Устройство для токовой защиты от повреждений в сети переменного тока

 

Изобретение относится к устройствам защиты, в частности к блокам полупроводйиковых максимальных расцепителей низковольтных автоматических выключателей. Целью изобретения является повышение надежности устройства . Цепь достигается путем введения в схему двух последовательно и согласно соединенных диодов И и 12, транзисторного ключа 13 с транзистором управления 14 и резисторов 15,16, 17, что дает возможность обеспечить симметричную работу трансформаторов тока в оба полупериода первичного тока и тем самым устранить токовую погрешность трансформаторов тока, связанную с несимметрией, за счет ис- Q пользования единственного стабилитро- ® (Л на, повысить чувствительность защиты от однофазных коротких замыканий, а следовательно, надежность защиты по сравнению с прототипом. 1 ил.

СООЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1ewL

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3903739/24-07 (22) 29.05,85 (46) 30,10.86. Вюл. У 40 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт низковольтного аппаратостроения (72) В, Е. Райкин, В, Л. Карась и Я. М. Михлина (53) 621.316.925(088,8) .(56) Westingaus Engineer. - 1973, Ф 4, с. 106 - 111.

Авторское свидетельство СССР

У 743098, кл, H 02 Н 3/08, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ

0Т ПОВРЕЯЩЕНИЙ В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к устройствам защиты, в частности к блокам

„„SU„„1267522 А 1 (gg 4 Н 02 Н 3/08, 5/10, 7/28 полупроводйиковых максимальных расцепителей низковольтных автоматических выключателей. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Цель достигается путем введения в схему двух последовательно и согласно соединенных диодов 11 и 12, транзисторного ключа 13 с транзистором управления 14 и резисторов 15,16, 17, что дает возможность обеспечить симметричную работу трансформаторов тока в оба полупериода первичного тока н тем самым устранить токовую погрешность трансформаторов тока, связанную с несимметрией, эа счет использования единственного стабилитро- Е на, повысить чувствительность защиты от однофазных коротких замыканий, а следовательно, надежность защиты С, по сравнению с прототипом, 1 нл.

1267522

Изобретение относится к устройствам защиты от перегрузок, междуфазных и однофазных коротких замыканий, обрыва фазы, в частности к блокам полупроводниковых максимальных 5 расцепителей низковольтных автоматических выключателей.

Цель изобретения — повышение надежности в работе устройства.

На чертеже изображена схема пред10 лагаемого устройства.

Устройство содержит трансформаторы 1 тока, включенные в каждую фазу защищаемой сети, Начала вторичных обмоток трансформаторов 1 тока через измерительные резисторы 2 включены в звезду, а концы через силовой выпрямитель 3 подсоединены к накопительным конденсаторам 4. Параллельно выходу выпрямителя 3 подключена цепь тиристор 5 — катушка 6 электромеханического исполнительного органа. С каждого накопительного конденсатора 4 снимается питание положительной и отрицательной полярности относительно общей точки для органа 7 контроля тока, Симисторы 8 подключены катодами к входным зажимам силового ebmрямителя 3, управляющими электродами — к входным зажимам маломощного ЗО выпрямителя 9 управления, анодамик общей точке измерительных резисторов 2 и накопительных конденсаторов

4 - общей точке схемы, К входным зажимам маломощного выпрямителя 9 подключен задающий стабилитрон 10, эашунтированный цепочкой иэ двух последовательно и согласно включенных диодов 11 и 12, через транзис: тор 13 ключа, Транзистор 14, управляющий транзистором 13 ключа, подключен коллектором через резистор 15 к базе транзистора 13 ключа, базой через резистор 16 — к точке соединения катодной группы выпрямителя 9 управ- 45 ления и эмиттера транзистора 13 ключа, через резистор 17 — к точке соединения анодной группы выпрямителя

9 управления и диода 12. Диоц 18 подключен встречно-параллельно база — эмиттерному переходу транзистора 14 управления. Резистор !9 шунтирует база — эмиттерный переход транзистора 13.

Устройство работает следующим образом, Так как схема симметрична, то рассмотрим ее работу в один полупериод для одной иэ фаэ.

В начале каждого полупериода вторичного тока происходит подзаряд через выпрямитель 3 соответствующего накопительного конденсатора 4. При этом симистор 8 закрыт, Как только напряжение на конденсаторе 4 превысит уровень напряжения стабилизации задающего стабилитрона 10, через маломощный выпрямитель 9 управления начинает протекать ток управляющего электрода симистора 8, который, включаясь, закорачивает вторичную обмотку трансформатора тока на измерительный резистор 2. При изменении полярности вторичного тока симистор 8 выключается и вышеописанный процесс повторяется для другого накопительного конденсатора 4, заряженного до напряжения противоположной полярности.

Ток протекает по измерительному резистору 2 независимо от коммутационного состояния симистора 8, Напряжение на измерительном резисторе 2, пропорциональное величине первичного тока фазы, поступает на вход органа 7 контроля тока, который в аварий. ной ситуации (перегрузка, междуфаэное или однофазное короткое замыкание, обрыв фазы) подает по заданной программе команду на включение тиристора 5, в результате чего оба конденсатора 4, включенные последовательно, разряжаются на катушку 6 электромеханического исполнительного органа.

Контроль напряжения на каждом из двух накопительных конденсаторов 4 осуществляется с помощью одного стабилитрона 10.

В однофазном и трехфазных режимах контроль напряжений на конденсаторах в каждом полупериоде первичного тока выполняется раздельно.

В положительный полупериод задающий стабилитрон 10 подключается к накопительному конденсатору 4 н катодной группе с маломощного выпрямителя 9 управления через открытый диод 12 и открытый транзистор 13 ключа, Насьпценное состояние транзистора

13 обеспечивает транзистор 14 управления отпираемым током, протекающим через резистор 16, при этом диод 11 закрыт В отрицатель1плй полупериод первич. ного тока задающий стабилитрон 10 контролирует уровень напряжения на другом накопительном конденсаторе 4, 1267522 подключаясь к обшей точке схемы через открытый диод 11, при этом диод

12 закрыт. Транзистор 13 ключа тоже закрыт, поскольку закрывается транзистор 14 узла управления током смещения, протекающим через открытый диод 18 и резистор 17 смещения.

Сопротивления резисторов 15 и 1б равны между собой и в два раза превышают сопротивление резистора 17.

Такое соотношение должно выполняться для .обеспечения правильного функционирования схемы в дуахфазном режиме работы. B этом режиме работы (из-за сдвига фаз на 180 ), подзаряд обоих конденсаторов 4 происходит одновременно. Для контроля напряжения на конденсаторах 4 в этом. режиме введен транзисторный ключ, настроенный .на приоритетный контроль напряжения на конденсаторе, заряжаемом отрицательной полуволной тока. Поскольку коэффициент пульсаций напряжения на конденсаторах 4 достаточно мал, то принятое соотношение сопротивлений резисторов 16 и 17 обеспечивает такой приоритет за счет запирания транзистора 14 узла управления, что приводит к запиранию транзистора 13 ключа, Как только включается симистор 8 фазы, где ток имеет отрицательную полярность, транзистор 14 открывается, вызывая отпирание транзистора

l3 ключа, и задающий стабилитрон lo переключается на контроль напряжения на втором конденсаторе (подзаряжаемом положительной полуволной тока).

Поскольку в двухфазном режиме токи в фазах одинаковы, а нагрузки в оба полуперирда симметричны, то оба симистора 8 включаются практически одновременно, В предлагаемом устройстве (по сравнению с прототипом) обеспечивается симметричный режим работы трансформаторов тока за счет использования единственного контролирующего стабилитрона, тогда как в известном устройстве не удается достичь полкой симметрии в работе трансформаторов тока вследствие использования двух контролирующих стабилитронов, неизбежно имеющих технологический раз" брос по уровням напряжения стабилизации. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает снижение величины токовой погрешности трансфор5

55 моторов тока в рабочей зоне первичных токов и повышает надежность зашиты, формула изобретения устройство для токовой защиты от повреждений в сети переменного тока, содержащее трансформаторы тока по числу фаз сети, к началам вторичных обмоток которых подсоединены первые выводы измерительных резисторов, вто" рые выводы измерительных резисторов соединены между собой и подключены к входу органа контроля тока, выход которого подключен к управляющему электроду тиристора, катод которого непосредственно, а анод через катушку электромеханического исполнительного органа подключены соответственно к первому и второму выходам силового выпрямителя, к каждому из этих выходов подсоединены также первые вводы соответственно первого и второго накопительных конденсаторов, вторые вводы которых соединены между собой и с общей точкой измерительных резисторов, входы силового выпрямителя подключены к концам вторичных обмоток трансформаторов тока, симисторы по числу фаз сети, катоды которых подключены к соответствующим входам. силового выпрямителя, а аноды — к общей точке измерительных резисторов, выпрямитель управления, входы которого подключены к соответствующим управляющим электродам симисторов, задающий стабилитрон, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це- ° лью повышения надежности устройства в работе, в него дополнительно введены три диода, транзисторный ключ, управляющий транзистор и три резистора, при этом задающий стабилитрон своим анодом подключен к первому выходу выпрямителя управления, катодом — к второму выходу укаэанного выпрямителя через переход коллектор— эмиттер транзисторного ключа, первый и второй диоды соединены последовательно между собой и подключены параллельно к задающему стабилитрону, точка соединения первого и второго диодов подключена к аноду третьего диода, катод которого подключен к точке соединения первых выводов второго и третьего резисторов, а также базы управляющего транзистора коллектор управляющего транзистоСоставитель К. Шилан

Редактор А. Ревин Техред И. Попович Корректор А.Зимокосов

Заказ 5789/53 Тираж 6!2, Подпи сно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород ул. Проектная, 4. 5 12675 ра черЕз первый резистор и вновь введенный шунтирующий резистор и второй вывод второго резистора подключены к второму выходу выпрямителя управления, эмиттер управляющего транзистора подсоединен к общей точке измерительных резисторов, второй вывод третьего резистора — к первому выхо22 4 ду выпрямителя управления, база транзисторного ключа — к точке соединения первого и шунтирующего резистора, при этом сопротивления первого и второго резисторов равны по величине, а сопротивление третьего резистора равно половине величины сопротивления первого резистора,