Устройство для защиты электроустановки от перегрузки Советский патент 1984 года по МПК H02H7/85 

ffBxoS

ОО О

со оо со

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты электроустановок, в частности электродвигателей, от анормальных режимов работы.

Известно устройство для защиты электроустановки, содержащее исполнительный элемент, ключ, первый потенциометр, стабилитрон, конденсатор, последовательно соединенные термодатчик, второй потенциал и термодатчик окружающей среды, датчик тока, последовательно соединенный с ключом элемент задержки, выход которого соединен с первым входом элемента иЛи, при этом второй вход ключа, соединен с выходом второго потенциометра, к выходу датчика тока подключены термодатчики и последовательно соединенные стабилитрон и первый потенциометр, а выход последнего,с параллельно подключенным конденсатором присоединен к второму входу элемента ИЛиС1.

Однако устройство характеризуетс недостаточной надежностью защиты электроустановки из-за сложного .. . конструктивного исполнения.

Наиболее близкимк изобретению по достигаемому результату является устройство, содержащее подключенный к источнику питания делитель напряжения с исполнительным элементом в одном плече, времязадающие цепочки, входы которых соединены с выходом первого порогового элемента а Выходы - с входами второго порогового элемента, подключенного параллельно одному из входов исполнительного элемента, и стабилизирующий элемент, при этом стабилизирующий элемент подключен параллельно исполнительному элементу, а первый пороговый элемент выполнен на динисторе и соединен с выходом упомянутого делителя напряжения, причем параллельно первому пороговому элементу включен дополнительно введенный конденсатор 2 .

Однако известное устройство характеризуется недостаточной надежностью защиты электроустановки. Это обусловлено тем, что конденсатор времязадающей цепочки заряжается от выпрямленного и сглаженного напряжения источника питания, поэтому для увеличения выдержки времени при одной и тс и же перегрузке необходим увеличивать емкость конденсатора времязадающей цепочки. Последнее увеличивает габариты и стоимость устройства, не позволяет согласоват перегрузочную характеристику электроустановки с защитной характеристикой устройства.

С другой стороны, включение стабилизирующего элемента на выход делителя напряжения, который в свою очередьтакже выполнен в виде делителя напряжения с исполнительным элементом в одном плече, ведет к снижению стабильности и точности работы устройства в результате изменения значения опорной величины из-за изменения . сопротивления входной цепи исполнительного элемента. Так при выполнении исполвительного элемента на реле, сопротивлении его обмотки, например, 1 кОм и включении его последовательно с резистором 1,0 кОм опорная величина равна 0,5 напря- жения стабилизации стабилитрона. В результате нагрева обмотки реле током его сопротивление становится.равным 1,2 кОма. Тогда опорная величина равна уже 0,545 напряжения стабилизации стабилитрона. Одновременно на изменение опорной величины влияет температура окружающей среды, т.е. чем выше температура окружающей среды, тем выше опорная величина. Отсутствие стабильности значения опорной величины ведет к тому, что электроустановка вместо перегрузки 1,1 номинальной будет отключена при перегрузке 1, 2 номинальной. Это ведет к снижению надежности работы электроустановки.

Для устранения недостатка необходимо стабилизировать опорную величину и йделать ее малозависящей от тока нагрузки и температуры окружающей Ьреды. Для осуществления этого используются дополнительные элементы для температурной компенсации устройства, однако это ведет к его усложнению и снижению надежности защиты электроустановки.

Для более же полного согласования защитной Характеристики устройства с перегрузочной характеристикой электроустановки необходимо изменить режим заряда конденсатора времязадающей цепочки путем заряда его амплитуды значением напряжения источника питания. При заряде конденсатора времязадающей цепочки амплитудным значением напряжения источника питания при той же перегрузке уст- . ройство защиты отключает электроустановку через промежуток времени, который значительно больше промежутка времени при заряде конденсатора времязадающей цепочки от выпрямленного и сглаженного напряжения источника питания. Заряд конденсатора амплитудным значением напряжения источника питания юзволяет существенно расширить диапозон вьвдержки времени и привести в более полное соответствие перегрузочной способности электроустановки защитную характеристику устройства. Одновременна с этим опорная величина должна иметь постоянное, а не пульсирующее напряжение, поэтому сглаживать надо только напряжение на входе исполнительного элемента, а сам его вход отделить гальванически от пульсирующего напряжения. Известное устройство не удовлетворяет этим требованиям, поэтому и не позволяет повысить надежность работы электроустановки. Цель изобретения - повышение, надежности в работе устройства. Поставленная цель достигается те что в устройство, содержащее подклю ченный к источнику .питания делитель напряжения, первый и второй пороговые элементы,времязадающие цепочки, подключенные к выходу делителя напряжения через первый пороговый элемент, а выходом - к первому входу второго порогового элемента, стабилитрон , и исполнительный элемент, дополнительно введены диод и конден сатор, при этом делитель напряжения выполнен на последовательно включен ных потенциометре, диоде и стабилитроне, параллельно которому включен конденсатор, а вход исполнитель ного элемента включен параллельно стабилитрону и второму входу второго порогового элемента, причем диод включен в прямом направлении для тока цепи входа исполнительного эле мента. Применение в,изобретении дополни тельного диода и конденсатора с их соответствующими связями позволяет расширить диапозон вьщержки времени на отключение электроустановки и «аиболее полно согласовать защитную характеристику устройства с перегру зочной способностью электроустановк при простом выполнении времязадающих цепочек. Повышение стабильности опорной величины исключает влияние на устройство температуры окружающей среды и TdKa нагрузки, что в конечном счете ведет к повышению надежности и точности срабатывания устройства и повышению надежности ра&оты электроустановки.Повышение надежности работы электроустановки заключается в том, что увеличение выдержки времени на отключение приводит к сокращению числа повторных пусков и сокращению перегрузочных режимов электроустановки. С другой стороны вьщержка времени на отключение- не превышает время допустимой перегрузки, поэтому .. электроустановка не выходит из стро На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Устройство для защиты электроуст новки от перегрузки содержит источник 1 питания, первый 2 и второй 3 пороговые элементы, времязадающие цепочки 4, подключенные к выходу делителя напряжения через первый пороговый элемент, а выходом - к первому входу второго порогового элемента, стабилитрон 5 и исполнив тельный элемент 6. В это устройство введены диод 7 и конденсатор 8. Делитель напряжения выполнен на потенциометре 9, диоде 7 и стабилитроне 5, включенных между собой последовательно, при этом вход делителя напряжения подключен к выходу источника 1 питания, Па1раллельно стабилитрону 5 включен конденсатор 8, а вход исполнительного элемента б включен параллельно стабилитрону 5 и второму входу второго порогового элемента 3. Диод 7 включен в прямом направлении для тока цепи входа исполнительного элемента 6. Источник 1 питания выполнен на трансформаторе или трансформаторах тока и выпрямителе. Превый пороговый элемент 2 выполняется на динисторе, шунтированном конденсатором, или на транзисторе со стабилитроном в базовой цепи, при этом базовая цепь транзистора подключается к катоду диода 7. Второй пороговый элемент 3 выполняется нЪ. динисторе или аналоге однопереходного транзистора, а исполнительный элемент 6 - на реле или оптроне, силовая цепь которого включена во входную цепь .электроустановки. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии напряжени1Э на выходе источника 1 питания равно нулю. Первый 2 и второй 3 пороговые элементы закрыты, исполнительный элемент б и электроустановка отключены. Конденсатор 8 разряжен. При подаче кратковременного управг ляющего сигнала на вход устройства конденсатор 8 заряжается до напряжения стабилизации стабилитрона 5. Исполнительный элемент 6 включается и подключает электроустановку к сети. При включении электроустановки в работу напряжение на выходе источника 1 питания и потенциом.етра 9 становится выше напряжения включения порогового элемента 2, поэтому последний открывается .и подает напряжение на конденсатор времязадающей цепочки 4. При равенстве напряжения на выходе источника 1 питания в определенный промежуток времени нулю или при мгновенном значении напряжения источника 1 питания ниже напряжения включения первого порогового элемента 2 последний закрывается и отключает времязадающую цепочку 4 от выхода потенциометра 9. В следующий момент времени амплитуда напряжения на выходе источника 1 питания и соответственно-выхбде потенциометра 9 вновь превышает напряжение включения первого порогового элемента 2 и последний повторно открывается. Конденсатор времязадающей цепочки 4 подзаряжается до нового значения. В дальнейшем процессы в схеме повторяются. Если пусковой режим электроустановки своевременно заканчивается, то напряжение на конденсаторе времязадающей цепочки не успевает достигнуть значения включения второго порогового элемента 3, поэтому последний остается закрытым, а исполнительный элемент 6 и электроустано ка включенными. При работе электроустановки исполнительный элемент 6 получает питание от источника 1 питания. По окончании пускового режима то в цепи электроустановки и соответст венно напряжения на выходе источник 1 питания и потенциометра 9 умень шаются. Первый пороговый элемент 2 остается закрытым, конденсатор врем задающей цепочки 4 разряжается по соответствующим цепям, причем постоянная времени разряда конденсатор больше постоянной времени заряда конденсатора. Электроустановка продолжает работать. При возникновении перегрузки эле роустановки напряжение на выходе источника 1 питания и соответственн потенциометра 9 возрастает и становится выше напряжения включения пер вого порогового элемента 2. Последний открывается, а конденсатор времязадающей цепочки 4 заряжается импульсами напряжения источника 1 питания. Если перегрузка не своевременно снята с электроустановки, то через определенный промежуток времени напряжение на выходе времязадающей цепочки 4 превышает напряжение включения второго порогового элемента 3. Последний открывается и шунтирует вход исполнительного элемента 6. Исполнительный элемент б отключается и отключает электроустановку от сети. При открывании второго порогового элемента 3 конденсатор времязадающей цепочки 4 и (или) конденсатор р обеспечивают определенный промежуток времени его открытого состояния и надежное отключение исполнительного элемента 6. Повторное включение электроустановки в работу осуществляется повторным кратковременным подключением зажима Вход к дополнительному источнику питания - к йапряжению сети. Чем выше перегрузка электроустановки, тем быстрее конденсатор времязадающей цепочки 4 заряжается до напряжения включения второго порогового элемента 3.. Положительный эффект изобретения заключается в повышении надежности работы электроустановки путем наиболее полного согласования защитной характеристики устройства с перегрузочной способностью электроустановки. Это достигается импульсным зарядом конденсатора времязадающей цепочки и повышением стабильности опорной величины.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ U ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ, содержащее подключенный к источнику питания делитель напряжения, первый и второй пороговые элементы, времязадающие цепочки; подключенные к выходу делителя напряжения через первый пороговый элемент, а выходом - к первому входу второго порогового элемента, стабилитрон и исполнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства, в него дополнительно введены диод и конденсатор, при этом делитель напряжения выполнен на последовательно включенных потенциометре, диоде и стабилитроне, параллельно которому включен конденсатор, а вход исполнительного эле-м мента включен параллельно стабилитрону и второму входу второго пороггового элемента, а диод включен в § прямом направлении для тока цепи входа исполнительного элемента. (Л