Устройство для максимальной токовой защиты потребителя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ПОТРЕБИТЕЛЯ, содержащее формирователь выпрямленного на . пряжения, пропорционального току по требителя, последовательно с ним включенньй пусковой орган, преобразователь напряжения в пропорциональную ему частоту импульсов, последовательно включенные делитель частоты инпульсов с постоянным коэффициентом деления и счетчик импульссов, дешифратор , последовательно включенные элемент И и выходной триггер, причем элемент И своими входами подключен соответственно к ,выходу старшего разряда дешифратора и неинвертирующему выходу пускового ор1:ана, отличающееся тем, что, с целью расширения области использования для потребителя, работающего в повторнократков1земенном режиме, в него дополнительно введены по числу выходов дешифратора две группы элементов И, группы резистивных делителей напряжения , подключенные к выходам дешифратора , и логический ключ, входы которого подключены к выходу преобразователя напряжения в пропорциональную ему частоту импульсов и к неинвертирующему выходу пускового органа, а выход подключен к входу импульсного счетчика, вьтолненного двоичным реверсивным , при этом шины Сложение и Вычитание счетчика подключены соответственно к неинвертирующему и инвертирующему выходам пускового, ор-. гана, элементы И первой группы под (Л ключены своими входами к единичным выходам соответствующих разрядов счетчика и неинвер-Тирукядему выходу, пускового органа, а элементы И второй группы - к нулевым выходам соответствуннцих разрядов счетчика и инвертируницему выходу пускового органа, 05 а элементы И второй группы - к нулео вым выходам соответствующих.разрядов счетчика и инвертирующему выходу пус (Х кового органа, выходы элементов И 00 первой и второй групп подсоединены к одному входу дешифратора, при этом выходы резистивных делителей напряжения подсоединены к преобразователю напряжения в пропорциональную ему частоту импульсов.

„„SU,,116 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(5l) Н 02 Н 3,08

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЫЬЯБОТИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3389319/24-07 (22) 05.02.82 .(46) 07.06.85. Бюл. N - 21 . (72) Л.И.Дик, Е.Н.Долбешкин, В.С.Павлов и А.И.Тарасов (53). 621.316.915(088.8) (56) Нагревостойкие полупроводниковые расцепители выключателей серии

А3700. - Информэнерго, "Электротехническая промышленность". Сер. "Аппараты низкого напряжения", вып.8(75), 1978, с. 6.

Авторское свидетельство СССР

-У 605283, кл. Н 02 Н 3/08, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОЙ

ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ПОТРЕБИТЕЛЯ, содержащее формирователь выпрямленного напряжения, пропорционального току потребителя, последовательно с ним включенный пусковой орган, преобразователь напряжения в пропорциональную ему частоту импульсов, последовательно включенные делитель частоты импульсов с постоянным коэффициентом деления и счетчик импульссов, дешифратор, последовательно включенные

" элемент И и выходной триггер, причем элемент И своими входами подключен соответственно к,выходу старшего разряда дешифратора и неинвертирующему выходу пускового органа, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области использования для потребителя, работающего в повторнократковременном режиме, в него дополнительно введены по числу выходов дешифратора две группы элементов И, группы резистивных делителей напряжения, подключенные к выходам дешифратора, и логический ключ, входы которого подключены к выходу преобразователя напряжения в пропорциональную ему частоту импульсов и к неинвертирующему выходу пускового органа, а выход подключен к входу импульсного счетчика, выполненного двоичным реверсивным, при этом шины "Сложение" и "Вычитание" счетчика подключены соответственно к неинвертирующему и инвертирующему выходам пускового органа, элементы И первой группы подключены своими входами к единичным выходам соответствующих разрядов счетчика и неинвертирующему выходу, пускового органа, а элементы И второй группы — к нулевым выходам соответствующих разрядов счетчика и инвертируюшему выходу пускового органа, а элементы И второй группы — к нулевым выходам соответствующих. разрядов счетчика и инвертирующему выходу пускового органа, выходы элементов И первой и второй групп подсоединены к . ссс одному входу дешифратора, при этом выходы резистивных делителей напряжения подсоединены к преобразователю напряжения в пропорциональную ему частоту импульсов.

1160498

Изобретение относится к релейной защите электроэнергетических обьектов, а именно к бесконтактным устройствам максимальной токовой защиты с зависимой выдержкой времени от недопустимой продолжительности токовых перегрузок, и может быть использовано в цепях питания потребителей, работающих в повторно-кратковременном форсированном режиме с различной про- Е должительностью включения.

Цель изобретения — расширение области использования устройства путем обеспечения эффективной защиты электрооборудования в зоне токов перегрузки,не только при однократной длительной перегрузке,но и при повторнократковременном режиме возникновения ,перегрузки с различной продолжительностью включения.

На фиг. 1 представлена блок-схема: предлагаемого устройства; на фиг.2— .графики изменения напряжений входного сигнала (<), управляющего сигнала (<) и график зависимости числа нм25 пульсов, записанных в счетчике, и температуры защищаемого электрообору" дования от времени (L).

Устройство содерлйт формирователь

1 выпрямленного напряжения, пропорционального току (например, выпрямитель с КС-фильтром), пусковой орган

2, выполненный, например, в виде триггера Шмитта с потенциапьньяи выходом, преобразователь 3 напряжения 35 в пропорциональную ему частоту импульсов, двоичный реверсивный m-разрядный счетчик 4, дешифратор 5, m логических элементов И б и 7 первой группы, .ш логических элементов И 8 и 40

9 второй группы, резисторы 10-14, образующие резистивные делители напряжения 10, 14, 11,14 12,14, 13,14, имеющие, например, в данном случае, общую среднюю точку и подключенные.к 45 выходам дешифратора 5, логический ключ И 15, логический элемейт И 16, делитель 17 частоты импульсов с постоянным коэффициентом деления, пусковую цепь 18 (например, дифференци- 56 рующая RC-цепь), раздельные диоды

19 и 20, логический элемент И 21 блокировки выхода и вы содной триггер 22. .Шины "Сложение" и "Вычитание" реверсивного счетчика 4 подключены со- $5 ответственно к неинвертирующему и ин вертирующему вйходам пускового органа 2 единичный выход 23 каждого разряда счетчика 4 и неинвертнрующий выход пускового органа 2 подключены к соответствующему логическому элементу И первой группы, а нулевой выход

24 счетчика и инвертирующий выход пускового органа — к соответствующему логическому элементу И второй группы, причем выходы логических элементов И первой н второй групп, подключенных к одному н тому же разряду счетчика, подсоединены к одному входу дешифратора 5, общая точка резисторов 10-14, т.е. выходы резистивных делителей 10, 14-13,14, подключена к входу преобразователя 3 напряжения в пропорциональную ему частоту импульсов. Логический ключ И 15 и логический элемент И 16 предназначены для прохождения.импульсов преобразователя 3 на вход счетчика 4 либо непосредственно, либо через делитель 17 частоты импульсов соответственно.

Пусковая цепь 18 предназначена для формирования первого импульса записи в счетчик в момент возникновения перегрузки или первого импульса считывания при переполнении счетчика. Выходной триггер 22 подключен к выходу старшего разряда (Н) дешифратора 5 через логический элемент И 21 блокировки выхода.

Дпя обеспечения правильной работы устройства необходимо, чтобы резистор, подключенный к выходу младшего разряда дешнфратора, имел более низкое сопротивление.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал "1" датчиков тока преобразуется формирователем 1 в выпрямленное и сглаженное напряжение U+,, пропорциональное току в защищаемой сети и поступающее на вход пускового органа 2. На второй вход последнего подано опорное напряжение U задающее порог срабатывания. При отсутствии тока форсировки и отсутствии информации в счетчике 4 схема находится в исходном состоянии: U> (U на неинвертирумцем выходе пускового органа 2, иа выходе преобразователя

3, на единичных выходах 23 всех разрядов счетчика 4, всех .логйческих элементов И 6 и 7 первой группы, на выходах дешифратора 5 имеется логический сигнал "0",(напряжение отсутствует), и, следовательно, напряжение, снимаемое с резистора 14, так- з 1160 же равно О. При этом на нулевых выходах 24 всех разрядов счетчика и нц .!инвертирующем выходе пускового орга на 2 имеется логический сигнал "1", поэтому на выходах всех логических элементов И 8 и 9 второй группы также имеются -сигналы "1", поступающие на все входы дешифратора 5, что приводит к появлению сигнала "1" на последнем выходе дешифратора, Однако 10 этот сигнал не проходит на выходной триггер 22, ввиду того, что на второй вход логического элемента И 21 блокировки выхода подан сигнал "О" с неинвертирующего выхода пускового органа 2.

На фиг.2а даны эпюры напряжения входного сигнала U „. Соответствующие этому сигналу эпюры управляющего напряжения У„ нa входе преобразовате- 20 ля Зпредставлены на фиг.2 .Как видно из фиг.2,в исходномсостоянии информация,запасенная в.счетчик 4,т.е. число записанных импульсов п, равна О.

При подаче тока форсировки U „ о

U„ ° При этом на неинвертирующем выходе пускового органа 2 появляется логический сигнал "1", поступающий на шину "Сложение" импульсного счет- чика 4, на входлогического ключа И15 и входы логических элементов И б и 7 первой группы, пусковая цепь 18 формирует импульс, поступающий на вход счетчика 4, а на выходах всех логических элементов И второй группы З5 появляется логический сигнал "О". Запись первого импульса в счетчике 4 сопровождается появлением на единичном выходе первого разряда счетчика логического сигнала "1", поступаю- 40 щего на вход первого логического элемента И 6 первой группы. На выходе этого элемента также появляется сиг. нал "1", поступающий на вход дешифратора 5, что приводит к тому, что на первом выходе дешифратора появляется сигнал "1" в виде напряжения U, которое подается на резистивный делитель напряжения, состоящий из резисторов 10, 14. Выходное напряжение

Π— "а этого делителя, равное

10 14 подается на вход преобразователя 3 .

Выходной импульс преобразователя 3, появляющийся через промежуток време- 55 ни, определяемый напряжением UA, через логический ключ 1 5 поступает на вход счетчика 4 .

498 4

Запись второго импульса в счетчи- ке 4 приводит к появлению логического сигнала "1" на втором выходе дешифратора 5 и подаче на вход преобразователя 3 напряжения 1 ц + р

11 т R,„>R, vo U z7 Н следовательно, появление выходного импульса преобразователя 3 происхо .дит через больший промежуток времени.

В дальнейшем поступление импульсов с выхода преобразователя 3 на счетчик

4 в режиме ".Сложение", т,е. в режиме форсировки, вызывает увеличение записанной в счетчике информации, поступающей в двоичном прямом коде на дешифратор, что сопровождается последовательным появлением сигнала

1! 11

1 на выходах все более старших разрядов дешифратора и подаче напряжения управления на преобразователЬ

3 все более низких уровней. Это приводит к тому, что запись информации происходит с замедляющимся темпом до момента, когда все разряды счетчика .4 не переведены в состояние "1".При соответствующем выборе сопротивлений резисторов 10-13 на вход преобразователя 3 подаются напряжения U, при которых выходные импульсы этого преобразователя производят запись информации в счетчике 4 с темпом нагрева ния защищаемого электрооборудования при заданном токе формировки, а изменение во времени числа импульсов, записанных в счетчике 4, представляет ступенчатую временную зависимость п=Й, (t), приближающуюся к экспоненци.альной характеристике процесса нагревания электрооборудования

T=T (1-е 4), г,е Т вЂ” температура

T> — максимально допустимая температура электрооборудования (при заданном токе форсировки); — постоянная времени нагревания; — время; е — основание натуральных логарифмов (е=2,71828...), При уменьшении тока в защищаемой сети ниже установки срабатывания (т.е. при U,„ (U„) в момент времени на неинвертирующем выходе пускового органа 2 сигнал "1" исчезает, а появляется на инвертирующем выходе. Счетчик 4, в котором записано M

1160498 6

Ь

Вь и рудо ани такие", а на входы логического эле- . альная зависимость процесса охлаждемента И 16 и логических элементов И 8 ния электрооборудования Т=Т е 4;» где и 9 второй группы подается логический „ — постоянная времени охлаждения, сигнал 1 . Ри этом

«1« ° П м на выходе эле- 5 дополняет экспоненту нагревания.при ментов второ группы, и у пы на входы Ko- : =9 до величины T для любого мон торых подается сигнал «1« с нулевых мента времени, получаем, что изменевыходов счетчика, появ являются сигналы ние во времени числа импульсов, зак 4 «В«1« ступающие на соответствующие писанных в счетчике 4 в режиме Выпо

« входы дешифратора 5 1Е читание, представляет ступенчатую

Следовательно на входы дешифра- временнУю зависимость пй».(Г)» пРиближающуюся к экспоненциальной характора подается инверсное значение код И Это при теРнстике пРоцесса охлаждениЯ.

:да числа И, т.е. число И-И. то приПри повторной токовой перегрузке во нт к тому что сигнал 1 на выИ счетчик 4 переводится в режим «Сложехо е И ешиф aiopa 5 исчезает, а поние", и происходит его заполнение с является на выходе Н-И. Соответственучетом информации, соответствующей температурному режиму защищаемого обоаваемый на п еобразователь 3. Вы- температ рудования, нагретого током перегрузки хо ной имп льс преобразователя 3, 26 предыдущих циклов н остывающего во появляющийся через промежуток времевремя пауз между включениями. ни, обратно пропорциональный напряжению 0 вычитает «1« из числа И» . При длительной перегрузке счетчик жению записанного в счетчике, т.е. в счет- „заполняется импульсами, пос у ю чч ике записано число И-1 импульсов.

25 ми с выхода преобразователя 3 до моИнфоРмациЯ об этом, представленнаЯ в мента переполнения счетчика, т.е. инверсном значении кода в вире чис- п=и. Сигнал переполнения проходит . ла Ы-(И-1), снимаемого с нулевых вы- на выходной триггер 22, который вы.ходов счетчика, подается на вход де- дает сигнал на отключение защитного, шифРатора 5» m"о пРиводи oaa a anaapava. Температура защищаемого нию сигнала «1« на выходе И-(И+1) со ® оборудования при этом в момент врееДнего старшего РазрЯДа ДешифРатоРа мени » „„ достигает максимально дореднего н уменьшению напряжения на входе пустимого значения Т После отключепреобразователя 3 до величины Ue- м+4» ния счетчик 4 р д

4 пе ево ится в режим так как R„ „, (К„, „ . В дальнейшем «Вычитание« (О»,,(Пи), пусковая цепь поступление импульсов с выхода преоб- ЭЗ 18 формирует импульс, который постуразователя 3 на счетчик 4 в режиме пает на вход счетчика и переводит

"Вычитание", т.е. при отсутствии пе- его в состояние И-1 а на вход дешифРегрузки, вызывает уменьшение запи- ратора 5 подается число «1 -, предсанной в счетчике информации, по у ставляющее собой инверсное значение пающей в инверсном значении кода на .4 кода числа М-1. Дальнейший процесс дешифратор, что ф 5 сопровождается по считывания информации после отключеследовательным появлением сигнала, ния производится аналогично описанно"1« на выходах все более старших раз- му режиму 0 „< U„ до момента появлерядов дешифратора ф и подачей напряже- ния сигнала «О« на всех единичных ния управления на преобразователь 3 4 выходах счетчика, когда схема возвравсе более низких уровней. Это приво- щается в исходное состояние. дит к тому что считывание информа»

tt ции происходиг с з с замедляющимся тем" График зависимости числа импульпом до момента; к огда все разряды сов и записанных в счетчике 4, от

» счетчика 4 не перевед едены в состояние > времени t и график зависимости темпе-, «0 Учитывая, что сопротивления ре- ратуры Т защищаемого оборудования от. зисфоров — дел

10-13 елителей напряжения времени t для рассматриваемого повыбраны таким о р зо б азом что обеспечи-, вторно-кратковременного режима вклювают в режиме ожение

«Сл ение" достаточно чения тока форсировки представлен на близкое при лиже б ижение изменения во вре-Я фиг.2 . Так как в большинстве случамени числа импульсов, з в записанных в ев Ч н, то импульсы преобразова« tt счетчике, к экспоненци нциальной зависи- .теля 3 поступают s режиме Вычитание мости процесса нагрев вания электрообо- на вход счетчика 4 через логический

7 11б0498 8 элемент И 16 и делитель 17 частоты что приводит к замедлению процесса импульсов с постоянным коэффициентом считывания импульсов в сравнении с деления, соединенные последовательно, процессом записи.

1160498

Составитель Л.Анисимова

Редактор К.Панн ТехредМ.Гергелв Корректор С.Черни

Заказ 3831/51 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З, Рауыская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Устройство для максимальной токовой защиты потребителя Устройство для максимальной токовой защиты потребителя Устройство для максимальной токовой защиты потребителя Устройство для максимальной токовой защиты потребителя Устройство для максимальной токовой защиты потребителя Устройство для максимальной токовой защиты потребителя 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в защитных устройствах трехфазных симметричных (асинхронных электродвигателей) и несимметричных нагрузок

Изобретение относится к области электротехники, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано при создании силовых транзисторных преобразователей, например для электроприводов постоянного и переменного тока

Изобретение относится к низковольтным устройствам, предназначенным для защиты электрооборудования от токов перегрузки

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты электроустановок от повреждения и защиты человека от поражения электрическим током

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве устройства защиты электрических цепей от токов перегрузки и коротких замыканий в генераторах переменного напряжения и в источниках вторичного электропитания ИВЭ, работающих при входных напряжениях существенно больше выходных, когда требуется обеспечить надежность, высокое быстродействие, малые потери мощности

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности, к устройствам токовой защиты

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности, к устройствам защиты электроустановок от токовых перегрузок

 

Наверх