Устройство для защиты источника питания переменного тока и потребителя Советский патент 1986 года по МПК H02H7/10 

Изобретение относится к области защиты источников и потребителей питания переменного тока и может быть использовано для защиты источников от недопустимых нагрузок, в том числе и коротких замыканий, а также для избирательной защиты разветвленных индуктивных нагрузок, в частности электромагнитов,-контакторов,электрогид- рораспределителей и других устройств.

Цель зобретения - расширение области применения устройства защиты с одновременным его упрощением для обеспечения возможности избирательной (постадий- ной) защиты как источника питания, так и N параллельно включенных потребителей от недопустимых токовых перегрузок.

На чертеже представлена электрическая схема устройства для защиты.

Устройство содержит исполнительный орган 1 защиты, выполненный в виде двухпо- лупериодного тиристорного коммутатора, состоящего из двух встречно-параллельно включенных полупроводниковых тиристоров 2 и 3, управляющие электроды которых соединены через резистор 4 и пусковой коммутационный элемент 5, управляющий орган 6 защиты выполнен в виде двух тиристорных оптро- нов 7 и 8, фототиристоры которых включены в цепь управления тиристорных коммутаторов параллельно пусковому коммутационному элементу, а последовательно соединенные светодиоды зашунтированы RC-це- почкой из резистора 9 и конденсатора 10 и подключены через первый дтюд 11, ограничительный резистор 12, второй диод 13 и исполнительный орган 1 защиты на выход источника питания Uii. Резисторные датчики 14-16 тока включены со стороны общей шины питания последовательно с отдельно коммутируемой нагрузкой.

Измерительный орган 17 защиты состоит из выпрямительного моста 18, на выход которого через пороговые элементы (стабилитроны 19 и 20) разного уровня срабатывания подключены светодиоды тиристорных оптронов 21 и 22.

Повышающий трансформатор 23 включен между датчиками 14-16 тока и измерительным органом 17 защиты; первичная обмотка трансформатора выполнена с выводом средней точки, подключенной к общей шине питания, а другие ее выводы через разделительные диоды 24-29 определенной полярностью для каждого вывода подключены к датчикам тока со стороны их подключения к нагрузке, при этом выходная обмотка трансформатора подключена на вход выпрямительного моста 18 измерительного органа 17 защиты, а фототиристоры тиристорных оптронов 21 и 22 в зависимости от уровней срабатывания их пороговых элементов 19 и 20, начиная с максимального, подсоединены одними выводами к общей шине, а другими соответственно к катоду и аноду второго диода 13. Индуктивная на0

5

0

5

0

0

5

0

5

грузка (потребители) 30-32 включается коммутационными элементами 33-35.

Устройство работает следующим образом.

При срабатывании порогового элемента 19 максимального уровня включается фототиристор оптрона 21, который шунтирует управляющий орган 6 защиты с RS-цепоч- кой, последний отключается без выдержки времени. При срабатывании порогового элемента 20 низкого уровня включается фототиристор оптрона 22, который шунтирует управляющий орган 6 защиты с RC-цепочкой через второй диод 13. Если продолжительность включения тиристора 22 выше заданной величины, то происходит отключение управляющего органа 6 защиты, кратковременное срабатывание тиристорного оптрона 22 от пусковых токов при включении индуктивных нагрузок не приводит к отключению исполнительного органа 1 защиты. Этим достигается избирательность защитного устройства, которая обеспечивает защиту как источника питания переменного тока,так и разветвленных индуктивных потребителей от недопустимых перегрузок.

В нормальном режиме для включения исполнительного органа 1 защиты и подачи напряжения в цепи питания потребителей 30-32 кратковременно замыкается пусковой коммутационный элемент 5. Включаются тиристоры 2 и 3, и через первый диод 11 ограничительный резистор 12 и второй диод 13 подается питание на управляющий орган 6 защиты, который своим выходом шунтирует контакт пускового элемента 5. Двухполупериодный тиристорный коммутатор остается включенным. При включении коммутационными элементами 33-35 индуктивной нагрузки 30-32 в начальный период, в течение непродолжительного времени, через датчики И-16 тока протекает пусковой ток, величина которого в несколько раз превышает нормальный рабочий ток нагрузки. Пусковые токи вызывают срабатывание порогового элемента 20 и тиристорного оптрона 23. Последний кратковременно шунтирует через второй диод 13 вход управляющего органа 6 защиты. Если время протекания пусковых токов лежит в допустимых пределах, управляющий орган защиты удерживается за счет энергии НС-цепочки 9 и 10.

Если происходит, например, заклинивание электромагнитов (индуктивная нагрузка) 30-32, что вызывает длительное протекание пускового тока и является недопустимым, выходной тиристор оптрона 22 остается включенным и через определенный промежуток времени управляющий орган 6 защиты отключается. Закрываются выходные тиристоры оптронов 7 и 8 и исполнительный орган 1 защиты отключает потребителей от источников питания.

При значительных перегрузках источника, например коротких замыканиях в нагрузке или цепях ее питания, величина тока, протекающего через датчики, значительно превосходит величину пусковых токов. В этом случае срабатывает как пороговый элемент 5 20, так и пороговый элемент 19, включаются фототиристоры оптронов 21 и 22, которые шунтируют непосредственно светодио- ды управляющего органа 6 и его RC-цетимых токовых перегрузок, в него введены первый и второй диоды, ограничительный резистор, RC-цепочка, повышающий трансформатор, 2 N разделительных диодов, (N-1) датчиков тока, исполнительный орган снабжен резистором и пусковым коммутационным элементом, управляющий орган защиты включает в себя два тирис- торных оптрона, а Измерительный орган выполнен на двух пороговых элементах, выпочку 9 и 10. При этом происходит быст- ,Q прямительном мосте и двух тиристорных опт- рое, без выдержки времени, отключение тиристоров оптронов 7 и 8, следовательно, исполнительного органа 1 защиты.

ронах, причем в исполнительном органе резистор, пусковой коммутационный элемент и фототиристоры тиристорных оптронов управляющего органа защиты включены в цепь управляющих электродов тиристоров коммуУстройство защиты производит отключеронах, причем в исполнительном органе резистор, пусковой коммутационный элемент и фототиристоры тиристорных оптронов управляющего органа защиты включены в цепь управляющих электродов тиристоров коммуние источника от потребителей практически 15 татора, первый диод, ограничительный резистор, второй диод и светодиоды тиристорных оптронов управляющего органа защиты соединены последовательно в цепочку, включенную между выходом исполнительного органа и общей шиной, RS-цепочка включена параллельно светодиодам тиристорных оптронов управляющего органа защиты, первичная обмотка повышающего трансформатора выполнена с выводом средней точки, подключенным к общей щине, дру- Устройство для защиты источника пита- 25 выводы первичной обмотки через разв тот же полупериод протекания переменного тока, в который произошло короткое замыкание, при этом отключение потребителей происходит в момент протекания минимального тока через тиристорный коммутатор исполнительного органа защиты 1.

Формула изобретения

ния переменного тока и потребителя, содержащее исполнительный орган защиты, выполненный в виде двухполупериодного тирис- тарного коммутатора, управляющий орган защиты, резисторный датчик тока, предназнаделительные диоды соответствующей полярности подключены к датчикам тока, вторичная обмотка повыщающего трансформатора подключена к входу выпрямительного моста, выход которого подключен к цепочкам.

ченный для включения в цепь потребите- 30 каждая из которых состоит из последоваля, и измерительный орган зашиты, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства защиты с одновременным его упрощением для обеспечения возможности избирательной защиты

тельно соединенных порогового элемента и светодиода тиристорного оптрона измеритель ного органа защиты, а фототиристоры тиристорных оптронов измерительного органа защиты подключены одними выводами к обкак источника питания, так и N парал- 35 щей шине, а другими соответственно к ка- лельно включенных потребителей от недопус- тоду и аноду второго диода.

тимых токовых перегрузок, в него введены первый и второй диоды, ограничительный резистор, RC-цепочка, повышающий трансформатор, 2 N разделительных диодов, (N-1) датчиков тока, исполнительный орган снабжен резистором и пусковым коммутационным элементом, управляющий орган защиты включает в себя два тирис- торных оптрона, а Измерительный орган выполнен на двух пороговых элементах, выпрямительном мосте и двух тиристорных опт-

прямительном мосте и двух тиристорных опт-

ронах, причем в исполнительном органе резистор, пусковой коммутационный элемент и фототиристоры тиристорных оптронов управляющего органа защиты включены в цепь управляющих электродов тиристоров коммуделительные диоды соответствующей полярности подключены к датчикам тока, вторичная обмотка повыщающего трансформатора подключена к входу выпрямительного моста, выход которого подключен к цепочкам.

тельно соединенных порогового элемента и светодиода тиристорного оптрона измеритель ного органа защиты, а фототиристоры тиристорных оптронов измерительного органа защиты подключены одними выводами к об

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты источников и потребителей питания переменного тока. Цель изобретения - расширение области применения устройства защиты с одновременным его упрощением для обеспечения возможности избирательной (постадий- ной) защиты как источника питания, так и N параллельно включенных потребителей от недопустимых токовых перегрузок. Устройство содержит исполнительный орган 1 защиты, выполненный в виде двухполупериодного ти- ристорного коммутатора, управляющий орган защиты (УОЗ) 6, измерительный орган 17 защиты. Индуктивная нагрузка 30, 31, 32 включается коммутационными элементами 33 34, 35. Благодаря выполнению УОЗ 6 на тиристорных оптронах 7 и 8, фототиристоры которых включены параллельно введенному пусковому коммутационному элементу 5, введению RC-цепочки 9, 10, первого 11 и второго 13 диодов ограничительного резистора 12, резисторных датчиков 14-16, повышающего трансформатора 23 производится отключение источника от потребителей в тот же полупериод протекания тока, в который происходит короткое замыкание. При этом через тиристорный коммутатор в этот момент протекает минимальный ток. 1 ил. i (Л tsD to СО 00 со ю