Устройство для защитного отключения электроустановки в сети переменного тока

 

Союз Советски и

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ /

««734842 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.01.78 (21)2568366/24 ()7 с присоединением заявки М (23) П риоритет

Опубликовано 15.05.80 Бюллетень ¹18

Дата опубликования описания 18.05.80 (51)М. Кл.

H 02 Н 3/16

Гесударствеииый комитет

СССР, по делам иэобретеиий и открытий (53) УДК 621. .316.925 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. Ф. Лаврентьев, Ю. Я. Лямец и В. М. Щевцов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ В CETH ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относитсй к области влек тротехники и предназначено для защиты от утечек тока и замыканий фазы на землю сети переменного .тока, Известно устройство для зашиты от однофазных замыканий fl), содержащее трансформатор тока, непосредственно подключенный к выходному пороговому органу.

Недостатком устройства является то, 10 что оно обладает относительно низкой чувствительностью, Для получения более чувствительных устройств используют усилители, в част15 ности операционные усилители (ОУ). В устройстве для защиты (2J для исключения влияния напряжения смещении нуля

ОУ последовательно со вторичной обмоткой дифференциального трансформатора тока включают разделительный конденсатор, а для увеличения чувствительности и уменьшения уровня высших гармоник во входном сигнале параллельно трансфор2 матору тока включается резеонансный конденсатор.

Недоетатком упомянутого устройства является то, .что вторичная обмотка трансформатора тока, обладающая индуктивностьто и разделительный конденсатор как элемен» ты, накапливающие электромагнитную энергию, способны затягивать переходные процессы в устройстве, возникающие, например, при подаче напряжения питания на устройство. Чтобы исключить ложные срабатывания при переходных процессах, в устройство вводят задержку на срабатывание, что снижает быстродейст вие устройства.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для заштттного отключения электроустановки в сети, содержащее трансформатор тока, вторичная обмотка которого, зашунтированная резонансным конденсатором, через параллельно соединенные разделительный кон,»> —, >" !

3 7 денсатор и резистор йо>дключена ко входам операционного усилителя, охваченного отрицательной обратной связью, к выходу которого подключен пороговый выходной орган, введена дополнитгель>н> ая цепь обратной связи, состоящая из после довательно включенных конденсатора, зашунтированного резистором, и двусторон него стабилитрона, соединяющая выход" операционного усилителя с общей точкой

pàзделительно1 о конденсатора" и "вторичной обмотки трансформатора тока.

На фиг. 1 приведена принцйпйальная схема устройства; на фиг. 2 показаны выходные сигналы операционного усилителя при подаче на устройство напряжения питания: а) без дополнительной цепи обратной связи; б) с дополнительной цепью обратной связи.

Устройство защитного отключения (фиг. 1) содержит трансформатор 1 то=. ка и операционный усилитель 2, парал -" лельно вторичной обмотке трансформатора 1 тока подключен резонансный конденсатор 3. Последовательно со вторичной обмоткой трансформатора 1 тока включен разделительный конденсатор 4, зашунтированньгй резистором 5. Цепь отрицательной обратной связй ойерацйон- ного усилителя 2 создается резистором

6. Кроме того, в устройство введена до полнительная цепь обратной связи, сосстояшая из конденсатора 7, зашунтиро- > ванного резистором 8, и двустороннего стабилитрона 9. К выходу операционного усилителя 2 подключен пороговый выходной элемент 10, При включении напряжения питания " конденсатор 4 не заряжен и имеющееся напряжение смещения нуля вььывае1т> оявление сигнала йа "вых>оде о>п>ера>цйонного усилителя 2. Зто напряжение "исчезнет лишь при достижении напряжением на конденсаторе 4 величиньг1 равной напряжению смещения нуля. В случае отсут ствия дополнительной цепи обратной связи конденсатор 4 заряжается до укаaaworo напряженйя" через резистор 6"" обратной связи, как правило имеющий значительную величину, и вторичную обмотку трансформатора 1 тока, Посто>>яггн>ая вреЯенй "Кепи из кондейс>атора 4 и резис= тора 6 велика, и для исключения ложных срабатываний (фиг. 2, а) пороговый выходной орган должен BE>JIIOJTBEITbcg с выдержкой времени на срабатывание порядка 0,05 с. —-,1,.Я%а>Ъ >.м --- -.- " .-.."Р -."":> ">»>»> > йь -" =.

34842 i11 Введение дополнительной цепи обратной связи, состоящей из двустороннего

> стабилитрона 9 и конденсатора 7, ускоряе1г процесс заряда конденсатора 4.

При подаче питания на устройство скачкообразно появившееся на выходе операционного усилителя 2 напряжение пробивае1 стабилитрон 9. Через конденсатор

7 проходит кратковременный импульс, 1О практически мгновенно заряжая конденса> тор 4 до напряжения смешения нуля, после чего ложный сигнал на выходе ОУ исчезает (фиг. 2 б) . Время заряда уменьшенЬ еще и благодаря тому, что дополни15 тельная цепочка обратной связи подклю> чена, к общей точке разделительного конденсатора и вторичной обмотки трансформатб>ра тока, го еСть ток заряда разделите тьного конденсатора не проходит че20 рез грансформатор. Резистор 8 имеет больгпую величину, вследствие чего не

1оказьгвает влияния на работу рассматри-! ваемой цепи обратной связи и служит

25 лишь для разряда конденсатора 7 после окончания переходного процесса. :

В установившемся режиме дополниI. тел>ьйая цепь обратной связи практически не оказывает влияния на работу устройст30 ва, т1ак как напряжение стабилизации (U ) двустороннего стабилитрона выбирается близким по величине к максимальггому выходному напряжению (® п, )

"; операционного усилителя 2 (О р0,8

35 (3 „гп„„ ), а порог срабатывания (Ц ) ср выходного порогового элемента 10 . выбирается ниже величины стабилизаци1 двустороннего стабилитрона 9 (U ñð -ОЖст) °

Таким образом, введение в устройство допоЛнительной цепи обратной связи уве - -! личивает быстродействие высокочувствительггых устройств защитного отключения, исключая ложные срабатывания при пе43 реходггых процессах. Отстройка от ложных срабагываний позволяет реализовать большой Коэффициент усиления операционного. усилителя, вследствие чего отпадает необходимость в изготовлении сердечника трансформатора тока из пермаллея-!

> . материала дорогостоящего и чувствительного к механическим воздействиям !

> ° !. .-!

Формула изобретения !

Устройство для защитного отключения электроустановки в сети переменного то1 ка, содержащее трансформатор токл, вто-. ---:. -!

5 734842 6 ричная обмотка которого, зашунтирован» зашунтированного резистором, и двустоная резонансным конденсатором, через роннего стабилитрона, соединяющая вы»параллельно соединенные разделительный ход операционного усилителя с общей конденсатор и резистор подключена ко точкой разделительного конденсатора и входам операционного усилителя, охва- вторичной обмотки трансформатора тока. ченного отрицательной обратной связью, к выходу которого подключен пороговый Источники информации, выходной орган, о т л и ч а ю щ е е принятые во внимание при экспертизе с я тем, что, с целью повышения 1. Авторское свидетельство СССР быстродействия, введена дополнительная 10 М 391675, кл. Н 02 Н 3/16, 1970. цепь обратной связи, состоящая из нос = 2. Патент США М 3787709, ледовательно включенных конденсатора, кл. 317-18 9 1972, Ю ФУ2-2

Составитель Ю. БаРабанов

Редактор Т. Лошкарева Техред И. Асталош Корректор М. БигУла

Заказ 2100/55 - Тираж 783 Подписное

11НИИПИ Государственнож комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Pаушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4