Устройство для защиты нагрузки Советский патент 1988 года по МПК H02H3/08 H02H7/10 

f& :t4;

со

:нающий конденсатор 20. Как только 1напряжёние на конденсаторе 20 превьг- ;сит напряжение на делителе 17, операционный усилитель 16 срабатывает и исполнительны: усилитель 15 отключает нагрузку 1 от сети.1 з.п. ф-лы, 1 ил,

Изобретеиие относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности защиты и расширение функциональных возможностей путем введения -автоматического повторного включения при кратковременных авариях и отключение при аварийных ситуациях, длящихся более задан- ного времени. При возникновении токовой перегрузки увеличивается ток, протекакяций через датчик тока 5, реле 6 срабатывает. В результате трансформатор 2 и нагрузка I отключаются от сети. По истечении выбранного времени моностабильный мультивибратор блока 8 возвращается в исходное устойчивое состояние, что приводит к открыванию ключа 12. При этом трансформатор 2 и нагрузка J снова подключаются к сети. Если после включения исполнительного элемента 15 снова возникает перегрузка по току, уст-: ройство переходит в автоколебательный режим. При этом импульсы с выхода блока задержки В заряжают запоми(Л

; 1

I Изобретение относится к электро- i технике и может быть использовано I для защиты нагрузки и питающие транс- ;форматоры от перегрузок и коротких I замыканий.

I Целью изЪбретения является повыше- { ние надежности защиты и расширение ,1 функциональных возможностей путем I Введения автоматического повторного ; включения при кратковременных ава- риях и отключения при аварийных ситуациях, длящихся более заданного времени.

; На чертеже представлена принципи- I альная схема устройства.

Устройство для защиты нагрузки , подключенной к сети через трансформатор 2, содержит выпрямитель 3 защиты вход которого включен последовательно с первичными обмотками трансформатора 2, а выход подключен к коммутационному защитному блоку 4, выполненному в виде датчика 5 тока, зашунти- рованного катушкой реле 6, замыкающий контакт которого включен между выходом источника 7 питания и входом блока 8 задержки, выход которого через первый разделительный диод 9 подключен к входу узла 10 блокировки, а через второй разделительный диод 11 - к управляющему входу ключа 12, к которому через третий разделительный диод 13 подключен также выход узла 10 блокировки. Ключ 12 подключен к выходу источника 7 питания через катушку 14 исполнительного элемента 15, замыкающие контакты которого включены последовательно с первичными обмотками трансформатора 2.

Узел 10 блокировки может быть выполнен на операционном усилителе 16, инвертиру1сщий вход которого подклю- чен к средней точке делителя 17 напряжения, а прямой - к точке соедине ния входного резистора 18, анода дио да 19 обратной связи с обкладки кон

Ш

15

20

25

30

35

40

45

денсатора 20, другая обмотка которого подключена к плюсовому выходу источника 7 питания.

Блок 8 задержки может быть выполнен в виде ждущего моностабильного мультивибратора на операционном усилителе.

Устройство работает следзтощим образом.

При включении источника 7 питания ключ 12 открывается и через катушку 14 исполнительного элемента. 15 протет кает ток, в результате чего контакты элемента 15 замыкаются и подают питание на трансформатор 2 и нагрузку 1. В нормальном режиме работы падение напряжения на датчике 5 тока коммутационного защитного блока 4 недостаточно для срабатывания реле 6, поэтому сигнал на входе блока В задержки отсутствует.

При возникновении по какой-либо причине токовой перегрузки в цепи первичных обмоток трансформатора 2 увеличивается ток, протекающий через датчик 5 тока, реле 6 срабатывает и сигнал с датчика 5 тока запускает ждущий моностабильный мультивибратор .блока 8. Выходной сигнал логического нуля мультивибратора блока 8 через диод 11 запирает ключ -12, в результа- те чего обесточивается катущка 14 элемента 15 и размыкаются его контакты, т.е. трансформатор 2 и нагрузка

1отключаются от сети. По истечении выбранного значения времени моноста- бильньй мультивибратор блока В возвращается в исходное устойчивое состояние, что приводит к открыванию ключа 12 и включению исполнительного элемента 15. При этом трансформатор

2и нагрузка 1 снова подключаются к сети. В случае отсутствия токовой перегрузки схема Остается в этом состоянии до следующего срабатывания блока 4. Если после включения испол3 14 нительного элемента 15 снова возникнет перегрузка по току, например неисправность или короткое замыкание в нагрузке , устройство перейдет в автоколебательный режим. Время включенного состояния определяется временем срабатывания блока 4 и временем срабатывания исполнительного элемента 15.-Время выключенного состояния оп- ределяется только выбранным значением времени возвращения мультивибратора блока 8 в устойчивое состояние. Импульсы с выхода мультивибратора блока 8 поступают на вход узла 10 . блокировки. При работе устройства в автоколебательном режиме импульсы с выхода блока 8 задержки заряжают за- поминаюшлй конденсатор 20. Как только напряжение на запоминающем конден- саторе 20 превысит значение напряже- ния, установленного на делителе 17 напряжения, операционный усилитель 16 сработает и заблокируется в этом состоянии. Выходной сигнал логическо- го нуля операционного усилителя 16 через диод 13 закроет клюЧ 12, и исполнительный элемент 15 отключит наг- :рузк:у 1 от сети. Вывести устройство из этого устойчивого состояния можно только отключением и повторным вклю- чением источника 7 питания. При этом срабатывание узла 10 происходит только в случае последовательного срабатывания блока 4 в течение небольшого промежутка времени. При случайных токовых перегрузках, которые, как пра- вило, не следуют одна за другой, срабатывание узла 10 не происходит, так как запоминающий конденсатор 20 вследствие саморазряда и наличия входного тока операционного усилителя 16 успевает разрядиться при редких срабатываниях блока 4.

Таким образом, благодаря введению автоматического восстановления нормального режима работы при исчезно- вении неисправности с- помощью пробных включений и автоматического вык

Q 5 0 5 0 0

5

5

71 - .

лючения при аварийной ситуации, длившейся более заданного времени, новы- щается надежность и расширяются функ- циональные возможности устройства. Формула изобретен ия 1. Устройство для защиты нагрузки, подключенной к сети через трансформатор, содержащее выпрямитель защиты, вход которого предназначен для включения последовательно с первичными обмотками трансформатора, а выход подключен к коммутационному защитному блоку, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности и рас1Ш1рения функциональных возможностей, оно снабжено источником . питания, исполнительным элементом, блоком задержки, узлом блокировки, блоком согласования, ключом и тремя разделительными диодами,-а коммутационный защитный блок выполнен в виде датчика тока, зашунтированного катушкой реле, замыкающий контакт которого включен между источником питания и входом блока задержки, выход которого через первый разделительный диод подключен к входу узла блокировки и через второй разделительный диод - к управляющему входу ключа, к которому через третий разделительный диод подключен также выход узла блокировки , причем ключ подключен к выходу источника питания через катушку исполнительного элемента, замыкающие контакты которого предназначены для включения последовательно с первичными обмотками трансформатора.

2. Устройство по п., о т л и - чающеесй тем, что узел блокировки выполнен на операционном усилителе, инвертирующий вход которого подключен к средней точке делителя напряжения, а прямой - к точке сое:ди- нения входного резистора, анода дио- обратной-связи и обкладки конденсатора, другая обкладка которого подключена к плюсовому выводу источника питания.