Устройство для защиты электрооборудования от перегрузки Советский патент 1988 года по МПК H02H7/85 

ij

ОС

ьс

о:

C71 4

Изобретение относится к схемам защиты электрооборудования от перегрузки по току или напряжению.

Целью изобретения является увеличение быстродействия и повьшение на-- дежности срабатывания устройства.

На фиг,1 приведена функциональная схема устройства} на фиг,2 - диаграммы напряжения в различных точках схе мы устройства.

Устройство содержит датчик 1 контролируемого параметра (ДКП), например датчик тока или напряжения, выход которого подключен к одному из входов элемента 2 сравнения (ЭС). К этому же входу подключен выход от задатчика 3, являющегося задатчиком уставки срабатывания устройства. Задатчиком 3 может сл жить, например, потенциометр, подключенный к источнику постоянного напряженияt Второй вход элемента 2 сравнения соединен с генератором 4 импульсов (ГИ), например генератором импульсов на one- рационном усилителе. Элемент 2 сравнения представляет собой компаратор напря кения, неинвертирующий вход которого соединен с генератором 4 импульсов, а инвертирующий вход - с датчиком 1 контролируемого параметра и задатчиком 3. Выход элемента 2 сравнения подключен к дифференцирующей ЕС-цепочке 5, выход которой подключен к ограничителю 6 напряжения, например однополярному ограничителю напряжения-на двух операционных усилителях (ОУ) 7 и 8. Выход ограничителя 6 напряжения соединен с исполнительным органом 9j например полупроводниковым релейным усилителем.

Устройство работает следующим об- разом.

На одцн вход (неинвертирующий) элемента 2 сравнения с генератора 4 импульсов поступают импульсы с амплитудой и, а на другой вход (инверти- рую1щ-ш) с датчика t контролируемого параметра подается напряжение U, не задатчика U,,. Если напряжение на инвертирующем входе меньше амплитуды импульсов генератора 4 импульсов на неинвертирушщем входе, на выходе элемента 2 сравнения будет напряжение и2, представляющее собой двуполяр- ные импульсы, по периоду и длительности аналогичные импульсам генератора 4 импульсов . Напряжение U с выQ

с п 5 5

0

0

5 0 5

хода элемента 2 сравнения подается на дифференцирующую цепочку 5, ас нее - на ОУ 7 и 8 ограничителя 6 напряжения, Первьй ОУ 7 ограничивает входной сигнал с уровня Е, а второй ОУ 8 - с уровня Е. Уповай Е, и Е это напряжения, подающиеся на вторые входы ОУ. Напряжение U с первого ОУ 7 представляет собой прямоугольные импульсы, повторяюищеся по частоте и длительности импульсы с дифференцирующей цепочки 5, а напряжение Ug с второго ОУ 8 - инвертированные прямоугольные импульсы, равные по частоте и длительности импульсам с выхода дис})ференцирующей цепочки 5. В результате суммарное напряжение Ug с выхода ограничителя 6 будет постоянным и равным по величине амплитуде импульсов.

В том случае, когда напряжение с задатчика 3 и датчика 1 контролируемого параметра превысит амплитуду импульсов генератора 4 импульсов,, на выходе элемента 2 сравнения напряжение равно низкому уровню, так как напряжение на инвертирующем входе больше напряжения на ыеинвертирую- щем. В результате на дифференцирующей цепочке 5 перестанут подаваться сигналы. Конденсатор заряжается и напряжение с выхода дифференцирующей цепочки 5 стремится к нулю по закону

- напряжение с

ивь1х. , где и

вых

выхода дифференцирующей цепочки, U - амплитуда импульсов на выходе дифференцирующей цепочки, С - постоянная времени дифференцирующей цeпoчкиj t - время.

Когда напряжение Ug с дифференцирующей цепочки 5 достигнет уровня Е,.,в ограничителе 6 на выходе первого ОУ 7 напря кение имеет низкий уровень, а на выходе второго ОУ 8 - высокий уровень. Как только напряжение Uy с выхода дифференцирующей цепочки 5 достигнет уровня Е, на втором входе ОУ 8, напр яжение на выходе ОУ 8 имеет низкий уровень. В результате и на выходе ОУ 7, и на выходе ОУ 8 напряжение имеет низкий уровень. Соответственно суммарное напряжение имеет низкий уровень, что является командой для срабатывания исполнительного органа.

Время задержки срабатывания определяется

t,j.t.ln.,

с другой стороны для функциониро- вания устройства необходимо, чтобы соблюдались условия

T-t«

,,, и„. е

и

и. . еjU.

f

;

длительность импульсов генератора импульсовJ период импульсов генератора импульсовположительная амплитуда

импульсов и.„. - отрицательная амплитуда

mi

импульсов,

Т - t ( С- In

и

mz

Отсюда время задержки можно делить t ь Т - t(.

2

Исходя из того, что S -, гд искважность импульсов, получаем мя задержки

Sri

t,

Т.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства в сравнении с известным заключается в по- вышении быстродействия и надежности срабатывания исполнительного органа устройства защиты.

В известном устройстве задержка в срабатывании исполнительного орга- на равна t , где t - задержка в срабатывании исполнительного органа в известном техническом решении to ц - длительность спада вершины импульса на выходе дифференцирующей цепи при переключении триггера в устойчивое состояние.

Известно, что tg.u, З С , где i постоянная времени дифференцирующей цепи.

Для функционирования устройства защиты в известном техническом решении необходимо, чтобы соблюдалось неравенство

/ .,, I- т t- и - i,

5

0

0

5

0

5

0 5

0

раза. Следовательно, использова-

где С„ - длительность импульса, поступающего с выхода триггера на вход дифференцирующей депи Т - период импульсов в источнике переменного напряжения, т.е. тогда t ЗТ.

Задержка в срабатывании исполнительного органа в предлагаемом устройстве равна

повьш ения надежности в известном устройстве на выходе выпрямителя необходимо устанавливать фильтр, от чего еще больше увеличивается задержка на срабатывание исполнительного органа устройства защиты из-за времени, необходимого для разряда конденсатора фильтра.

В предлагаемом устройстве по сравнению с известным задержка в сраба- тьшании исполнительного органа уменьшается в зависимости от скважности импульсов генератора импульсов в 3S S-1

ние предлагаемого устройства значительно снижает перегрев и повышает надежность и срок службы защищаемого оборудования при возникновении перегрузок по току или напряжению.

Формула изобретения

Устройство для защиты электрооборудования оо перегрузки, содержащее датчик контролируемого параметра, генератор импульсов,3адатчик, элемент сравнения, дифференцирующую цепочку, исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия и повьш1ения надежности путем отстройки от кратковременных всплесков контролируемого параметра, в устройство введен ограничитель напряжения, выход которого соединен с входом исполнительного органа, а вход - с выходом дифференцирующей цепочки, вход которой соединен с выходом элемента сравнения, первым входом соединенного с выходом генератора импульсов, а вторым входом - с выходами задатчика и датчика контролируемого параметра.

f.

.J

.l

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты электрооборудования электроподвижного состава. Целью изобретения является повышение быстродействия сраба- тьшания устройства и его надежности для защиты электрооборудования от перегрузки. Цель достигается дением в устройство элемента сравнения, в котором сравниваются сигналы с датчика контролируемого параметра, задатчика и генератора импульсов, причем превышение суммарного напряжения с датчика контролируемого параметра и задатчика над амплитудой импульсов генератора импульсов является сигналом на срабатывание исполнительного органа. Выход элемента сравнения подключен на вход дифференцирующей цепочки, а между дифференцирующей цепочкой и исполнительным органом включен ограничитель напряжения. 2 ил. S сг с

Uj

5

U7

1ПППППП

B

ППППППП

omfltf-.

1