Устройство для защиты электроустановки с индуктивностью от межвитковых коротких замыканий

 

Изобретение относится к защите индукционных нагревательных установок, работающих на токах промышленной частоты и предназначенных для термообработки железобетонных и бетонных изделий, а также сушильных установок. Целью изобретения является повышение селективности в соответствии с условиями технологического процесса. Цель достигается тем, что устройство содержит цепочки 1 отбора сигналов тока на каждой фазе с инвертирующими усилителями 6 и цепочки 7 отбора сигналов напряжения, орган сравнения 9 по фазе сигналов тока и напряжения, состоящий из сумматоров 10, управляемых источников тока 11 и порогового элемента 12. Управляемый источник тока 11 осуществляет подачу усиленного сигнала на пороговый элемент 12 и служит для установки заданного для данной нагревательной установки уровня срабатывания порогового элемента 12, состоящего из трех эмиттерных повторителей, установленных на каждой фазе, и логического элемента, 2И-НЕ. Если произошло короткое замыкание между витками индукционной нагревательной установки, то сдвиг фаз между сигналами тока и напряжения изменится. Это изменение повлечет за собой изменение скважности прямоугольных импульсов на выходах сумматоров 10. Тогда уровни напряжений, поступающих на входы эмиттерных повторителей, будут ниже пороговых, и на входе логического элемента будет низкий уровень, соответствующий логическому "0", а на его выходе - логическая "1". Поэтому сигнал, соответствующий логической "1", поступит в исполнительный орган 18 на транзисторный ключ 19. 2 з.п. ф-лы, 3, ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ .ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4466885/24-07 (22) 27. 07,88 (46) 30.07.90. Вюл. М 28 (71) Всесоюзное научно-производственное объединение "Энерготехпром" (72) H.A. Абдулханов, В.К. Разин, A.Г. Садыков, В.А. Сорокин, В.Г. Суханов и Б.Д., Кананыхин (53) 621.316.925(088.8). (56) Авторское свидетельство СССР

11 801323, кл. Н 05 В 6/06, 1979.

Авторское свидетельство СССР

1115159, кл. H 02 H 7/22, 1983, :(94) устРОйство для зАщит61 электРОУСТАНОВКИ С ИНДУКТИВНОСТЬЮ ОТ МЕЖВИТКОВЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИ11 (57) Изобретение относится к защите индукционных нагревательных установок, работающих на токах промышлен„,80„„15 2 1 А1 щ) Н 02 Н 7/22, 3/08, 3/26 ной частоты и предназначенных для термообработки железобетонных и бетонных изделий, а также сушильных установок. Целью изобретения является повышение селективности в соответствии с условиями технологического процесса. Цель достигается тем, что устройство содержит цепочки 1 отбора сигналов тока на каждой фазе с инвертирующими усилителями 6 и цепочки 7 отбора сигналов напряжения, орган сравнения 9 по фазе сигналов тока и напряжения, состоящий из сумматоров 10, управляемых источников тока 11 и порогового элемента 12. Управляемый источник тока 11 осуществляет подачу усиленного сигнала на по" роговый элемент 12 и служит для установки заданного для данной нагре158227!

10 вательной установки уровня срабаты,вания порогового элемента 12, состоя-! щего из трех эмиттерных повторителей, установленных на каждой фазе, и логического элемента 2И-HE. Если произошло короткое замыкание между витками индукционной, нагревательной установки, то сдвиг фаз между сиг алами то ка и напряжения изменится. Это изме,нение повлечет за собой изменение скважности прямоугольных импульсов

Изобретение относится к защите ,электроустановки с индуктивностью, ;работающей .на токах промышленной частоты, от межвитковых замыканий в ,обмотках, предназначено для предупреж дения повреждений дорогостоящих стро ительных конструкций и индукторов , электромагнитных установок для тер- 25 мообработки железобетонных изделий .и может быть использовано. в электро-. .магнитных установках, предназначен; ных для сушки строительных, изделий, ), древесины и т.д,, а также для защиты

: реакторов.

Цель изобретения - повышение селективности защиты индукционной на, гревательной установки в соответствии с требованиями технологического процесса.

На Фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2электрическая схема управляемого источника тока и порогового органа; 40 на фиг. 3 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства в нормальном режиме и режиме короткого замыкания.

Предлагаемое устройство защиты 45 индукционной нагревательной установки от межвитковых замыканий содержит цепочки. отбора сигналов тока (i) 1 на каждой Фазе, включенные в цепи амперметров 2 индуктора 3 ° Ток на ам- 50 перметры поступает с трансформаторов тока 4. Индуктор 3 включен в линейную цепь АВС. Цепочки отбора сигналов тока 1 содержат формирователи прямоугольных импульсов 5, выполненные из двух диодов, включенных противопараллельно (не показаны). Инвертирующий усилитель 6 служит для усиления сигнала тока до соответствия сигна выходах сумматоров 10. Тогда уровни напряжений, поступающих на входы эмиттерных повторителей, будут ниже пороговых, и на входе логического элемента будет низкий уровень, соответствующий логическому "0", а на его выходе - логическая "1". Поэтому сиг-. нал, соответствующий логической "1" поступит в исполнительный орган 18 на транзисторный ключ 19, 2 з.п.ф-лы, 3 ил. налу напряжения и инвертирования его о на 180, что подготавливает сигнал к обработке в сумматоре с небольшой погрешностью. Цепочки отбора сигналов напряжения (U) 7 непосредственно соединень1 с линейными проводами АВС и также < содержат простейшие формирователи прямоугольных импульсов 8. Орган сравнения по Фазе сигналов тока и напряжения 9 состоит из сумматоров 10, управляемых источников тока 11 и поро.гового элемента 12. Выходы формирователей прямоугольных импульсов 8 и инвертирующих усилителей 6 соединены с входами сумматоров 10, входящих в состав органа сравнения по фазе сигналов тока и напряжения 9, в котором осуществляется логическое сложение сигналов фаз тока и напряжения. Выходы сумматоров 10 соединены с входами управляемых источников тока 11, которые с пороговым органом 12 также входят в состав органа сравнения по фазе сигналов тока и напряжения 9.

Управляемый источник тока 11. (фиг. 2) осуществляет подачу усиленного сигнала на пороговый орган 12. Для установки заданного для данного индукционного нагревательного устройства уровня порогового элемента служит переменный резистор 13, для усиления и коррекции сигнала — эмиттерный повторитель на базе транзистора

14, а для поддержания постоянного уровня сигнала - конденсатор 15.

Пороговый элемент 12 (фиг. 2) состоит из трех эмиттерных повторителей на транзисторах. 16, установленных на каждой фазе, и одного логического элемента 2И-НЕ 17. Исполнительный орган

18 содержит транзисторный ключ 19, вход которого соединен с выходом ло1582271 няется. Это изменение влечет за собой изменение скважности прямоугольных импульсов на выходах сумматоров 10.

Тогда уровни напряжений, поступающих на входы эмиттерных повторителей 16, ниже пороговых, и на выходе логического элемента 17 низкий уровень, соответствующий логическому "0", а на его

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известными заключаются. в большой избирательной способности защиты, которая реагирует только на короткое замыкание витков и не реагирует на различные изменения "загрузки", которые могут возникнуть как в ходе технологического процесса, так и в случае его нарушения и небрежности.

Это позволяет защитить нагревательную установку от пожаров и, следовательно, исключить затраты на восстановительные ремонтные работы.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты электроустановки с индуктивностью от межвитковых коротких замыканий, содержащее датчики тока для установки в соответствующих фазах электроустановки, формирователи прямоугольных импульсов тока, Формирователи прямоугольных импульсов напряжения, пороговый орган, исполнительный орган, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селективности в соответствии с условиями технологического процесса, в него дополнительно введены инвертирующие усилители по количеству датчиков тока, входы упомянутых усилителей через соответствующие формирова- тели прямоугольных импульсов тока соединены с выходами соответствующих датчиков тока, а выходы упомянутых усилителей подключены к первым .входам вновь введенных сумматоров по количеству датчиков тока, вторые входы указанных сумматоров через соответствующие формирователи прямоугольных импульсов напряжения соединены с клеммами для подключения фаз питающей сегического элемента 17 порогового элемента 12. Транзисторный ключ 19 управляет через усилитель 20 реле.21. Выводы питания управляемых источников питания подключены к соответствующим клеммам

22 и 23 источника питания.

Устройство работает следующим образом.

Производят подготовку устройства 10 выходе - логическая "1". Поэтому сигк работе применительно к данной ин- нал, соответствующий логической "1", дукционной нагревательной установке, поступает в исполнительный орган 18

Для этого переменным резистором 13 на транзисторный ключ 19, после чего устанавливают необходимый порог сра- через усилитель 20 - на реле 21 и батывания. В нормальном, режиме рабо- 15 отключает установку. ты индукционной нагревательной установки (фиг. 3) ток и напряжение синусоидальные, а угол между током и напряжением равен номинальному.- Сигналы, характеризующие Фазу тока и 20 напряжения, проходят через формирователи импульсов 5, где формируются импульсы, по форме приближающиеся к прямоугольным. Сигналы фаз тока проходят через инвертирующие усили- 25 тели 6, производящие инвертирование сигнала на 180 . Полученные последоо вательности прямоугольных импульсов, соответствующие сигналам фаз тока и напряжения, поступают на сумматоры З0

10 органа сравнения по фазе сигналов тока и напряжения 9, где происходит логическое сложение сигналов, характеризующих фазы тока и напряжения, после чего сигналы с каждой фазы поступают на управляемые источники тока 11. С помощью конденсаторов 15 поддерживаются постоянные уровни на . входах транзисторов 16 эмиттерных повторителей. Так как в нормальном 40 режиме работы индукционной нагревательной установки скважность последовательности прямоугольных импульсов на выходах сумматоров 10, зависящая от сдвига фаз тока и напряжения, равна номинальной, то уровень напря" жений, поступающих на входы эмиттер.ных повторителей 16, выше порогового, а на входе логического элемента 17 высокий уровень, соответствующий .ло- 5О гической "l", а на выходе его - логический "0", поэтому сигнал на исполнительный орган 18 не поступает и он не срабатывает.

Если произошло короткое замыкание .55 между витками индукционной нагревательной установки, то сдвиг фаз между сигналами .тока и напряжения иэме!

582271 ти, выходы сумматоров через вновь введенные соответствующие управляемые источники тока подключены к соответствующим входам порогового ор- 5 гана, выход которого подключен к входу исполнительного органа.

2. Устройство по и. 1, о т л и " ч а ю щ е е с я тем, что каждый уп; равляемый источник тока выполнен сос- 0 тоящим,иэ транзистора, эмиттер кото; рого через резистор соединен с плюсовой клеммой источника питания, коллектор соединен с переменным резисто-! ром, свободный вывод которого подклю- 15 чен к минусовой клемме источника питания, к точке соединения резистора и . плюсовой клеммы источника питания подключен первый вывод конденсатора, 20 второй вывод которого соединен с коллектором транзистора и является выходом управляемого источника тока, входом которого является база транзистора.

3. Устройство по и. 1, о т л ич а е щ е е с я тем, что пороговый орган выполнен состоящим иэ транзисторов по числу управляемых источников тока, базы. которых являются соответствующими входами порогового органа, эмиттеры соединены между собой и подключены к входу логического элемента 2И-НЕ, выход которого является выходом порогового органа, а коллекторы всех транзисторов подключены к минусовой клемме источника питания.

1582271

aN HE" юру

Редактор H. Ивыдкая

Корректор О. Кравцова, Заказ 2093 Тираж,484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул.Гагарина, 101!!

l с вдер

ЛОф

Составитель К. Шилан

Техред Л.Олийнык