Устройство для защиты от перенапряжений Советский патент 1986 года по МПК H02H9/04 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к средствам защиты от коммутационных перенапряжений электрических сетей различных классов напряжения с изолированной нейтралью.. Цель изобретения - уменьшение габаритов и стоимости устройства защиты от перенапряжений для трехфазной сети с изолированной нейтралью. На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства защиты от перенапряжений. Устройство состоит из основных нелинейных резисторов 1, дополнитель ных нелинейных резисторов 2; коммутационного аппарата 3,выполненного на трех высоковольтных герконовых реле 4, в корпусе которых встроены постоянные магниты 5, катушек 6 управления герконами, блока 7 диоднотиристорного (нелинейного) шунта-ограничителя, выполненного по безобрыв ной четырехпроводной схеме для повышения его надежности, диода 8 для выпрямления сигнал а о повреждении, блока 9 задержки, выполненного по Т-образной КС-схеме, блока 10 для измерения и управления. Блок 10 соде жит транзисторы 11 и 12, регулятор 13, обеспечивающий срабатывание..,схемы, регулятор 14 коэффициента возвра та, транзистор 15 выходного усилителя , диод 16, шунтирующий катушки 6 управления герконами, лампу 17 для сигнализации о срабатывании устройства, лампу 18 для сигнализации о н личии питания, кнопку 19 для провер ки устройства, токозадающий резистор 20 цепи проверки, стабилитрон 21 дл защиты цепи проверки провода к блок 7 нелинейного шунта-ограничителя. На схеме показаны также защитный разрядник 22, защищаемая трансформаторная подстанция 23, с низкой стороны которой подается напряжение на блок 24 питания через клеммы 25 и 26 При нормальном режиме работы в мо мент подачи на трансформаторную подг станцию 23 высокого напряжения блок 24 питания и схема обесточены, герконовые реле 4 за счет поля магнитов 5 замкнуты и закорачивают дополнительные нелинейные резисторы 2. При возникновении коммутационных перенапряжений без подачи рабочего напряжения на схему управления нелинейные резисторы 1 пробиваются и им пульсный ток пробоя (порядка десятка ампер) протекает на землю через блок диодно-тиристорного myHTa-otраничителя, параллельно которому включен вход блока 10 управления и . измерения и защитный разрядник 22. При этом напряжение на шунте 7 отрицательной полуволны тока пробоя не превышает 1 В, а положительной, которое используется для запуска блока 10, 7-8 В. За счет введения задержки (1-2 с) на срабатывание блока 10 устройство не успевает сработать от кратковременного действия тока пробоя. Транзистор 11 блока 10 остается закрытым, транзистор 12 - открытым, выходной транзистор 15 - закрытым, катушки 6 управления герконовь1ми реле 4 обесточены, а герконовые реле счет действия магнитов 5 замкнуты, чем и обеспечивается исключение пулеметного режима работы сх мы в. нормальном режиме. При замыкании одной из фаз высокого напряжения на землю токи утечки через ограничитель перенапряжений в двух других фазах возрастают и не компенсируются в нулевой точке звезды. Сигнал рассогласования ограничивается на блоке 7, выпрямляется диодом 8 и через RC-цепочку поступает . на базу транзистора 11 блока 10. Поистечении времени задержки транзистор 11 открывается, транзистор 12 закрывается и через регулятор 13 дополнительно приоткрьгеается транзистор 11, повьш1ая релейность схемы и уменьшая порог ее возвращения в исходное состояние. Положительный потенциал с коллектора транзистора 11 поступает на базу транзистора 15, последний открывается, подавая питание от блока 24 на катушки 6 и поля катушек 6, направленные встречно магнитному полю магнита, компенсируют последнее. Герконовые реле 4 размыкаются, включают дополнительные нелинейные резисторы 2, исключается перегрузка резисторов 1. После размыкания герконовых реле 4 сигнал на выходе блока 10 уменьшается, однако за счет положительной обратной связи (регулятора 13) блок о.стается в сработанном состоянии в течение всего времени существования в сети замыкания на землю. После устранения повреждения в сети входной сигнал блока 10 резко падает и 3 устройство возвращается в исходное состояние. Для проверки (периодической) исправности устройства служит кнопка 1 проверки, через которую на вход блока 10 от тока питания попадает ток положительной полярности (порядка 100 мкА), вызывающий срабатывание всей схемы, если она исправна. Нелинейные резисторы вьшолнены та ким образом, что классификационное напряжение добавочных элементов составляет 0,73 классификационного напряжения основных элементов, что обеспечивает надежную и эффективную работу ограничителей перенапряжений при приложении к ним линейного ндпряжения, При использовании предлагаемого устройства значительно снижаются габариты устройства до сравнению с прототипом за счет исключения высоковольтных контакторов и делителя напряжения, что делает возможньм использование данного устройства в мобильных установках, например рудничных передвижньк трансформаторных под станциях; исключается необходимость наличия независимого блока питания (исключение оперативного напряжения) что позволяет использовать устройств для защиты от перенапряжений обособленных объектов, получающих питание по радиальной схеме (без прокладки дополнительных линий оперативного на пряжения); существенно повышается на дежность средств защиты по сравнению с ОПНР-б (базовьш объект) в реальных условиях эксплуатации (при дуговых замыканиях на землю), что позволяет добиться значительного экономического эффекта за счет снижения простоев высокопроизводительных горных машин 069 стоимости ремонта и транспортировки электрооборудования, поврежденного коммутационной волной. Формула изобретения Устройство для защиты от перенапряжений, содержащее в каждой фазе два последовательно соединенных нелинейных резистора, включаемых в цепь между фазой и землей, один из которых шунтирован элементом коммутационного аппарата, систему управления им, включающую преобразователь, включенный между резистором и землей, к которому подключен блок задержки, на выходе которого включен блок измерения и управления, а также источник питания, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов и, стоимости устройства для трехфазной сети с изолированной нейтралью, коммутационный аппарат вьшолнен в виде трех высоковольтных герконовых реле с замыкающими контактами в качестве указанных элементов, герконы которых расположены в зоне магнитного влияния обмотки возбуждения, подключенной к выходу блока измерения и управления, вьтолненного в виде порогового элемента, и постоянного магнита, размещенного внутри герконового реле, причем одни концы контактов герконового реле соединены с промежуточными точками нелинейных резисторов, а другие соответственно соединены вместе и через преобразователь, выполненный в виде нелинейного шунта-ограничителя по безобрывой четырехпроводной схеме, - с земей а блок питания снабжен клемами для подключения к объекту ащиты.

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения уменьшение габаритов и стоимости устройства для трехфазной сети с изолированной нейтралью. При возникновении коммутационных перенапряжений пробиваются нелинейные резисторы 1 и импульсный ток пробоя протекает на .землю через шунт-ограничитель 7. При замыкании одной из фаз высокого напряжения на землю сигнал рассогласования через блок задержки 9 поступает на блок измерения и управления 10. В результате открывается транзистор (Л 15 этого блока, подавая питание от блока питания 24 на катушки 6 управления герконовыми реле 4. Контакты герконовых реле размыкаются и включают дополнительные нелинейные резисторы 2. 1 ил.