Устройство для защиты электроустановки от аварийных режимов

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты рудничных электроустановок от ненормальных режимов. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости защиты электроустановки с частыми коммутациями. При появлении бросков тока в измерительной цепи на потенциометре 1 появятся броски напряжения, которые могут превышать напряжение отпирания порогового элемента 3. Однако постоянная времени заряда конденсатора 5 через резистор 4 такова, что в течение одного импульса помехи конденсатор 5 не успевает зарядиться до напряжения отпирания порогового элемента 3. Во время паузы между импульсами конденсатор 5 разряжается через эмиттер-базовый переход транзистора 10, резистор 4 и потенциометр 1. Транзистор 10 открывается, и конденсатор разряжается через его эмиттер-коллекторный переход и резистор 11, сопротивление которого выбирают таким, чтобы конденсатор 5 разряжался практически мгновенно через него во время паузы между импульсами помех. При возникновении аварийной ситуации напряжение на выходе измерительной цепи превысит напряжение отпирания порогового элемента 3, в результате чего последний откроется и усилитель 2 включит реле 6, которое подаст команду на отключение электроустановки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР, БК„1582252 А 1 (51) 5 Н 02 Н 3/16 3 08

f (21) 4382981/24-07 (22) 08.01.88 (46) 30.07.90, Бюл. Г 28 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт взрывозащищенного и рудничного электрооборудования (72) В.С. Дзюбан (53) 621 ° 316.925(088.8) (56) Автопское свидетельство СССР

ЬГ 528659, к . Í 02 Н 7/08, 1974.

Авторское свидетельство СССР

N 1061210, кл. Н 02 Н 3/08, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДНЯ ЗАЦИТЫ Э!1ЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты рудничных электроустановок от ненормальных режимов. Цель изобретения . повышение помехоустойчивости защиты электроустаHoBêè с частыми коммутациями. При появлении бросков тока в измерительной цепи на потенциометре

1 появятся броски напряжения, которые могут превышать напряжение отпирания

2 порогового элемента 3. Однако постоянная времени заряда конденсатора 5 через резистор 4 такова, что в течение одного импульса помехи конденсатор 5 не успевает зарядиться до напряжения отпирания порогового элемента 3. Во время паузы между импульсами конденсатор 5 разряжается через эмиттер-базовый переход транзистора 10, резистор 4 и потенциометр 1, Транзистор 10 открывается и конденсатор разряжается через его эмиттер коллекторный переход и резистор 11, сопротивление которого выбирают таким, чтобы конденсатор 5 разряжался практически мгновенно через него во д время паузы между импульсами помех.

При возникновении аварийной ситуации напряжение на выходе измерительной цепи превысит напряжение отпирания („ порогового элемента 3, в результате чего последний откроется и усилитель

2 включит реле 6, которое подаст команду на отключение электроустановки. 1 з и. ф лы, 1 ил.

582252

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты рудничных электроустановок от ненормальных режимов (например, для защиты от токов утечки при повреждениях изоляции элементов эле, ктроустановок).

Цель изобретения -. повышение по-! мехоустойчивости защиты электроустановку с частыми коммутациями.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого

;устройства.

Устроиство содержит измерительную

;цепь с выходом на потенциометре 1, . усилитель 2 на транзисторе, пороговый элемент 3 на стабилитроне, включенный на входе усилителя 2. RC-цепь (интегрирующее звено}, состоящую из резистора 4 и конденсатора 5, включенную между входом измерительной цепи (по тенциометром) и пороговым элементом

3, исполнительное реле 6, включенное в цепь нагрузки усилителя 2 и зашун; тированное диодом 7, источник 8 питания, первый диод Я„ включенный последовательно с резистором 4 RC-цепи в проводящем направлении, транзистор 10, эмиттер-базовым переходом которого зашунтирован в обратном направлении диод 9, а эмиттер-коллекторный переход этого транзистора с последовательно соединенным с ним резистором

11 присоединен к конденсатору 5 RC35 фильтра, второй диод 12, включенный между конденсатором 5 и пороговым элементом 3, делитель напряжения на резисторах 13 и 14, присоединенный к выходу измерительной цепи, с которым связана, например, через резистор

15 точка соединения диода 12 и порогового элемента 3, эмиттерный пов- оритель, состоящий из транзистора 16 и резистора 17, вход которого соединен с исполнительным реле 6, а выход связан со входом усилителя 2, стабилитрон

18, резисторы 19-21, включенные в цепи усилителя 2, диод 22, включенный между базой транзистора 16 и исполнительным реле 6, диод 23„ включенный между выходом измерительной цепи и резистором 4, конденсатор 23 и резистор 25, соединенные параллельно и присоединенные к входу RC-фильтра.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме напряжение, снимаемое с выхода измерительной цепи (движок потенциометра 1) меньше напряжения отпирания порогового weмента 3, в результате чего пороговый элемент 3 заперт, усилитель 2 закрыт, а реле 6 отключено.

Когда напряжение на выходе измерительной цепи при возникновении аварийной ситуации превысит напряжение отпирания порогового элемента 3, то пороговый элемент 3 откроется и усилитель 2 включит реле. 6, которое своими контактами (не показаны) подаст команду на отключение электроустановки.!

1ри появлении бросков тока I в измерительной цепи на ее выходе (потенциометре l) появятся броски напряженил, которые могут превышать напряжение отпирания порогового элемента

3. Однако постоянную времени заряда конденсатора 5 через резистор 4 выбирают такой, чтобы в течение одного импульса помехи конденсатор 5 не успевал зарядиться до напряжения отпирания порогового элемента 3. Во время паузы между указанным и последующим импульсами помех конденсатор 5 разряжается через эмиттер-базовый переход транзистора 10, резистор 4 и потенциометр 1. Транзистор 10 открывается и конденсатор 5 разряжается через его эмиттер-коллекторный переход и резистор 11, который необходим лишь для предохранения or повре-! ,ждения транзистора 10 током разряда конденсатора 5. Сопротивление резистора 11 выбирают таким, чтобы конденсатор 5 разряжался практически мгновенно через него во время паузы между импульсами. помех. В этом случае напряжение на конденсаторе 5 не достигает напряжения отпирания стабилитрона при любой суммарной длительности серии бросков тока в измерительной цепи. В то же время постоянная времени КС-цепи может быть выбрана минимальной, рассчитанной на задержку лишь одного броска тока в измеритель1 ной цепи. Это позволяет повысить быстродействие устройства, снизить его габариты за счет уменьшения е«кости конденсатора 5 и одновременно повысить помехоустойчивость устройства за счет повышения устойчивости его к воздействию серии бросков тока в измерительной цепи, 5 15

Недостатком известных устройств защиты является то, что выдержка времени на срабатывание за счет действия RC-цепи осуществляется независимо от уровня сигнала на выходе измерительной цепи.

В то же время при определенных и, как правило, наиболее опасных аварийных режимах уровень сигнала в измерительной цепи в несколько раз выше бросков тока или напряжения в измерительной цепи при переходных процессах.

Например, броски тока при повторных пусках и реверсе электродвигателей достигают значений 1,6-1,9 пускового тока. Броски тока в измерительной цепи устройства защиты от утечек достигают 2-2,5-кратного значения тока при сопротивлении изоляции равном уставке. Ток же короткого замыкания может превышать значение пускового тока электродвигателя в 510 и более раз. Так же намного больше и ток в измерительной цепи устройства защиты от токов утечки, например, при глухом замыкании фазы сети на землю и Лр, В этих условиях особенно существенно повышение Ьыстродействия устройства защиты. Эта цель достигается в предлагаемом устройстве тем, что между конденсатором 5 и пороговым элементом 3 в проводящем направлении включен диод 12, а точка его соединения с пороговым элементом 3 связана с делителем напряжения на резисторах

1 и 14, присоединенным к выходу измерительной цепи, Эта связь может быть произведена непосредственно или через резистор 15, При превышении напряжения на резисторе 14 делителя напряжения значения, при котором открывается пороговый элемент, усилитель 2 открывается и устройство сра" батывает без выдержки времени, так как отпирающий сигнал мгновенно поступает на вход усилителя, минуя RCфильтр, Необходимое соотношение между уставкой устройства и значением сигнала в измерительной цепи, при котором устройство срабатывает без выдержки времени, автоматически обеспечивается тем, что делитель напряжения присоединяется к выходу измерительной цепи после регулировочного элементапотенциометра 1. При таком соединении изменение уставки устройства переме82252

35 щением движка потенциометра l не влияет на кратность между токами в измерительной цепи, соответствующими уставке устройства и току, при котором устройство срабатывает без выдержки времени, так как на делитель напряжения на резисторах 13 и 14 попадает напряжение, подаваемое далее через RC-цепь на пороговый элемент, а установленная часть его, определяемая соотношением между сопротивлениями резисторов 13 и 14, подается на тот же пороговый элемент, минуя RC-цепь.

В случае, если в измерительной цепи течет пульсируюц<ий (например, выпрямленный синусоидальный) или переменный ток, рассматриваемая цепь обеспечивает срабатывание устройства, а затем его отключение, когда мгновенное значение измерительного тока окажется меньшим значения, при кото" ром открывается пороговый элемент 3.

Для оЬеспечения четкой работы устрой" ства в этом случае параллельно исполнительному элементу включен вход эмиттерного повторителя на транзисторе 16 и резисторе 17, который имеет высокое входное сопротивление и потому не оказывает влияния на ток в исполнительном элементе. При открывании (хотя бы <ратковременном) усилителя

2 эмиттерный повторитель на транзисторе <б также открывается и через вход усилителя те <ст догoJIHklteJlbHh

Пос коль ку и сполн< тел ьное реле 6 может иметь высокое напряжение сраба" тывания и усилитель 2 должен быть рассчитан также на это напряжение, то и транзистор 16 должен выдерживать полное напряжен< е питания, что приводит -.< удорожа,- .нв устройства и к снижению его надежности. Для обеспечения возможности применения транзистора 16, рассчитанного на низкое напряжение, эмиттер транзистора 16 соединен с источником питания через стабилитрон 18. а база связана с испол" нительным элементом через диод 22, предотвращающим пробой переходов транзистора 16 при закрытом усилителе 2.

Напряжение на конденсаторе 5 прак тически мгновенно принимает значение,,соответствующее минимальному значению напряжения на выходе измерительной

iöeïè. Поэтому при пульсирующем токе

15822 2 формула изобретения

Составитель Л. Васькова

Техред Л.Сердюкова Корректор И. Муска

Редактор A. Ревин

Заказ 2092 Тираж 478 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат нПатент", r.Óæãopoä, ул.Гагарина, 101 в измерительной цепи должно быть предусмотрено сглаживание напряжения на входе RC-цепи, например, с помощью диода 23 и конденсатора 24. Разряд конденсатора 24 обеспечивается включенным параллельно ему резистором 25.

Постоянная времени этой цепи должна быть достаточной для сгпаживания пульсаций напряжения на конденсато, ре 2ч, а не для среза бросков тока в измерительной цепи. Поэтому постоянная времени рассматриваемой цепи значительно меньше постоянной времени КС-цепи и не влияет на устойчивость устройства против ложных срабатываний.

Таким образом, в предлагаемом, устройстве за счет повышения устойчивости работы при многократных

3О бросках тока в измерительной цепи без увеличения постоянной времени

RC-цепи до значений, равных суммарному времени всех бросков, повышены быстродействие и помехоустойчивость, 25 а также снижены его габариты.

1. Устройство для зашиты электро- gg установки от аварийных режимов, содержащее датчик контролируемого сигнала, к выходу которого подключен резисторный делитель напряжения, соединенный через первый диод с входом интегрирующего звена в виде RC-цепи, выход которого через второй диод и пороговый элемент соединен с входом усилителя, в выходной цепи которого включена обмотка, исполнительное реле, причем параллельно конденсатору интегрирующего звена включена цепь разряда, включающая в себя ключевой элемент и резистор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости защиты электроустановки с частыми коммутациями, ключевой элемент цепи разряда выполнен на транзисторе, эмиттер-базовый переход которого подключен параллельно первому диоду, а эмиттер-коллекторный переход включен в упомянутую цепь разряда.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что параллельно обмотке исполнительного реле включен база-эмиттерный переход транзистора вновь введенного эмиттерного повторителя, а коллектор указанного транзистора соединен с входом усилителя.