Устройство для защитного отключения трехфазной сети с изолированной нейтралью

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее источник питания, подключенный к двум фазным проводам сети, эталонный источник, подсоединенный к первому входу транзисторного усилителя, при этом вход транзисторного усилителя зашунтирован первым диодом, а выход подключен к исполнительному органу, выход которого соединен с автоматическим выключателем, оперативный источник, связанный с разделительным конденсатчэром, который подключен между землей и вторым выводом компенсирующего дросселя, первый выход которого через дроссель-трансформатор подключен к фазным проводам сети , первьй резистор подключен между землей и точкой соединения компенсирующего дросселя и дросселя-трансформатора , отличающееся тем, что, с целью повыщения точности работы устройства при колебаниях напряжения питания, в него введены второй и третий диоды, а эталонный источник вьшолнен в виде двух параллельных цепочек, подключенных к первому вьш оду источника питания, при этом первая из них состоит из четвертого диода, катод которого подклю чен к первому выводу источника пита (Л ния, а анод - к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого подключен к второму выводу источника питания,и выводу второго резистора, подключенного мезвду первым выводом первого конденсатора и выходом эталонного источника, а со вторая цепочка состоит из пятого tsD диода, катод которого подключен также к первому вьшоду источника питания , а анод - через третий резисЮ . тор - к выходу эталонного источника , причем оперативный источник подключен параллельно разделительному конденсатору через встречно включенный второй диод и через встречно . включенный третий диод к второму входу транзисторного усилителя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ()9) ()1) .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3480235/24-07 (22) 06;08,82 (46) 15.11.85. Бюп. У 42 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт взрывозащищенного и рудничного электрооборудования и Прокопьевский завод шахтной автоматики (») В, С. Прудников, В. С. Дзюбан, B. M, Ильин H Г, И. Сивчиков (53 ) 621.316.925(088.8 ) (56 ) Авторское свидетельство СССР

У 291276, кл. Q 01 R 31/08, Н 02 Н 3/17, 19?6.

Авторское свидетельство СССР

У 572728, кл. g 01 Р 31/02, 1975, (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО

ОТКЛЮЧЕНИЯ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ С ИЗОЛИРОВАННОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее источник питания, подключенный к двум фазным проводам сети, эталонный источник, подсоединенный к первому входу транзисторного усилителя, при этом вход транзисторного усилителя зашунтирован первым диодом, а выход подключен к исполнительному органу, выход которого соединен с автоматическим выключателем, оперативный источник, связанный с разделительным конденсатором, который подключен между землей и вторым выводом компенсирующего дросселя, первый выход (51)4 Н 02 Н 3/1.7. 01 R 31 0 которого через дроссель-трансформатор подключен к фаэным проводам сети, первый резистор подключен между

"землей" и точкой соединения компенсирующего дросселя и дросселя-трансформатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства при колебаниях напряжения питания, в него введены второй и третий диоды, а эталонный источник выполнен в виде двух параллельных цепочек, подключенных к первому выводу источника питания, при этом первая из них состоит иэ четвертого диода, катод которого подклю1 чен к первому выводу источника питания, а анод — к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого подключен к второму выводу источника питания,и выводу второго резистора, подключенного между первым выводом первого конденсатора и выходом эталонного источника, а вторая цепочка состоит из пятого диода, катод которого подключен также к первому выводу источника питания, а анод — через третий резис. тор — к выходу эталонного источника, причем оперативный источник подключен параллельно разделительному конденсатору через встречно включен-. ный второй диод и через встречно . включенный третий диод к второму вхо" ду транзисторного усилителя °

1192012

Изобретение относится к устройствам для защитного отключения в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью трансформатора, Цель изобретения — повышение точ- 5 ности работы устройства при колебаниях напряжения питания.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграм"10 ма временных характеристик сравниваемья токов в измерительном. органе устройства.

Устройство содержит источник питания 1, состоящий из трехобмоточного трансформатора, выпрямительного диода и конденсатора, транзисторный усилитель 2, дроссель-трансформатор 3, подключенный к фазным проводам сети, средняя точка которого через компен- 2О сирующий дроссель 4 и разделительный конденсатор 5 подключена к "земле", При этом компенсирующий дроссель 4 и разделительный конденсатор 5 зашунтированы первым резистором 6. Кроме того, устройство содержит первый диОд 7, шунтирующий встречно вход транзисторного усилителя 2, выход которого подключен к исполнительному органу 8. выход которого соединен с ав-ЗО томатическим выключателем 9, второй диод 10, третий диод 11, эталонный источник 12, состоящий из двух парал" лельных цепей, первая из которых включает четвертый диод 13, первый конденсатор 14, второй резистор 15, а вторая — пятый диод 16, третий резистор 17 оперативный источник 18, сопротивление изоляции сети 19.

Устройство работает следующим об- 4О разом.

При бесконечно большом сопротивлении изоляции 19 оперативный ток замыкается по двум цепям, первая.

"земля" — первый резистор 6 — компен- 45 сирующий дроссель 4 — второй диод 10, вторая: "земля" — эмиттер-базовый переход транзисторного усилителя 2 третий диод 11, IIpH этОм через первый ДКОД.7 прО- gp текает эталонный ток 7>7 равный сумме двух токов: постоянного, пропорционального напряжению на конденсаторе 14, и импульсного,пропорционального мгновенным значениям однополупериодного напряжения на первой вторичной обмотке трансформатора источника питания.

Параметры элементов схемы выбираются такими, чтобы амплитудное значени тока 1 „, который замыкается через эмиттер-базовый переход транзисторного усилителя 2, находилось в диапазоне изменения мгновенных значений эталонного тока

В связи с этим через вход тран» зисторного усилителя 2 протекает разностный ток, который периодически открывает его, когда I р больше и закрывает его, когда I<» меньше Х (соответственно длительность открытого и закрытого состояния транзисторного усилителя

2 ). В результате этого, когда транзисторный усилитель 2 открыт, через диод исполнительного органа протекает зарядный ток конденсатора этого органа, который заряжается до величины напряжения на конденсаторе источника питания, а когда транзисторный усилитель 2 закрывается, конденсатор разряжается через исполнительное реле и резистор исполнительного органа, вследствие этого через обмотку реле протекает разрядный ток конденсатора, величина которого достаточна для срабатывания реле и удержания его якоря в притянутом состоянии за счет ЭДС самоиндукции обмотки.

В случае снижения сопротивления изоляции 19 происходит перераспределение токов Iд„, Часть оперативного тока, протекающего через второй диод 10. увеличивается, а часть тока, протекающего через эмиттер-базовый переход транзисторного усилителя 2 и третий диод 11, уменьшается. При достижении сопротивления изоляции

19 опасной по условиях безопасности величины оперативный ток, протекающий через эмиттер-базовый переход усилителя 2, уменьшается до значения (до величины постоянной составляющей эталонного тока), Это приводит к тому, что транзистор будет закрыт. Разрядный ток через. реле исполнительного органа исчезает, якорь его отпадает, контакты разорвут цепь расцепителя автоматического выключателя 9, который отключит защищаемую сеть.

При повреждениях элементов схемы также происходит отключение сети, так как при нормальном функционировании активных элементов необходимо!

19.выполнение ими двух альтернативных операций (усилителя — открытия, закрытия, конденсатора исполнительного органа — заряда, разряда ), что невыполнимо при наличии повреждения.

При этом контролируется целостность цепи компенсирующего дросселя 4.

Действительно, при обрыве в его цепи, при обрыве первого резистора 6, оперативный ток, протекающий через вход !б транзисторного усилителя 2, увеличивается и превышает амплитудное значение эталонного сигнала. Вследствие этого транзисторный усилитель будет находиться только в открытом состоянии, реле исполнительного органа обес точится и вызовет отключение автоматического выключателя 9.

Таким образом, построение электрической схемы устройства обеспечивает 2О защитный отказ, что препятствует эксплуатации электроустановок с неис, правным устройством защиты.

Указанное выполнение эталонного источника, который формирует эталон- д ный сигнал в виде суммы двух токов: постоянного, пропорционального напряжению на конденсаторе 14 и импульсного пропорционального мгновенным значениям однополупериодного напряжения на первой вторичной обмотке трансформатора источника питания и оператив ного постоянного источника, формирующего постоянный сигнал в диапазоне изменения мгновенных значений эта35 лонного сигнала, позволяет получить установки сопротивления срабатывания

2012 . ф практически независимыми от напряжения в сети и обеспечить релейность срабатывания. Во всем диапазоне изме. нения сопротивления изоляции !9 до критического значения и возможном изменении напряжения в сети транзисторный усилитель периодически открывается и закрывается, а порог срабатывания устройства определяется равен-. ством между оперативным .постоянным током и постоянной составляющей эталонного тока, протекающих через вход транзисторного усилителя. Так как оперативный и эталонный источники формируются от вторичных обмоток одного питающего трансформатора, ус тавка срабатывания устройства стабильна во всем диапазоне изменения напряжения питания. При этом стабильность достигается без стабилизирующих четырехклеммных полупроводниковых элементов, требующих мероприятий по их заливке эпоксидным компаундом, что упрощает устройство и повышает технологичность его изготовления.

Кроме того, указанное выполнение оперативного источника, подключенно-. го к разделительному конденсатору и входу измерительного органа через два встречно включенных между собой диода 10 и ll соответственно, практически исключает протекание через вход транзисторного усилителя 2 токов нулевой последовательности, обусловленных появлением напряжения смещения нейтрали на конденсаторе 5 при несимметричных утечках в сети.

1192012

gun

Icy

Составитель Н. Чутчев

Редактор А, Гулько Техред 0.амеде Корректор М. Самборская

Заказ 71б7/51 Тираж 619 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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