Устройство для токовой защиты электроустановки

 

Устройство относится к электротехнике . Цель изобретения - повышение точности работы путем согласования защитных характеристик устройства и защищаемого объекта. В устройстве для того, чтобы приблизить защитные характеристики токовой защиты и защищаемого объекта применены автоматический регулятор 21 сопротивления и делитель 17 напряжения на резисторах. Изменяя количество транзисторов авторегулятора 21 и резисторов делителя 17 напряжения, а также соотношение сопротивлений 16 и 25-27 в цепях транзисторов, можно получить любую зависимость времени срабатывания устройства от величины входного тока, 2 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) (51) 4 Н 02 H 3/08

;3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4078406/24-07 (22) 05.05.86 (46) 23.01.88. Бюл. У 3 (71) Всесоюзный научно-исследовательский,проектно-конструкторский и технологический институт взрывозащищенного и рудничного электрооборудования (72) Ф.А.Айдаров и В.И.Задорожний (53) 621 316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 603040, кл. Н 02 Н 3/08, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Ф 828296, кл. Н 02 Н 3/16, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ (57) Устройство относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение точности работы путем согласования защитных характеристик устройства и защищаемого объекта. В устройстве для того, чтобы приблизить защитные характеристики токовой защиты и защищаемого объекта применены автоматический регулятор 21 сопротивления и делитель 17 напряжения на резисторах.

Изменяя количество транзисторов авторегулятора 21 и резисторов делителя

17 напряжения, а также соотношение сопротивлений 16 и 25-27 в цепях транзисторов, можно получить любую зависимость времени срабатывания уст- с

Я ройства от величины входного тока, 2 ил.

1368940

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите от сверхтоков электроустановок во взрывозащищенном исполнении напряжением

6-10 кВ.

Цель изобретения — повышение точности работы путем согласования saщитных характеристик устройства и защищаемого объекта.

На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг.2 — диаг-раммы, поясняющие работу устройства..

Устройство содержит датчик 1 тока, трансформатор 2 тока с шунтирующим резистором 3, разделительный конденсатор 4, переменный резистор 5, делитель тока на резисторах 6 и 7, первый транзистор 8, первый 9 и второй 10 диоды, второй транзистор 11, накопительный конденсатор 12, первый 13 и второй 14 источники стабилизированного напряжения, резисторы 15 и 16, делитель 17 напряжения на резисторах 18-20, автоматический регулятор 21 сопротивления на транзисторах 22-24 с резисторами 25-27 в коллекторнь х цепях, исполнительюпй блок

28, который может быть выполнен на однопереходном транзисторе 29, тиристоре 30, резисторах 31 и 32 и обмоткой выходного реле 33.

Устройство для токовой защиты электроустановки работает следующим образом.

При отсутствии тока на выходе датчика 1 тока через резистор 7 делителя тока и диод 10 течет постоянный опорный ток I,, обусловленный напряжением стабилизированного источника !

4 смещения. Постоянный ток течет также через резистор 6 и эмиттер-базовый переход транзистора 8, благодаря чему транзистор 8 открыт, и íà его выходе течет также постоянный ток °

Через диод 10 замыкаются три тока: ток через резистор 7, ток эмиттера и направленный встречно ток коллектора транзистора 8. Поскольку в транзисторе 8, включенном по схеме с общей базой, токи змиттера и коллектора практически равны, можно считать,что при отсутствии входного переменного тока через диод IO течет постоянный опорный ток, определяемый сопротивлением 7. Так как диод 10 открыт, транзистор 11 закрыт. Транзисторы 2224 автоматического регулятора 21 сопротивления, однопереходный транзис45 тель 12 за.время пауз между импульса50

5

40 тор 29 и тиристор 30 исполнительного блока 28 поэтому также закрыты, а выходное реле 33 обесточено.

При наличии тока на выходе маломощного датчика 1 тока часть его переменного тока (I „ ) замыкается через эмиттер-базовый переход открытого транзистора 8, благодаря чему в его коллекторной цепи и диоде )О на постоянный ток оказывается наложенной синусоидальная составляющая. До тех пор, пока амплитуда тока I „, вырабатываемого датчиком 1 тока и замыкающегося через эмиттер и базу транзистора 8, меньше постоянной составляющей, т.е. I ток в диоде 10, периодически увеличиваясь и уменьшаясь, не меняет своего направления, благодаря чему транзисторы 11, 22, 23, 24 и 29 и тиристор 30 остаются запертыми, а выходное реле 33 обесточено.

Как только амплитуда тока I „ превысит ток I Ä, переменная составляющая тока через диод 10 окажется больше постоянной, благодаря чему мгновенное значение результирующего тока

I „, изменив свое направление на обратное, замыкается через вход транзистора 11. Последний периодически (раз в период) начнет открываться и через резистор 16 прямоугольные импульсы тока I<„ начнут поступать на емкостный накопитель 12 (фиг.2а).

При этом транзисторы 22-24 автоматического регулятора 21 сопротивления остаются закрытыми, так как сопротивI ления делителя 17 выбраны такими,что падения напряжения на них не достаточно для пробоя эмиттер-базовых переходов транзисторов. Благодаря большому входному сопротивлению однопереходного транзистора 29 исполнительного блока 28 емкостный накопими через свое внутреннее сопротивление и соизмеримое с ним входное сопротивление транзистора практически не разряжается, поэтому накопление заряда происходит до порога отпирания транзистора 29.

Ширина импульсов тока I ц, поступающих на вход емкостного йакопителя 12 через резистор 16, зависит от амплитуды тока I „. Чем больше превышение этой амплитуды I „ относительно опорного постоянного тока I „, тем больше ширина Ы„ импульсов тока

Т rpn

1368940

< и, 2ЛМ, 2arc Cos (I /(I „+ ТИ )

Зависимость до = f (a I » ) (фиг,2б) свидетельствует, что ширина импульса значительно увеличивается с увеличением тока I „ только до уровня, ограниченного примерно двукратным значением этого тока по отношению к опорному току I » т.е. пока выполня10 ется неравенство I „/I „< 1 (точки о и о на фиг.2а). При дальнейшем увеличении I „ ñâåðõ двукратного значения (I „ /I „ > 1) ширина импульсов то15 ка I „изменяется незначительно. Так как изменение ширины импульсов I влечет за собой и изменение времени накопления емкостным накопителем заряда, достаточного для срабатывания

20 исполнительного блока 28, то увеличение Тп„сверх двукратного значения практически не влияет на время его срабатывания. В результате защитная характеристика устройства и токовременная характеристика защищаемого взрывозащищенного объекта, которая изменяется в широких пределах, начинают отличаться друг от друга. Чтобы устранить это и сблизить таким образом указанные характеристики, устройство снабжено автоматическим регулятором 21 сопротивления и делителем 17 напряжения на резисторах, суммарное сопротивление которых выбрано таким, что при достижении амплитуды входного тока двукратного значения, падения напряжения на делителе 17, за счет протекания тока, равного I доотп < статочно для отпирания транзистора

22. Поэтому через резистор 25 на емкостный накопитель 12 начнут поступать импульсы тока I+ и прямоугольные импульсы тока I ð, ширина кото рых g,0 зависит от превышения амплитуды тока I „ относительно тока I

45 отп;

При этом резисторы 16 и 25 оказываются включенными параллельно.

Благодаря тому, что сопротивление резистора 25 выбрано меньшим сопротивления резистора 16, время накопления заряда емкостным накопителем 12 уменьшается, а значит, уменьшается и время срабатывания исполнительного блока 28 и выходного 33 реле. Время срабатывания устройства заметно уменьшается до момента достижения амплитуды входного тока I „ двукратного значения, но уже,по отношению к току I „(точки 6 и z, фиг. 2а), отп т.е. до четырехкратного значения по отношению к току I о„, являющегося током уставки. При дальнейшем увеличении входного тока и превышении им тока отпирания I о „ транзистора 23 о о о последний будет работать в режиме, аналогичном предыдущему. Только в этом, случае параллельно резисторам 16 и 25 включается резистор 26, сопротивление которого выбрано меньшим сопротивления резистора 25. Транзистор

24 открывается и подключает резисФ тор 27 с наименьшим сопротивлением параллельно резисторам 16, 25 и 26 при достижении амплитуды входного тока I „ величины, равной двукратному значению по отношению к току I » отой т.е. восьмикратному значению по отношению к току I Ä .

Изменяя количество транзисторов авторегулятора 21 и резисторов делителя 1 7 напряжения, а также соотношение сопротивлений 16, 25-27 в цепях транзисторов автоматического регулятора 21 сопротивления, можно получить любую зависимость времени срабатывания устройства от величины входного тока.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет достаточно точно согласовать характеристику защиты с токовременной характеристикой защищаемого объекта и тем самым повысить его надежность и точность в работе.

Формула изобретения

Устройство для токовой защиты электроустановки, содержащее датчик тока с шунтирующим резистором, первый вывод которого через последовательно соединенные разделительный конденсатор и переменный резистор подключен к катоду первого диода, к одному из выводов первого резистора делителя тока и эмиттеру первого транзистора, к второму выводу датчика тока подключены один вывод второго резистора делителя тока, анод первого диода, база первого транзистора и через второй диод первые выводы первого и второго источников стабилизированного напряжения, вторые выводы первого и второго источника подключены соответственно к общей точке соединения выводов резисторов делите1368940 ото 2 г гз кк

Составитель Л.Куликова

Техред Л.Олийнык Корректор О.Кравцова

Редактор А.Козориз

Заказ 3)l/54 Тираж 649 Подписное

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 ля тока и через резистор к коллектору первого транзистора, второй транзис тор, эмиттер которо го подключен к катоду второго диода, коллектор через последовательно включенные резистор и накопительный конденсатор — к второму выводу второго источника стабилизированного напряжения, к которому подключен исполнительный блок, вход которого соединен с одной иэ обкладок накопительного конденсатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы путем согласования защитных характеристик устройства и защищаемого объекта, в него дополнительно введены автоматичеакий регулятор сопротивления и резисторный делитель напряжения, последний включен между базами первого и второго транзисторов, автоматический регулятор сопротивления выполнен на параллельных транзисторах, базы которых подключены к соответствующим резисторам делителя напряжения, эмиттеры к второму выводу датчика тока между катодом второго диода и эмиттером второго транзистора, в коллекторных цепях транзисторов включены резисторы, вторые выводы которых соединены и подключены к одной из обкладок накопительного конденсатора °