Устройство для токовой защиты от повреждений в сети переменного тока Советский патент 1986 года по МПК H02H3/08 H02H5/10 H02H7/28 

Изобретение относится к устройствам защиты от перегрузок, междуфазнъпс и однофазных коротких замыканий, обрыва фазы, в частности к блокам полупроводниковых максимальных расцепителей низковольтных автоматических выключателей. Цель изобретения - повышение надежности в работе устройства. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит трансформаторы 1 тока, включенные в каждую фазу защищаемой сети. Начала вторичных об моток трансформаторов 1 тока через измерительные резисторы 2 включены в звезду, а конды через силовой выпрямитель 3 Подсоединены к накопительны конденсаторам 4. Параллельно выходу выпрямителя 3 подключена цепь тиристор 5 - катушка 6 электромеханическо го исполнительного органа. С каждого накопительного конденсатора 4 снима ется питание положительной и отрицательной полярности относительно общей точки для органа 7 контроля тока. Симисторы 8 подключены катодами к входным зажимам силового выпрямителя 3, управляющими электродами - к входным зажимам маломощного выпрямителя 9 управления, анодами к общей точке измерительных резисторов 2 и накопительных конденсаторов 4 - общей точке схемы. К входным зажимам маломощного выпрямителя 9 подключен задающий стабилитрон 10, зашунтированный цепочкой из двух последовательно и согласно В1шючен ных диодов 11 и 12, через транзис. тор 13 ключа. Транзистор 14, управляющий транзистором 13 ключа, подключе коллектором через резистор 15 к базе транзистора 13 ключа, базой через резистор 16 - к точке соединени катодной группы выпрямителя 9 управ ления и эмиттера транзистора 13 клю ча, через резистор 17 - к точке соединения анодной группы выпрямителя 9 управления и диода 12. Диод 18 подключен встречно-параплельно база - эмиттерному переходу транзисто ра 14 управления. Резистор 19 шунтирует база - эмиттерный переход тран зистора 13. Устройство работает следующим об разом. Так как схема симметрична, то ра смотрим ее работу в один полупериод для одной из фаз, В начале каждого полупериода вторичного тока происходит подзаряд через выпрямитель 3 cooтвeтctвyющeгo накопительного конденсатора 4, При этом симистор 8 закрыт. Как только напряжение на конденсаторе 4 превысит уровень напряжения стабилизации задающего стабилитрона 10, через маломощный выпрямитель 9 управления начинает протекать ток управляющего электрода симистора 8, который, включаясь, закорачивает вторичную обмотку трансформатора тока на измерительный резистор 2. При изменении полярности вторичного тока симистор 8 выключается и вьш1еописанный процесс повторяется для другого накопиельного конденсатора 4, заряженного до напряжения противоположной полярности. Ток протекает по измерительному резистору 2 независимо от коммутационного состояния симистора 8, Напряжение на измерительном резисторе 2, пропорциональное величине первичного тока фазы, поступает на вход органа 7 контроля тока, который в аварийной ситуации (перегрузка, междуфазное или однофазное короткое замыкание, обрыв фазы) подает по заданной программе команду на включение тиристора 5, в результате чего оба конденсатора 4, включенные последовательно , разряжаются на катушку 6 электромеханического исполнительного органа. Контроль напряжения на каждом из двух накопительных конденсаторов 4 осуществляется с помощью одного стабилитрона 10, В однофазном и трехфазных режимах контроль напряжений на конденсаторах в каждом полупериоде первичного тока выполняется раздельно. В положительный полупериод задаКШЩЙ стабилитрон 10 подключается к накопительному конденсатору 4 и катодной группе с маломощного выпрямителя 9 управления через открытый диод 1 2 и открытый транзистор 13 ключа. Насьш1енное состояние транзистора 13 обеспечивает транзистор 14 управления отпираеьым током, протекающим через резистор 16, при этом диод И закрыт, В отрицателыпой полупериод первичного тока задающий стабилитрон 0 контролирует уровень напряжения на другом накопительном конденсаторе 4, подключаясь к общей точке схемы через открытый диод 11, при этом диод 12 закрыт. Транзистор 13 ключа тоже закрыт, поскольку закрывается транзистор 14 узла управления током сме щения, протекающим через открытый диод 18 и резистор 17 смещения. Сопротивления резисторов 15 и 16 равны между собой и в два раза превышают сопротивление резистора 17. Такое соотношение должно выполнятьс для обеспечения правильного функцио нирования схемы в дуахфазном режиме работы. В этом реткиме работы (из-за сдвига фаз на 180 ), подзаряд обоих конденсаторов 4 происходит одновременно. Для контроля напряжения на конденсаторах 4 в этом.режиме введен транзисторный ключ, настроенный на приоритетный контроль напряжения на конденсаторе, заряжаемом отрицательной полуволной тока. Поскольку коэффициент пульсаций напряжения на конденсаторах 4 достаточно мал, то принятое соотношение сопротивлений резисторов 16 и 17 обеспечивает такой приоритет за счет запирания транзистора 14 узла управления, что приводит к запиранию транзистора 13 ключа. Как только включается симистор 8 фазы, где ток имеет отрицательную полярность, транзистор 14 открывается, вызывая отпирание транзистора 13- ключа, и заданщий стабилитрон 10 переключается на контроль напряжения на втором конденсаторе (подзаряжаемом положительной полуволной тока), Поскольку в двухфазном режиме токи в фазах одинаковы, а нагрузки в оба полуперирда симметричны, то оба сими стора 8 включаются практически одновременно. В предлагаемом устройстве (по сравнению с прототипом) обеспечивается симметричный режим работы транс форматоров тока за счет использования единственного контролирующего стабилитрона, тогда как в известном устройстве не удается достичь полной симметрии в работе трансформаторов тока вследствие использования двух контролирзпощих стабилитронов, неизбежно имегадих технологический разброс по уровням напряжения стабилизации. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает снижение величины токовой погрешности трансфор22маторов тока в рабочей зоне первичных токов и повьппает надежность защиты. Формула изобретения Устройство дпя токовой защиты от повреждений в сети переменного тока, содержащее трансформаторы тока по числу фаз сети, к началам вторичньпс обмоток которых подсоединены первые выводы измерительных резисторов, вторые выводы измерительных резисторов соединены между собой и подключены к входу органа контроля тока, выход KOToJioro подключен к управляющему электроду тиристора, катод которого непосредственно, а анод через катушку электромеханического исполнительного органа подключены соответственно к первому и второму выходам силового выпрямителя, к каждому из этих выходов подсоединены также первые вводы соответственно первого.и второго накопительных конденсаторов, вторые вводы которых соединены между собой и с общей точкой измерительных резисторов, входы силового выпрямителя подключены к концам вторичных обмоток трансформаторов тока, симисторы по числу фаз сети, катоды которых подключены к соответствующим входам.силового выпрямителя, а аноды - к общей точке измерительных резисторов, выпрямитель управления, входы .которого подключены к соответствующим управляющим электродам симисторов, задающий стабилитрон, отличающееся тем, что, с це- лью повышения надежности устройства в работе, в него дополнительно введены три диода, транзисторный ключ, управляющий транзистор и три резистора, при этом задающий стабилитрон своим анодом подключен к первому .выходу выпрямителя управления, катодом - к второму выходу указанного выпрямителя через переход коллектор эмиттер транзисторного ключа, первый и второй диоды соединены последовательно между собой и подключены параллельно к задающему стабилитрону, точка соединения первого и второго диодов подключена к аноду третьего диода, катод которого подключен к точке соединения первых вывоов второго и третьего резисторов, а также базы управляющего транзистоа, коллектор управляющего транзисто5 12675226

pa через первый резистор и вновь вне-ду выпрямителя управления, база транденный шунтирующий резистор и второйзисторного ключа - к точке соединевывод второго резистора подключены кния первого и шунтирующего резистовторому выходу выпрямителя управле-ра, при этом сопротивления первого и

ния, эмиттер управлякнцего транзисто-j второго резисторов равны по величира подсоединен к общей точке изме-не, а сопротивление третьего резисторительных резисторов, второй выводра равно половине величины сопротивтретьего резистора - к первом у выхо-ления первого резистора.

Изобретение относится к устройствам защиты, в частности к блокам полупроводйиковых максимальных расцепителей низковольтных автоматических выключателей. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Цепь достигается путем введения в схему двух последовательно и согласно соединенных диодов И и 12, транзисторного ключа 13 с транзистором управления 14 и резисторов 15,16, 17, что дает возможность обеспечить симметричную работу трансформаторов тока в оба полупериода первичного тока и тем самым устранить токовую погрешность трансформаторов тока, связанную с несимметрией, за счет ис- Q пользования единственного стабилитро- ® (Л на, повысить чувствительность защиты от однофазных коротких замыканий, а следовательно, надежность защиты по сравнению с прототипом. 1 ил.