Устройство для токовой защиты с зависимой характеристикой выдержки времени

 

1: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ С ЗАВИСИМОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ, содержащее времязадающий конденсатор, включенный последовательно с переключателем/ а также последовательно содиненные основной диод, резистор и исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью повышения точности функционирования в него введены дополнительный диод и трансреактор с основной и дополнительной первичными обмотками , вторичная обмотка которого подключена одним концом к исполнительному органу, адругим - к переключателю, при этом времязадающий конденсатор включен последовательно с основным диодом, а дополнительный диод включен встречно основному диоду и параллельно времязадающему конденсатору и основному диоду, причем времязадающий конденсатор зашунтирован последовательно соединенными коммутатором и разрядным резистором. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительная первичная обмотка трансреактора имеет отводы с обратной полярностью относительно основной пера $ вичной обмотки.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

280 A (19) (11) 3(51) Н 02 Н 308

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ иФ11Вгмам w и с .

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3455270/24-0? (22) 17.06.82 (46) 30.03.84. Бюл. № 12 (72) А. С. Айнварг (53) 621.316.925 (088.8) (561 1. Авторское свидетельство СССР № 843079, кл. Н 02 Н 3/08, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР № 792415, кл. Н 02 Н 3/08, 1978. (54) (57) 1; УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ

ЗАЩИТЫ С ЗАВИСИМОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ, содержащее времязадающий конденсатор, включенный последовательно с переключателем, а также последовательно содиненные основной диод, резистор и исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью повышения точности функционирования в него введены дополнительный диод и трансреактор с основной и дополнительной первичными обмотками, вторичная обмотка которого подключена одним концом к исполнительному органу, а другим — к переключателю, при этом времязадающий конденсатор включен последовательно с основным диодом, а дополнительный диод включен встречно основному диоду и параллельно времязадающему конденсатору и основному диоду, причем времязадающий конденсатор зашунтирован последовательно соединенными коммутатором и разрядным резистором.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительная первичная обмотка трансреактора имеет отводы с обратной полярностью относительно основной первичной обмотки.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам токовой защиты от перегрузок с зависимой характеристикой времени действия, и может быть применено для защиты электродвигателей и электроуста новок.

Известно устройство, позволяющее получить зависимую характеристику выдержки времени, в котором для большей точности требуемую время — токовую характеристику аппроксимируют несколькими звеньями (1).

Однако, формирование, счет и логические преобразования последовательностей импульсов усложняют выполнение защиты.

Известно также устройство для токовой защиты с пологой зависимой характеристикой, содержащее пусковой орган, выпрямитель, зарядную (времязадающую) цепь и реагирующий орган (2).

Недостатком известного устройства является неудовлетворительная время-токовая характеристика, так как сопротивление зарядной цепи и выдержка времени срабатывания прямо пропорциональны входному току.

Цель изобретения — повышение точности задания функционирования защиты.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для токовой защиты с зависимой характеристикой выдержки времени срабатывания, содержащее времязадающий конденсатор, включенный последовательно с переключателем, а также последовательно соединенные основной диод, резистор и исполнительный орган, введены дополнительный диод и трансреактора с основной и дополнительной первичными обмотками, вторичная обмотка которого подключена одним концом к исполнительному органу, а другим — к переключателю, при этом времязадающий конденсатор включен последовательно с основным диодом, а дополнительный диод включен встречно основному диоду и параллельно времязадающему конденсатору и основному диоду, причем времязадающий конденсатор зашунтирован последовательно соединенными коммутатором и разрядным резистором.

Кроме того, дополнительная первичная обмотка трансреактора имеет отводы с обратной полярностью относительно основной первичной обмотки.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— процессы в схеме при незначительной индуктивности рассеяния трансформатора; на фиг. 3 — характеристика срабатывания (по вертикальной оси отложено время срабатывания 1+ а по горизонтальной — относительный ток, т. е. значение напряжения на вторичной обмотке трансреактора U в до2 лях от того значения U >, которое соответствует номинальному току 11 .

Устройство (фиг. 1) содержит трансреактор 1 с основной первичной обмоткой

2, по которой проходит контролируемый ток, дополнительной первичной обмоткой 3, подключенной на напряжение защищаемой установки, и вторичной обмоткой 4, напряжение которой пропорционально контролируемому току. К вторичной обмотке через переключатель 5 подключена параллельная цепочка, состоящая из времязадающего конденсатора 6 и диодов 7 и 8, соединенных встречно-параллельно. Последовательно с параллельной цепочкой к вторичной обмотке трансреактора включены токоограничивающий резистор 9 и исполнительный орган

10. Исполнительный орган 10 выполнен в виде электромагнитного реле, катушка 11 которого шунтирована конденсатором 12.

При срабатывании реле замыкается его контакт в цепи, осуществляющей аварийное отключение защищаемой установки. Во время рабочих (не аварийных) отключений установки времязадающий конденсатор 6 подключается на разрядный резистор 13 коммутатором 14, который замыкается при оперативном выключении контролируемого тока.

На фиг. 2 показано синусоидальное напряжение вторичной обмотки 4 трансреактора 1 (а), ток в неразветвленной части цепи (б), напряжение на конденсаторе 12 (в), ток катушки 11 реле (г) и напряжение на времязадающем конденсаторе 6 (д); через

Т и Т обозначены интервалы проводимости диодов 7 и 8, а через t — время.

Пусть устройство включается переключателем в момент (t =О), когда напряжение вторичной обмотки 4 положительно (коммутатор 14 разомкнут), и диод 8 может проводить. Напряжение на конденсаторе 12 возрастает в переходном процессе от нуля и включает в себя установившуюся и свободную составляющие. Ток диода 8 поддерживается до того момента, когда сумма напряжений на конденсаторе 12 и резисторе 9 не станет равной приложенному напряжению вторичной обмотки. С этого момента конденсатор 12 разряжается на катушку 11 реле (в данном случае разряд апериодический). После изменения знака напряжения диод 7 начинает проводить с того момента, когда приложенное напряжение превысит напряжение на конденсаторе !2, и проводит до того момента, когда разность между приложенным напряжением и суммой напряжений на конденсаторе 12 и резисторе 9 не станет меньшей достигнутого напряжения на конденсаторе 6. С этого момента ток через резистор 9 прекращается, конденсатор 12 разряжается на катушку реле, а на конденсаторе 6 удерживается достигнутое напряжение.

Когда приложенное напряжение опять изменит знак и превысит напряжение на

1083280

Интервалы Т4 проводимости диода 8 остаются примерно одинаковыми, а интервалы Т проводимости диода 7 постепенно уменьшаются, т. е. конденсатор 6 заряжается импульсами тока все меньшей длительности. Поэтому конденсатор 6 сравнительно медленно заряжается с указанной на фиг. 1 полярностью, а конденсатор 12 с той же скоростью заряжается с противо- 20 положной полярностью (после многократных перезарядок). Постоянная составляющая тока катушка реле постепенно увеличивается, и при достижении порога срабатывания срабатывает реле, замыкая свой контакт в цепи аварийного отключения. Контролируемый ток выключается и напряжение на вторичной обмотке трансреактора исчезает, но, так как отключение выполняется аварийным, а не оперативным выключателем, коммутатор 14 остается разомкнутым, а конденсатор 6 — заряженным. Чтобы вернуть устройство в исходное состояние (после обследования причин перегрузки), надо переключателем 5 замкнуть конденсатор 6 на разрядный резистор 13, который выбирается из условий охлаждения защищаемо- 35 го оборудования, например двигателя. конденсаторе 12, включится в положительном полупериоде диод 8. Конденсатор 12 начнет перезаряжаться в положительном направлении, и, когда напряжение на нем и падение напряжения на резисторе 9 станут равными приложенному напряжению, диод 8 закроется. Когда разность между изменившим знак приложенным напряжением и напряжением на конденсаторе 12 превысит уровень напряжения на конденсаторе 6, опять откроется диод 7. Процесс продолжается аналогичным образом (фиг. 2), В режиме нормальной работы переключатель 5 постоянно замыкает цепь вторичной обмотки трансреактора 1, а коммутатор 14(блок-контакт оперативного выключателя, например контактора) разряжает конденсатор 6 на резистор 13 во время рабочих остановок. Если в защищаемой установке аварийное отключение осуществляется тем же оперативным выключателем, что и рабочие переключения, то контакт 14 не устанавливается, а переключатель 5 выполняется как блок-контакт оперативного выключателя.

Чем больше контролируемый ток и соответственно напряжение вторичной обмотки

4 трансреактора 1, тем быстрее нарастает постоянная составляющая тока в катушке

I I. и тем быстрее произойдет срабатывание (фиг. 3).

Если по условиям работы защищаемой установки контролируемый ток не изменится в процессе работы и перегрузка имеет место сразу при включении (например, превы40

S0

55 шение тока нагревательной установки), то дополнительная первичная обмотка 3 трансреактора 1 не нужна. В этом случае время срабатывания защиты отсчитывается от момента включения. Если же перегрузка может наступить после того, как контролируемый ток какое-то время был номинальным, то используется дополнительная первичная обмотка 3 трансреактора I. Она подключается на напряжение защищаемой установки (или защищаемой фазы) одновременно с включением тока и служит для смещения характеристики срабатывания.

Для этого направление намотки обмотки 3 противоположно направлению намотки обмотки 2, а число витков ее выбрано так, что нулевое значение напряжения вторичной обмотки 4 трансреактора имеет место при заданном токеЭО, т. е. при подключенной обмотке 3 начало отсчета по горизонтальной оси смещается влево на значение

3< Qц, так что по горизонтальной оси будут отложены относительные значения перегрузки (3 — 3o)Qs ь3 (фиг. 3,), Благодаря такому смещению заряд конден сатора 6 и отсчет выдержки времени начинаются после превышения током заданного значения уставки 3„. Для изменения тока уставки J обмотка 3 выполнена с отводами.

Переключением отводов можно при необходимости учесть нагрев двигателя пусковым током при известном времени пуска.

Если ввести в цепь дополнительную индуктивность, в частности если увеличить реактивность рассеяния трансреактора, например, путем увеличения воздушного зазора магнитопровода, то окончание интервала Т,! проводимости диода 8 затягивается индуктивным током. Соответственно диод 7 отпирается позже, т. е. уменьшаются интервалы Т проводимости диода 7. Вместе с уменьшением значения тока это приводит к резкому увеличению выдержки времени и изменению время-токовой характеристики защиты. Следовательно, регулированием индуктивности рассеяния трансреактора 1 можно эффективно изменять время-токовую характеристику защиты при неизменных обмоточных данных.

В качестве исполнительного органа 10 может быть использовано и другое устройство, реагирующее на постоянную составляющую тока.

Таким образом, предлагаемое устройство не содержит управляемых полупроводниковых приборов, позволяет получить регулируемую в широких пределах время-токовую характеристику защиты с зависимой выдержкой времени, что в известных устройствах удается достичь значительным усложнением схемы и понижением ее надежности.

1083280 ср

0,5

Составитель Ю. Барабанов

Техред И. Верес Корректор И.Муска

Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Редактор А. Лежнина

Заказ 1766/47

Накопление заряда времязадающего конденсатора учитывает кратковременные перегрузки, не превышающие времени срабатывания, но вызывающие дополнительный нагрев оборудования (увеличение числа таких перегрузок сокращает время срабатывания).