Устройство для контроля сетевого напряжения

 

К УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СЕТЕВОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее исполнительный элемент, компаратор напряжения на операционном усилителе, конденсатор, двухполупериодный выпрямитель , подключенный к фазам сети через балластные элементы, к выходу которого подключен измерительный мост, два смежных плеча которого выполнены на последовательно соединенных первом и втором стабилитронах , подключенных к плюсовой шине вьтрямителя через первый резистор и к минусовой шине выпрямителя непосредственно , а два других смежных плеча -. выполнены на последовательно соединенных втором и третьем резисторах, включенных между плю.совой и минусовой шинами выпрямителя, причём общая точка первого и второго .стабилитронов соединена с инвертирующим входом компаратора, общая точка второго и третьего резисторов соединена с прямым входом компаратора, общая точка первого резистора и первого стабилитрона соединена с положительной шиной питания компарато.ра, отрицательная шина питания последнего непосредственно соединена с минусовой шиной выпрямителя, к которой подключены первые выводы исполнительного элемента и конденсатора, от-, личающееся тем, что, с целью расширения диапазона контролируемых напряжений вплоть до нулевого значения, второй вывод исполнительного органа подключен-к выходу компаратора , а второй вывод конденсатора - к плюсовой шине выпрямителя , кроме того, введены четвертый резистор, включенный между выхо (О дом компаратора и его положительной шиной питания, и пятый резистор, шунтирующий первый стабилитрон. 2.Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что, с целью устранения режима генерации в зоне напряжения срабатывания, между выходом компаратора и его отрицательной N9 QD &Э КО шиной питания дополнительно включены два последовательно соединенных резистора, к общей точке соединения которых подключен минусовой конец ел резисторного гшеча измерительного моста.. 3.Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что, с целью уменьшения потерь мощности, балластные элементы выполнены в виде конден саторов.

„SU„„3328 2

ССМОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ. 1ЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3581176/24 — 07 (22) .21.04.83 (46) 07.12.84.Вюл. 9 45 (72) И.И.Филиппов и А.И.Ляпунов (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР °

Р 746803, кл. Н 02 Е 3/24, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

В 862306, кл. Н 02 Н 7/09, 1981.

3. Авторское свидетельство СССР

N : 905930, кл. Н 02 H 3/24, 1982. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

СЕТЕВОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее исполнительный элемент, компаратор напряжения на операционном усилителе, . конденсатор, двухполупериодный выпрямитель, подключенный к фазам сетичерез балластные элементы, к выходу которого подключен измерительный мост, два смежных плеча которого выполнены на последовательно соединенных первом и втором стабилитронах, подключенных к плюсовой шине выпрямителя через первый резистор и к минусовой шине выпрямителя непосредственно, а два других смежных плеча выполнены на последовательно соединенных втором и третьем резисторах, включенных между плюсовой и минусовой шинами выпрямителя, причем общая точка первого и второго .стабилитронов соединена с инвертирующим входом компаратора, общая точка второго и третьего резисторов соединена с прямым входом компаратора, общая (1) Н 02 Н 3/24, С 01 R 19/165 точка первого резистора и первого стабилитрона соединена с положительной шиной питания компаратора, отрицательная шина питания последнего непосредственно соединена с минусовой шиной выпрямителя, к которой подключены первые выводы исполнительного элемента и конденсатора, о т- . л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це.лью расширения диапазона контролируемых напряжений вплоть до нулевого значения, второй вывод исполнительного органа подключен..к выходу компаратора, а второй вывод конденсатора — к плюсовой шине выпрямителя, кроме того, введены четвертый резистор, включенный между выходом компаратора и его положитель-ной шиной питания, и пятый резистор шунтирующий первый стабилитрон.

2. Устройство по п. 1, о т .л ич а ю щ е е с я тем, .что, с целью устранения режима генерации в зоне напряжения срабатывания, между выхо" дом компаратора и его отрицательной шиной питания дополнительно включены два последовательно соединенных резистора, к общей точке соединения которых подключен минусовой. конец резисторного плеча измерительного моста.

3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потерь мощности, балластные элементы выполнены в виде кондвн саторов.

1128325

Изобретение относится к электро,технике и предназначено для выявления несимметрии фаз и аварийного снижения сетевого напряжения.

Известно устройство для контроля сетевого напряжения, содержащее измеритель, к выходу которого подключен делитель, к делителю через пороговый элемент подключен первый транзисторный ключ с емкостью, к кото- !О рому через дополнительный пороговый элемент подключен второй транзисторный ключ (1Д .

Недостатками данного устройства, являются большие потери мощности в связи с тем, что делитель выполнен на резисторах и потребляет активную мощность, и необходимость в дополни.тельном источнике питания.

Известно также устройство для защиты электроустановок от обрыва фаз, содержащее подключенный к фазам сети однополупериодный выпрямитель, к выходу которого через балластный

25 резистор подключена первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с выпрямителем, подключенным через интегрирующую цепочку к реагирующему элементу (2);

Однако это устройство срабатывает

30 только при исчезновении напряжения одной фазы и не реагирует на снижение сетевого напряжения. Недостатком также является необходимость в дополнительном источнике питания и трансфор-З5 маторе, наличие которых усложняет конструкцию устройства.

Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля сетевого напряжения, содержащее исполни- 40 тельный элемент, компаратор напряжения на операционном усилителе, конденсатор, двухполупериодный выпрями- тель, подключенный к фазам сети через балластные элементы, к выходу ко-45 торого подключен измерительный мост, два смежных плеча которого выполнены на последовательно соединенных первом и втором стабилитронах, подключенных . к плюсовой шине выпрямителя через 50 первый резистор и к минусовой шине выпрямителя непосредственно, а два других смежных плеча выполнены на последовательно соединенных втором и третьем резисторах, включенных меж- 55 ду плюсовой и минусовой шинами выпрямителя, причем общая точка первого и второго стабилитронов соединена с инвертирующим входом компаратора, общая точка второго и третьего резисторов соединена с прямым входом

Ъ компаратора, общая точка первого резистора и первого стабилитрона соединена с положительной шиной питания компаратора, отрицательная шина питания последнего непосредственно соединена с минусовой шиной выпрямителя, к которой подключены первые выводы исполнительного элемента и кон. денсатора. Второй вывод исполнительного элемента в этом устройстве подключен к выходу второго компаратора, к первому входу которого подключены второй вывод конденсатора и через резистор — выход первого компаратора, а к второму входу . инвертирующий вход первого компаратора при этом одноименные шины питания обоих компараторов объединены (3) .

Недостатком известного устройства является низкая надежность при снижении контролируемого сетевого напряжения ниже уровня стабилизации когда вследствие различия токов. утечек стабилитронов на выходе устройства может появиться сигнал исправности сети при пониженном сетевом напряжении. Кроме того, устройство не выдает сигнал об аварийном состоянии контролируемой сети при обрыве одной фазы. В этом случае конденсатор периодически заряжается и разряжается, и напряжение на нем не достигает уровня срабатывания второго компаратора, в связи с чем сигнал об аварийном состоянии .отсутствует.

Недостатками устройства являются также возможность возникновения режима генерации в зоне напряжения срабатывания и повышенные потери мощности на балластных элементах, выполненных в виде резисторов.

Цель изобретения — расширение диапазона контролируемых напряжений сети вплоть до нулевого значения, устранение режима генерации в зоне напряжения срабатывания устройства, уменьшение потерь мощности.

Поставленная цель достигается тем что второй вывод исполнительного элемента подключен к выходу компаратора, а второй вывод конденсатора— к плюсовой шине выпрямителя, кроме того введены четвертый резистор,включенный между выходом компаратора и его положительной шиной питания, 1128325 и пятый резистор, шунтирующий первый стабилитрон.

При этом между выходом компаратора и его отрицательной шиной питания дополнительно включены два последовательно соединенных резистора, к общей точке соединения которьгх подключен минусовой конец резисторного плеча измерительного моста.

Причем балластные элементы выполнены в виде конденсаторов.

На чертеже представлена схема устройства для контроля сетевого,напряжения. . Устройство содержит выпрямитель 1, 15 подключенный через балластные элементы 2 к входным зажимам 3, измери-. тельный мост 4, состоящий из резисторов 5-8 и .стабилитронов 9 и 10, подключенный к выходу выпрямителя, компаратор 11, шивы питания которого подключены к стабилитронам 9 и 10, а входы — к общим точкам соединения стабилитронов 9 и 10 и резисторов

7 и 8. Выход компаратора соединен с его положительной шиной питания через резистор 12, а с отрицательной шиной — через исполнительный элемент

13 и последовательно соединенные резисторы 14 и 15.

К общей точке соединения резисторов 14 и 15 подключен резистор 8 измерительного моста 4. Конденсатор 16 подключен к выходным шинам выгрямителя 1.

Устройство работает следующим образом.

При напряжении контролируемой сети выше минимального допускаемого

40 уровня .потенциал в точке соединения резисторов 7 и 8 больше, чем на стабилитроне 10. Потенциал на выходе . компаратора 11 близок к его напряженик: питания,и ток протекает через ис-4 полнительный элемент 13, который срабатывает и формирует сигнал исправности сети. .i

При снижении напряжения на зажимах

3 ниже минимальнодопустимого уровня, .50

l вплоть до нулевого значения потенциал на выходе резистивного делителя измерительного моста становится мень ше потенциала на стабилитроне 10 компаратор срабатывает, исполнитель- у ный элемент 13 отключается и форми рует сигнал неисправности сети, ток начинает протекать через резистор 12.

Для того, чтобы .опорное напряжение на стабилитроне 10 после отключения исполнительного элемента 13 оставалось больше напряжения на выходе резисторного делителя, в измерительный мост введен резистор 6, который,.в случае снижения напряжения на стабилитронах 9 и 10 ниже их напряжения стабили зации,.компенсирует разницу токов утечек стабилитронов, тем самым постоянно поддерживая на стабилитроне

10 более высокий потенциал, чем на стабилитроне 9.

Резистор 12, сопротивление которого выбирается несколько большим сопротивления обмотки исполнительного элемента, позволяет практически исключить возникновение режима генерации, так как в этом случае происходит незначительное изменение потребляемого тока в цепях измерительного моста и компаратора при переключении последнего.

Цепочка из резисторов 14 и 15 предназначена для создания гистерезиса для повышения четкости срабатывания устройства и устранения режима генерации в критической точке срабатывания устройства, который может возникнуть как вследствие изменения эквивалентного сопротивления устройства при переключении компаратора (исполнительного элемента), так и вследствие пульсаций напряжения на конденсаторе 16. Режим генерации исключается путем подачи через резистор 8 на неинвертирующий вход. компаратора 11 части напряжения, снимаемого с резистора 15.

Если изменение контролируемого напряжения является следствием какого †ли коммутационного процес.— са в сети, длительность которого меньше времени разряда конденсатора 16, определяемого емкостью конденсатора и эквивалентным сопротивлением устройства, то оно не повлечет изменения состояния компаратора 11 и не приведет к выдаче ложного сигнала неисправности сети.

В случае обрыва одной из фаз конт ролируемой трехфазной сети происхо- . дит резкое (почти в 2 раза) уменьшение тока, отдаваемого сетью черезбалластные элементы 2. B результате напряжение на выходе выпрямителя 1 уменьшается, стабилитроны закрываются, на выходе компаратора по1128325

Составитель 0.0рлов

Техред Т.Иаточка Корректор А.Обручар

Редактор А.Шишкина

Тираж 613 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

lIo делам изорретений и открытий

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

Заказ 9076/40 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 является нулевой потенциал и ис= полнительный элемент обесточивается, выдавая сигнал неисправносги сети.

По сравнению с известным устройством предлагаемое обеспечивает вцпачу сигнала неисправности сети при сннже\ нин напряжения от минимально допустимого значения до нуля, а также при исчезновении напряжения одной из фаз, характеризуется четким срабатыванием в зоне напряжения срабатывания и уменьшенными потерями мощности.