Токовый блок питания для бесконтактных устройств релейной защиты электроустановок

 

(72) Авторы изобретения

В. Е. Райнин и В. Л. Карась,с

Г E

Всесоюзныи научно — исследовательский проектно- конструкторскими, и технологический институт низковольтного a1raapaтостроения (7l ) Заявитель (54) ТОКОВЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ.ДЛЯ БЕСКОНТАКТНЫХ

УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

Изобретение относится к электротехнике, в частности к блокам питания для бесконтактных устройств низковольтных электроустановок переменного тока.

Известен токовый блок питания, содержащий трансформатор така, выпрямительный мост и фильтрующий конденсатор (11, Недостатком данного устройства является значительные габариты фильтрующего конденоатора при заданном уровне пулызднй напряжения на нагрузке. 1О

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является токовый блок питания, содержащий . трансформатор тока, ключевой ограничитель напряжения, выпрямительный мост, накопитель 15 энергии и параметрический накопитель эиер., гии (2).

Описанный токовый блок питания характеризуется недостаточным быстродействием, обусловленным значительным временем заряда, 20 конденсатора накопителя энергии.

Пель изобретения — повышение быстродейcram устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в токовом блоке питания для бесконтактных устройств релейной защиты электроустановок, содержащем трансформатор тока, к вторичной обмотке которого подключены ключевой ограничитель напряжения и входите зажимы выпрямительного моста, к выходным зажимам последнего подключены соединенные параллельно емкостный накопитель энергии и параметрический стабилизатор напряжения, емкостный накопитель энергии выполнен в виде двух конденсаторов, включенных последовательно через диод в прямом направлеиии, и двух диодов, причем одноименные обкладки конденсаторов соединены через указанные диоды в обратном направлении относительно лолярности выхода выпрямительного моста.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема токового блока питания.

Устройство содержит трансформатор 1 тока, клЮчевой ограничитель 2 напряжения, выполненный в виде симистора 3 и двухпроводного стабилитрона 4, выпрямительный мост 5, емкостный накопитель 6 энергии, выполлснный

3 95523 s виде двух конденсаторов 7 и 8, включенных последовательно через диод 9 в прямом направлении, и двух диодов 10 и 11, параметрический стабилизатор 12. напряжения, выполненный на балластном резисторе 13 и стабилитроне 14. Выход параметрического стабилизатора 12 напряжения йспользуется для питания логических устройств защиты.

Токовый блок питания работает следующим образом.

При появлении .первичного тока заряжаются конденсаторы 7 и 8 емкостного накопителя 6 энергии,. при этом диоды 10 и 11 закрыты.

Как только напряжение на конденсаторах достигает определенного уровня, ключевой ограничитель напряжения 2 шунтирует вход выпрямительного моста 5, при этом диод 9 закрывается, а диоды 10 и 11 открываются и конденсаторы 7 и 8 оказываются включеннымп параллельно нагруженными на балластный 20 . резистор 13 и стабнлнтрон 14.

В установившемся режиме работы вначале каждой полуволны вторичного тока конденсаторы 7 и 8, включенные последовательно, периодически подзаряжаются от трансформатора 1 тока до уровня, задаваемого. ключевым ограничителем 2 напряжения, в течение замкнутого состояния которого конденсаторы 7 и

S включены параллельно на разряд, Время . заряда конденсатора. от ненасьпцающегося . трансформатора тока (ТТ) связано с энергией соотношением

1Е 1,„

4 4 жет быть уменьшена в 4 раза, а время заряда при этом уменьшится в 2 раза. Однако увеличение напряжения на конденсаторе приводит к ухудшению КПД блока питания за счет увеличения потерь в балластном резисторе 13.

В предлагаеь)ом устройстве уменьшение времени заряда достигается путем выполнения емкостного накопителя энергии в виде двух конденсаторов, включенных последовательно в цикле заряда и параллельно в цикле разряда. При этом на выходе выпрямителя появляются пульсации напряжения, так как в цикле заряда напряжение на выходе выпрямительного моста 5 примерно в два раза больше, чем в цикле разряда. Однако это не приводит к вредным последствиям, поскольку логическая часть защиты питается от напряжения на стабилитроне 14.

Токовый блок питания для бесконтактных устройств релейной защиты электроустановок, содержащий трансформатор тока, к вторичной обмотке .которого подключены ключевой ограничитель напряжения и входные зажимы выпрямительного моста, к выходным зажимам последнего подключены соединенные параллельно емкостный накопитель энергии и парометрнческий стабилизатор напряжения, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, емкостный накопитель энергии выполнен в виде двух конденсаторов, включенных последовательно через диод в прямом направлении, и двух диодов, причем одноименные обкладки конденсаторов соединены через указанные диоды в обратном направлении относительно полярности выхода выпрямительного моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Долгих В. В, Некоторые вопросы построения схем токовых блоков питания защит автономных энергосистем. — лементы и технические средства управления и регулирования. Сборник. Новочеркасск, 1976, с. 5. .. 2. Авторское свидетельство СССР И 646402, кл. Н 02 Н 3/08, 1977 (прототип).

40 где U — напряжение, до которого заряжается конденсатор; (,—. среднее значение вторичного тока трансформатора тока.

Таким образом, для уменьшения времени . заряда конденсатора от ненасыщающегося

Tl прн неизменной эапасаемой энергии целе сообразно увеличивать напряжение на конденсаторе с одновременным уменьшением его емкости в соответствии с зависимостью lE цl

Это означает, что при увеличении напряжения заряда в 2 раза емкость конденсатора моФормула изобретения

955234

Составитель Л. Воропаева

Техред С; Мигунова

Корректор Н. Король

Редактор И. Михеева

Подписное

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

Заказ 6451/62 Тираж 761

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 415