дополнительных резистора, причем цепи (П положительной обратной связи и межкаскадной связи двухкаскадного усилителя первого органа сравнения выполнены емкостными, входы выходных усилителей обоих органов сравнения зашунтированы первым и вторым дополнительными конденсаторами соот- . вественно, база управляющего транзистора подключена к вьпсоду двухкаскадного усилителя первого органа сравнения и через первый дополни тельный резистор объединена с эмит;о тером коллектор включен последоN5 вательно с вторым дополнительным резистором, подключенным параллельно конденсатору и первой группе резисторов время задающей RC-цепочки , причем третий дополнитель ный ковдеисатор шунтирует вторую группу резисторов , а выход транзистора третью группу резисторои времязадающей RC-цепочки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (! !) 4(5!) Н 02 Н 3 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ

21) 3669995/24-07

° °

22) 08.12.83

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 23.02.85. Бюл, 9 7 (72) С.л. Кужеков, В.Ф. Минаков, Е.Ф. Минаков, В,М. Редькин и А.Ф. Кочнева . (71) Северо-Кавказский научно-исследовательский институт природных газов, Ставропольский политехнический . институт и Новочеркасский ордена

Трудового Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 448529, кл. Н 02 Н 3/06, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 399955, кл. Н 02 Н 3/08, 1971. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ, содержащее трансформатор тока, подключенный вторичной обмоткой к входу формирователя напряжения, пропорционального току, выход которого через после-. довательно соединенные первый резистор и стабилитрон подключен к входу первого органа сравнения, выполненного в виде двухкаскадного усилителя с положительной обратной связью и выходного усилителя, промежуточное реле, обмотка которого подключена к выходу первого органа сравнения, времязадающую КС-цепочку с тремя последовательно соединенными группами резисторов, включенную.параллельно входу первого органа сравнения, конденсатор которой зашунтирован последовательно соединенными вторым резистором и размыкающим контактбм промежуточного реле, второй орган сравнения, выполненный в виде многокаскадного усилителя, вход которого подключен к конденсатору время задающей КС-цепочки, а выход — к исполнительному органу, причем цепь питания обоих органов сравнения через третий резистор подключена к выходу формирователя напряжения, пропорционального току, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем рас" ширения диапазона выдержек времени, введены три конденсатора, управляющий транзистор и два дополнительных резистора, причем цепи положительной обратной связи и межкаскадной связи двухкаскадного усилителя первого органа сравнения выполнены емкостными, входы выходных усилителей обоих органов сравнения эашунтированы первым и вторым дополнительными конденсаторами соотвественно, база управляющего транзистора подключена к выходу двухкаскадного усилителя первого органа сравнения и через первый дополнительный резистор объединена с эмиттером коллектор включен последовательно с вторым дополнительным резистором, подключенным параллельно конденсатору и первой группе резисторов время задающей RC-цепочки, причем третий дополнительный конденсатор шуптирует вторую группу резисторов, а выход транзистора — третью группу резисторов времяэадающей RC-.öåïî÷êè °

1141492

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам релейной защиты электроустановок от токовых перегрузок.

Известно устройство для токовой 5 защиты с ограниченно зависимой выдержкой времени, содержащее трансформатор тока, зашунтированный двумя последовательно соединенными постоянным и переменным резисторами, выпрямительный мост с подключенными на цыходе сглаживающим коиденсато ром и стабилитроном . К сглаживающему.конденсатору присоединен время.задающий последовательный RC-контур, конденсатор которого шунтирован резистором, Параллельно последнему включена управляющая цепь тиристора, содержащая последовательно соединенные дииистор, стабилитрон и ограни- 20 чительный резистор. Анод тиристора через исполнительный элемент соединен с конденсатором времязадающего контура (11.

Недостатком устройства является низкий диапазон изменения времени срабатывания в функции первичного тока. Это обусловлено малым снижением выдержки времени при больших кратностях тока. 30

Известно также устройство для защиты от перегрузки по току, содержащее трансформатор тока, соединенный через формирователь напряжения и стабилитрои с первым органом срав- 35 пения, выполненным на многоканаль ном усилителе с положительной обратной связью, времязадающую RC-цеппочку, конденсатор которой зашунтироваи резистором через размыкающий 40 контакт промежуточного реле, включающего на выходе первого органа сравнения. Выход времязадающей КС-цепочки подключен ко входу второго органа сравнения с исполнительным 45 органом на выходе. Напряжение формирователя, соответствующее режиму перегрузки, превышает опорное напряжение стабилитрона. Это фиксируется первым органом сравнения, промежу- gp точное реле дешунтирует времязадающий конденсатор. Последний заряжается напряжением формирователя,. пропорциональным кратности первичного тока за вычетом единичного у (пропорционального номинальному току) значения. Тем самым достигается снижение «ремени действия устройства при больших кратностях первичного тока .(27.

Однако в известном устройстве для защиты наряду с расширением диапазона выдержек времени в области больших перегрузок имеет место сужение его в области малых, где малое изменение напряжения времязадающего кон-. денсатора по экспоненциальному закону не позволяет получить большие выдержки времени срабатывания с заданной точностью.

Цель изобретения —. повышение точности путем расширения диапазона выдержек времени.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты от перегрузки по току, содержащее трансформатор тока, подключенный вторичной обмоткой к входу формирователя напряжения, пропорционального току, выход которого через последовательно соединенные первый резистор и стабилитрон подключен к входу первого органа сравнения, выполненного в виде двухкаскадного усилителя с положительной обратной связью и выходного усилителя, промежуточное реле, обмотка которого подключена к выходу первого органа сравнения, времязадающую

RC-цепочку с тремя последовательно соединенными группами резисторов, включенную параллельно входу первого органа сравнения, конденсатор которой зашунтирован последовательно соединенными вторым резистором и размыкающим контактом промежуточ" ного реле, второй орган сравнения, выполненный в виде многокаскадного усилителя, вход которого подключен к конденсатору времяэадающей RC-цепочки, а выход — к исполнительному органу, причем цепь питания обоих органов сравнения через третий резистор подключена к выходу формирователя напряжения, пропорционального току, введены три конденсатора, управляющий транзистор и два дополнительных резистора, причем цепи положительной обратной связи и межкаскадной связи двухкаскадного усилителя первого органа сравнения выполнены емкостными, входы выходных усилителей обоих органов сравнения зашунтированы первым и вторым дополнительными конденсаторами соответственно, база управляющего транзистора подключена к выходу двухкаскадного

1141492!

О кратности тока и, соотусилителя первого органа сравнения и через первый дополнительный резистор объединена с эмиттером, коллектор включен последовательно с вторым дополнительным резистором, подклю- 5 ченным параллельно конденсатору и первой группе резисторов времязадающей RC-цепочки, причем третий дополнительный конденсатор шунтирует вторую группу резисторов, а выход транзистора — третью группу резисторов времязадающей RC-цепочки.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства для защиты от перегрузки по !5 току; на фиг. 2, — диаграммы, иллюстрирующие.получение время — токовой характеристики устройства.

Устройство, содержит подключенный к вторичной обмотке трансформатора 20

1 тока формирователь 2 напряжения пропорциональный току. К его выходу присоединены: через стабилитрон 3 вход первого органа 4 сравнения, резисторы 5 и 6, последний из которых 25 принадлежит времязадающей RC-цепочке

7, а также второй орган 8 сравнения ° Первый орган 4 сравнения представляет собой ждущий мультивибратор на транзисторах 9 и 10 с емкост- 30 ной межкаскадной и обратной связями.

11 и 12 соответственно и выходной усилитель, выполненный на транзисторе 13 с промежуточным реле 14 в коллекторной цепи и шунтирующим конден- 5 сатором 15 в базовой цепи, Контакт

16 промежуточного реле 14 замыкает на разрядный резистор времязадающий конденсатор 17 ° Второй орган 8 сравнения включает транзисторы 18 — 40

22, последний иэ которых нагружен исполнительным органом 23 и входной цепью подключен к конденсатору 24.

Один из резисторов времязадающей цепи зашунтирован. конденсатором 25. Резистор 6 подключен параллельно коллекторно-эмиттерной цепи управляющего транзистора 26.

На фиг. 2 приняты следующие обоз-,:начения: 50 зависимость непряжения

U>on на выходе резистора

6 от кратности первичного тока К;

В и  — кривые Ð<À< время 55 задающего конденсатора 17 при различной вественно, различной величине Пооп (например, U<);

С< и С вЂ” времятоковые характеристики предлагаемого и известного устройств при заряде конденсатора от нулевого значения до порога срабатывания U >, — ось времени;

1 — суммарное напряжение конденсатора 17 и выхода резистора 6.Устройство работает следующим образом.

Сигнал с выхода Формирователя 2, пропорциональный. первичному току трансформатора 1, подается на вход органа 4 сравнения. Если его величина меньше порога пробоя стабилитрона 3, то транзистор 9 заперт,транзистор 10 открыт (введение емкостных связей 11 и 12 между этими транзисторами обеспечивает их работу в режиме ждущего мультивибратора), IIpH этом транзистор 13 выходного усилителя закрыт в реле 14 в его .коллекторной цепи обесточено,. Вход последнего усилителя шунтирован конденсатором 15, преобразующим выходное импульсное напряжение мультивибратора в сглаженное, практически постоянное. Размыкающий контакт 16 реле !4 в таком режиме замыкает времязадающий конденсатор 17 на разрядный резистор. Поэтому второй орган 8 сравнения сохраняет обесточенное состояние исполнительного ор гана .23 (.транзисторы 18,19,20 и 22 закрыты, транзистор 21 — открыт).

Режиму перегрузки соответствует напряжение формирователя 2, большее уровня пробоя стабилитрона 3, База транзистора 9 теперь имеет отрицательный потенциал, мультивибратор возбуждается, вызывая отлирание транзистора 13 и срабатывание реле

14. Контакт 16 при этом дешунтирует времязадающий конденсатор 17. Начинается его заряд напряжение:, пропорциональным первичному току. Кроме того, часть зарядного тока .проходит через конденсатор 25. Эта сос-. тавляющая практически пропорциональна производной огибающей перьичного тока, что ускоряет действие защиты, особенно при больших кратнос1141492 тях первичного тока, появление которых вызывает заметный ток через конденсатор 25.

С выхода мультивибратора на базу транзистора 26 поступают длинные отрицательные импульсы. На этих участ-, ках времени идет заряд конденсатора 17, который нижней своей обклад" кой оказывается подключенным к положительному полюсу формирователя

2. На оставшейся части цикла:работы мультивибратора отпирающее базовое напряжение на транзисторе 26 отсутствует, он переходит в непроводящее состояние. При этом дешунтируется резистор 6., Падение напряжения на этом резисторе У оп в функции от кратности тока (фиг. 2) — прямая А суммируется с разностью потенциалов конденсатора 17 и вместе с ним /кривые  — В при различных кратностях) подается на вход органа 8 сравнения. Достигая порога срабатывания

U p оно вызывает переключение органа 8 сравнения, который, воздействуя на исполнительный орган 23, вызывает отключение защищаемого объекта (при этом транзисторы 18 " 20, 22 открываются, а транзистор 21 закрывается; конденсатор 24 обеспечивает 30 расширение входных импульсов органа сравнения . Из диаграммы (фиг. 2, видно, что такой алгоритм срабатывания устройства защиты обеспечивае большие выдержки времени при малых перегрузках (кривая В„)и малые выдержки при больших кратностях тока.

Например кривая В . здесь большая часть напряжения, достаточного для срабатывания устройства U подается с резистора 6 — U< конденсатор

17 при заряде не проходит всего диапазона U

23. На фиг. 2 моменты срабатывания защиты при различных кратностях К, найденные из условия прохождения кривых В„ - В через порог Upp спроецированы с оси абсцисс на отрицательную полуось ординат, и построена времятоковая характеристика t=f(К) устройства защиты (кривая С .на фиг. 2) .

Положительный эффект изобретения заключается в расширении диапазона выдержек времени устройства для защиты путем включения последовательно с времязадающим конденсатором резистора.

I)41492

Тираж б20 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Заказ 508/4!

Филиал ППН "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Ю. Барабанов

Редактор Н; Яцола Техред О.Ващишина Корректор М. Леонтв..