Устройство для защиты электроустановки от перегрузки

 

ОПИСАНЙ"

@ < @><<@< <"<649094

Союэ Советсннк

Соцнапнстыческнк

Респубпни фн <ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.11.76 (21) 2422925/24-07 (51) М. Кл. с присоединением заявки М н 02 н -7/08

<осу<тарственн«й коми<с<

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет (5З) УДК 621, 316 °

° 925 (088.8}

Опубликоьано250279. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 250279 (72) Авторы изобретения В.А.Борисов, Н.A.Ôîìèí и Ю.M.Çàéöåâ (7l) Заявитель

Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

Изобретение относится к электро-технике, а именно к устройствам защиты электродвигателей от перегрузок °

Известны устройства защиты, которые состоят из источника питания, 5 датчика тока, органа выдержки времени и выходного органа (1).

В этих устройствах орган выдержки времени построен на инерционных

RC-цепях путем однократного или мно10 гократного использования переходного процесса в RC-цепи. При увеличении тока в объекте защиты выше номинального значения датчик тока включает в работу орган выдержки времени. Вре«<5 мя выдержки органа зависит от величины тока перегрузки. Необходимая зависимость осуществляется посредством датчика тока, который измеряет ток перегрузки и в зависимости от его величины выдает управляющий сигнал в орган выдержки времени.

Органы выдержки времени, однократно использующие переходной процесс в RC -цепи имеют недостаточные вы-, I держки времени, «изкую стабильность выдержек во всем диапазоне изменения токов перегрузки, низкую помехоустойчивость, большие габариты, а также не учитывают охлаждение защищаемого объета после снятия перегрузки, или выполняют это, но с низкой точностью, особенно при больших тепловых постоянных времени объектов.

При многократном использовании переходного процесса в RC-цепи орган выдержки времени строится по схеме генератор импульсов — счетчик импульсов (2). Такая схема позволяет освободиться от некоторых вышеуказанных недостатков. В частности в данной схеме повышается точность и стабильность выдержки времени, увеличивается выдержка времени, повышается помехоустойчивость. Однако схема не обеспечивает учет охлаждения защищаемых объектов после снятия перегрузки и недостаточно чувствительна.

Данное устройство является наиболее близким по технической сущности к предложенному. В устройстве имеется датчик тока, который в зависимости от тока перегрузки объекта защиты вырабатывает сигнал, управляющий частотой генератора импульсов, импульсы с которого поступают на магнитотранзисторный счетчик. После снятия перегрузки информация со счетчика списы649094 вается мгновенно, в то время как процесс охлаждения объекта протекает во времени по закону,близкому к экспоненциальному. Это приводит к тому, что усТройство не способно контролировать реальный нагрев объекта, особенно при резко-переменных перегрузках. В связи с этим чувствительность защиты получается невысокой и снижается производительность электроустановок.

Целью изобретения является повышение чувствительности защиты. Ю

Для этого устройство для защиты электроустановки от перегрузок, содержащее датчик тока электроустановки, аналоговый выход которого подключен к генератору импульсов, соединенному со счетчиком импульсов на т триггерах и выходным органом, блок оперативного питания, дополнительно снабжено ключом, двумя логическими элементами И, элементом НЕ и (;и+1) — входовым элементом ИЛИ.Два входа одного элемента

И,один вход другого элемента И и m входов элемента ИЛИ подключены к выходам счетчика, выполненного реверсивным,два других входа логических элементов И объединены и через элемент

НЕ подключены к дискретному выходу датчика тока, к входу элемента ИЛИ и к входу управления счетчика импульсов,а выходы элементов И соединены с входами управления генератора импульсов,блок оперативного питания через ,ключ соединен со всеми элементами устройства, кроме датчика тока.

Схема устройства приведена на фиг.1; на фиг. 2 приведен график моделирования процесса охлаждения электроустановки.

Устройство состоит из датчика тока 1, генератора импульсов 2, ревер- 4О сивного счетчика 3 на двоичных триггерах, логических элементов И 4 и

5, логического элемента НЕ -б, логического элемента ИЛИ 7, блока оперативного питания 8, ключа 9 и выход- 45 ного органа 10, 11 и 12 - соответственно дискретный и аналоговый выходы датчика тока, 13-15 — входы управления частотой импульсов генератора, 16 — выход генератора, 17 счетный вход реверсивного счетчика, 18 - вход. управления реверсивным счетчиком, 19 — прямой выход предпоследнего триггера, 20 и 21 — соответственно прямой и.инверсный выходы последнего триггера, 22 — выход счетчика, 23-.27 . †. входы логических элементов И, 28, 29 — выходы логических элементов И.

Схема работает следующим образом.

При поступлении на вход датчика

6О тока 1 перегрузки на выходе 11 датчика появляется единичный логический сигнал, который поступает на один иэ входов логического элемента ИЛИ

7, ключ 9 открывается и все блоки 65 схемы получают питание. С выхода 11 датчика тока 1 сигнал поступает также на вход управления 18 реверсивного счетчика 3, переводя его в режим сложения, и на вход элемента НЕ б, с выхода которого нулевой логический сигнал поступает на объединенные входы 23 и 26 логических элементов И 5 и 4, обеспечивая тем самым нулевые логические сигналы на их выходах 28 и 29 независимо от состояния триггеров счетчика. На выходе 12 датчика тока появляется аналоговый сигнал, величина которого зависит от величины тока перегрузки по необходимому закону. Этот сигнал поступает на вход 14 генератора и в зависимости от своей величины задает частоту следования импульсов. Этим обеспечивается необходимый вид время — токовой характеристики защиты, Импульсы с выхода 16 генератора поступают на счетный вход 17 реверсивного счетчика. При этом появляются сигналы на других входах логического элемента

ИЛИ 7, соединенных с прямыми выходами всех триггеров, которыми блокируется сигнал с датчика тока, Это необходимо для обеспечения питания блоков схемы после снятия перегрузки.

После заполнения счетчика, что свидетельствует о нагреве объекта до допустимой температуры, появляется сигнал на его выходе 22, который поступает на выходной орган 10 и последний отключает объект защиты.

При снятии перегрузки илн отключении объекта защиты на выходе 11 датчика появляется нулевой логический сигнал. Это приводит к тому, что реверсивный счетчик переводится в режим вычитания, на элементы И 5 и 4 поступает логическая единица от элемента НЕ б, а схема ИЛИ 7 подготавливается к снятию питания со всех блоков схемы после окончания моделирования процесса охлаждения, Моделирование процесса охлаждения иллюстрируется графиками. На фиг.2 приведены: кривая„ иллюстрирующая зависимость9(), температуры нагрева объекта во времени после снятия перегрузки; ломаная О, аппроксимирующая зависимость Q (t), зависимость n. (t), HJIJIMcTpIIÐÓþØàÿ процесс считывания импульсов со счетчика.

Если к моменту снятия перегрузки или отключения объекта защиты на сче= -.;ик 3 поступило импульсов больше или равно ", то на выходе 20 последнего триггера установится единичный логический сигнал, который, поступая на вход 27 схемы И 4 вызыс вает единичный логический сигнал на ее выходе 29. Этот сигнал через вход

15 генератор в импульсов задает определенную частоту следования импульсов (период Т ), необходимую для формирования первого аппроксимированно649094 го участка закона охлаждения. На входе 13 генератора сигнал логической единицы при этом отсутствует, так как на вход 25 элемента И 5 подан сигнал ) логического нуля с инверсного выхода

21 последнего триггера счетчика 3.

Если в счетчике записано число им- б пульсов, удовлетворяющее условию с " > n > ", то на всех трех входах 23, 24 и 25 элемента И 5 имеются единичные сигналы, которые передаются на вход 13 генератора и он пере- Ю страивается на другую частоту следования импульсов (период Т2), необходимую для формирования второго участка экспоненты.При этом управляющий сигнал на входе 15 генератора отсут- Я ствует,так как на инверсном выходе

21 последнего триггера имеется сигнал логического нуля,При количестве импульсов на счетчике меньше о" на выходе 19 предпоследнего триггера появ- З) ляется логический нулевой сигнал, что вызывает нулевой сигнал на входе 14 генератора и последний перестраивается на частоту с периодом

Т необходимую для формирования

2» третьего участка экспоненты,.

Когда со счетчика списаны все импульсы и на прямых выходах триггеров имеются логические нулевые сигналы, через элемент ИЛИ 7 и ключ 9 со всех блоков схемы снимается питание. Так . -:, образом, орган перегрузки учитывает охлаждение. защищаемого объекта после снятия перегрузки или отключении, что повышает качество защиты и позволяет получить экономи- ®» ческий эффект °

Устройство защиты позволяет наиболее полно использовать перегрузочные возможности защищаемых объектов и повысить производительность электроустановок.

Формула изобретения

Устройство для защиты электроустановки от перегрузки, соде1жащее датчик тока электроустановки, аналоговый выход которого подключен к генератору импульсов, соединенному со счетчиком импульсов на гп триггерах и выходным органом, блок оперативного питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, оно дополнительно снабжено ключом, двумя логическими элементами И, элементом НЕ и (пя-1) — входовым элементом ИЛИ, при этом два входа одного элемента И, один вход другого элемента И и гп входов элемента ИЛИ подключены к выходам счетчика, который выполнен реверсивньпч, два других входа логических элементов И объединены и через элемент НЕ подключены к дискретному выходу датчика тока, к входу элемента ИЛИ и к входу управления счетчика импульсов, а выходы элементов И соединены с входами управления генератора импульсов, блок оперативного питания через ключ соединен со всеми элементами устройства, кроме датчика тока

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Сборник "Новые устройства

И защиты и противоаварийной автоматики, вып. 2, Информэлектро, 19б9, с.10-12.

2. Информационно-технический сборник "Электротехническая промышленность", серия "Аппараты низкого напряжения, вып.2, 21, с.5-7, М., Информэлектро, 1973.

649094

+mar

Составитель Л.Корнеева

Техред С. цеца Корректор В.Куприянов

Редактор A.Øìåëüêèí

Тираж 856 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 572/51 филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4