Устройство для защиты электроустановки переменного тока от тока короткого замыкания

Патент 736248

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Советских

Социалистических

Респубпии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 736243 (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 09.1 1.77 (2! ) 2541889/24-07 с присоединением заявки,% (51)M. Кл.

Н 02 Н 3/08

Н 02 Н 7/08 (23) Приоритет

Гасударственный камнтет (53) УДК621,316. .925(088,8) ва делам нэабретеннй н атнрытнй

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень М 1-9

Дата опубликования описания 28.05.80 (72) Авторы изобретения

В. Е. Райнин, В. Л. Карась и Я. N. Михлина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ОТ ТОКА КОРОТКОГО

ЗА МЫКА НИЯ

Изобретение относится к области устройств защиты низковольтных электроустановок переменного тока.

Известны бесконтактные устройства зашиты, в которых управление осуществляется от насыщающихся трансформаторов тока (1). B случае превышения током в сети пороговой величины запуска» ется схема выдержки времени. Когда выходное напряжение узла выдержки времени достигнет заданной величины, сравни10 ваемой с эталонным напряжением, срабатывает полупроводниковый выключатель, Эталонное напряжение .изменяется в соответствии с изменением частоты чувст15 вительных устройство.

Недостатками данного устройства яв» ляются сложность схемы и низкая помехоустойчивость.

Известно также устройство защиты .трехфазных потребителей энергии, в котором входные сигналы каждой фазы от трансформаторов тока (ТТ) поступают на мостиковый выпрямитель, а затем2 на схему логического сравнения и функциональные схемы защиты (2j. Данная схема является очень сложной и громоздкой, что ограничивает область ее приме» нения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является бесконтактное устройство зашиты, в котором использованы насыщаюшиеся трансформаторы тока, включенные в каждую фазу, которые выполняют функции датчиков тока и обеспечивают через выпрямитель питание схем управления защиты, а также заряжают своим током накопительный конденсатор, питающий отключающий электромагнит, вторичные обмотки ТТ включены на две однополупериодные трехфазные схемы выпрямителя P). В один полупериод (измерительный) обмотки нагружены резистором переменного сопротивления, с помощью которого регулируется номинальный ток.

Параллельно измерительному резистору включается схема управления защиты

3 736248 4 (с блоком питания), презназначенная для подачи сигналов управления на исполнительные органы защиты в случае возникновения в защищаемой сети аварийной ситуации. Блок питания схемы

5 управления защиты (СУЗ) представляет собой параллельно включенные фильтруюший конденсатор и стабилитрон, осушествляюший стабилизацию напряжения на фильтрующем конденсаторе. Последователь- 1р но со стабилитроном включен токоограничиваюший резистор. В другой полупериод (накопительный) происходит подзаряд накопительного конденсатора.

Основными недостатками данного уст- )5 рамма напряжения на измерительном реройства являются значительные тепловые потери в измерительном резисторе за счет протекания ток в течение всего измерительного полупериода и малая выходная мощность блока питания СУЗ. Это zp обусловлено тем, что для правильной работы устройства (для обеспечения необходимой крутизны измерительной характеристики) необходимо выбирать сопротивление измерительного резистора гораздо 25 меньшим (приблизительно в 5 раз) по сравнению с эквивалентным сопротивлением блока питания СУЗ, Пель изобретения вЂ” повысить надежность устройства путем уменьшения по- 5Р терь в измерительном резисторе и повысить выходную мощность блока питания.

Это достигается тем, что в устройство для защиты электроустановки перемен- . ного тока от тока короткого замыкания, 35 содержашее трансформаторы тока, включенные в каждую фазу питающей сети, вторичные обмотки которых соединены в звезду и подключены к двум однополупериодным трехфаэным выпрямителям, к 40 нулевому выводу звезды подключены измерительный резистор и блок управления защитой с блоком питания в виде стабилилектор указанного транзистора подключен к измерительному резистору и блоку управления зашитой.

Эффект снижения тепловых потерь в измерительном резисторе и одновременно повышения выходной мошности блока питания СУЗ достигается за счет рационального перераспределения энергии ТТ в измерительный полупериод между измерительным резистором и блоком питания С; 3 вследствие импульсной работы

ТТ на измерительный резистор.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 вЂ” осциллогтрона и конденсатора, а между нулевым выводом звезды и выходом одного выпря- 45 мителя включен накопительный конденсатор и стабилитрон, дополнительно введены транзистор и ключ с управляющим генератором, включенным между объединенными анодами второго выпрямителя и ну- 50 левым проводом вторичных обмоток трансформаторов тока, выход которого присоединен к ключу, один вывод последнего под подключен к эмиттеру транзистора., присоединенного к анодам диодов второго 55 выпрямителя, другой вывод ключа псдключен через резистор к базе транзистора и блоку питания ущ авления зашитой, колзисторе при работе схемы в однофазном режиме.

Устройство содержит трансформаторы

1 тока включенные в каждую фазу защищаемой сети, выход которых соединен с выпрямителем 2. К анодной группе выпрямителя через транзистор 3 подключен измерительный резистор 4. Накопительный конденсатор 5, напряжение на котором стабилизируется стабилитронами 6, включен между общей точкой трансформаторов

1 тока (к которой поключен также измерительный резистор 4) и катодной группой выпрямителя 2. К базе .транзистора

3 через резистор 7 подключен блок 8 питания, состоящий из фильтруюшего конденсатора. 9 и стабилитрона 1 0. Выход блока 8 питаниЯ соединен со схемой 11 управления зашитой и ключом 12, управление которым осушествляегся vr генерагора 1 3. Кроме того, ключ 1 2 и генератор 13 соединены с эмиттером транзистора 3 и анодной группой выпрямителя

Схема работает следуюшим образом.

Трансформаторы 1 в накопительный полупериод через выпрямитель 2 подзаряжают накопительный конденсатор 5.

В измерительный полупериод в течение паузы между импульсами управляющего генератора 13, когда ключ 12 замкнут и транзистор 3 закрыт, трансформаторы 1 через выпрямитель 2 и ключ 12 нагружены на блок 8 питания и включенную параллельно ему схему 11 уп.равления защитой. В течение импульса управляющего генератора, подающего команду на размыкание ключа 12, включается транзистор 3 и ток ТТ протекает через базовую и коллекторную цепи транзистора 3. Поскольку последний работает в усилительном режиме, его коллекторный ток, протекаюший через изме7362

Формула изобретения

Устройство для зашиты электроустановки переменного тока от тока короткого замыкания, содержащее трансформаторы тока, включенные в каждую фазу пи30 тающей сети, вторичные обмотки которых соединены в звезду и подключены к двум однополуп .=":,дным трехфазным выпрямителям, к нулевому выводу звезды подклю5 рительный резистор 4, практически равен эмиттерному току, т. е. вторичному току ГГ. Напряжение на измерительном резисторе служит информационным сигналом для схемы 11 управления зашитой.

Для правильной работы схемы необходи мо, чтобы частота генератора на 2-3 порядка превышала частоту сети, а скважность импульсов генератора была более

1 О. Тогда предлагаемое техническое ре- Io шение позволяет значительно снизить тепловые потери в измерительном резисторе и одновремено повысить выходную мощность блока питания на порядок по сравнению с устройством, принятым эа прото- 15 тип, что особенно важно для малогабаритных устройств защиты.

Увеличение выходной мощности блока питания позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет вве- 20 дения новых видов защит и уменьшить мощность трансформаторов тока.

48 6 чены измерительный резистор и блок управления зашитой с блоком питания в виде стабилитрона и конденсатора, а между нулевым выводом звезды и выходом одного выпрямителя включен накопительный конденсатор и стабилитрон, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения потерь и повышения выходной мощности блока питания, дополнительно введены транзистор и ключ с управляющим генератором, включенным между объединенными анодами второго выпрямителя и нулевым проводом вторичных обмоток трансформаторов тока, выход которого присоединен

Ъ к ключу, один вывод последнего подключен к эмиттеру транзистора, присоеди» ненного к анодам диодов второго выпрямителя, другой вывод ключа подключен через резистор к базе транзистора и блоку питания управления защитой, кол- лектор указанного транзистора подключен к измерительному резистору и блоку управления защитой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3656026, кл. 317-36, 1972.

2. Акцептованная заявка Японии

М 43-10930, кл. 58 Д 21, 1973.

3. Могилевский Г. В. и др. Бесконтактные устройства зашиты для низковольтных электрических аппаратов, М., энергия," 1 97 1, с. 1 2.

736248

Составитель B. Зимаков

Редактор О. Стенина Техред О. Андрейко Корректор М. Шароши

Заказ 2442/44 Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4