Устройство для токовой защиты от повреждений в сети переменного тока Советский патент 1991 года по МПК H02H7/26 

(Л

С

Изобретение относится к электротехнике, о частности к релейной защите сети переменного тока. Цель изобретения - повышение надежности работы путем стаби- лизлции напряжения на накопительных конденсаторах при малых токах трансформаторов тока. Указанная цель достигается тем, что в первый блок контроля уровня напряжения дополнительно введены пятый резистор и два конденсатора, дополнитель- ш введены дпа блокирующих диода и второй блок контроля уровня напряжения, выполненный аналогично первому. 1 ил

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты.

Цель изобретения - повышение надежности работы путем стабилизации напряжения на накопительных конденсаторах при малых токах трансформаторов тока.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит трансформаторы 1 тока, включенные в каждую фазу защищаемой сети. Начала пгоричных обмоток трансформаторов 1 тока через измерительные резисторы 2 включены в звезду, концы - через силовой выпрямитель 3 и блокирующие диоды 4 подключены к накопительным конденсаторам 5. Параллельно двум последовательно соединенным конденсаторам 5 подключена цепь, состоящая из тиристора б катушки 7 электромеханического исполнительного элемента. С каждого накопительного конденсатора 5 снимается питание

положительной и отрицательной полярности относительно общей точки для блока 8 контроля тока. Концы вторичных обмоток трансформатора тока 1 каждой фазы зашун- тированы симисторами 9 на общую точку измерительных резисторов 2. Управляющие электроды симисторов 9 подключены к выходу блока 10 контроля уровня напряжения через маломощный выпрямитель 11 управления.

Два однотипных блока 10 контроля уровня напряжения выполнены на транзисторах 12 и 13 разноименной проводимости. В цепи эмиттера первого транзистора 12 включен стабилитрон 14, между базой первого транзистора 12 и коллектором второго транзистора 13 включена цепь, состоящая из первого диода 15 и параллельно включенного первого конденсатора 16. Указанный блок содержит резисторы 17-19 и делитель напряжения на резисторах 20 и 21

о ел

OJ

о о

00

К входим зажимам блока 10 контроля уровня напряжения подключена цепь, состоящая из последовательно соединенных второго конденсатора 22 и второго диода 23.

Устройство работает следующим образом.

Так как схема симметрична, то ее работа рассматривается в один полупериод для одной фазы.

За каждый полупериод вторичного тока трансформатора 1 происходит подзаряд через силовой выпрямитель 3 и блокирующий диод 4 соответствующего накопительного конденсатора 5, Одновременно с этим выпрямленный ток с выходов выпрямителя 3 поступает на входы двух блоков 10 контроля уровня напряжения, один из которых питается положительными полуволнами, а другой - отрицательными. По мере нарастания мгновенного значения тока от силового выпрямителя заряжается второй конденсатор 22 через второй диод 23, одновременно с этим повышается напряжение на базе первого транзистора 12, Когда это напряжение превышает уровень стабилизации стабилитрона 14, через переход эмиттер-база перпого транзистора 12 течет тек, что приводит к лавинообразному открыванию транзисторов 12 и 13, в результате второй конденсатор 22 оказывается закороченным через стабилитрон 14 на цепь, состоящую из транзисторных переходов и резистора 21. Второй конденсатор 22 разряжается до значения напряжения стабилизации стабилитрона 14. По мере разряда второго конденсатора 22 ток через транзисторные переходы уменьшается до нуля и транзисторы 12 и 13 закрываются, затем начинается повторный заряд емкости через второй ди- од23. По мере заряда второго конденсатора 22 повышается напряжение на базе первого транзистора 12. При превышении напряжением уровня стабилизации стабилитрона 14 снова открываются транзисторы 12 и 13. Далее процесс генерации импульсов повторяется до тех пор, пока мгновенное значение тока полуволны не станет меньше тока разряда накопительного конденсатора 5. После этого процесс генерации прекращается. Транзисторы 12 и 13 закрываются. В следующий полупериод процесс генерации повторяется. При большем токе трансформатора 1 второй конденсатор 22 заряжается быстрей до заданного уровня, поэтому частота следования импульсов выше прежней.

В блоке 10 контроля уровня напряжения первый диод 15 предназначен для блокировки выходного тока выпрямителя 11 управления, первый конденсатор 16 служит

для создания положительной обратной связи в процессе генерации импульсов.

В процессе стабилизации напряжения на накопительных конденсаторах имеют место два режима работы схемы: работа в зоне малых вторичных токах трансформатора 1: работа при больших вторичных токах трансформатора 1.

Работа в зоне малых токов характерна

тем, что симисторы 9 в этом режиме вообще не включаются или включаются только на время действия управляющего импульса, так какток в его силовой цепи меньше удерживающего тока симистора 9. Таким образом, выходной сигнал блока 10, поступающий на управляющий вход симистора 9, своим действием закорачивает вторичную обмотку трансформатора тока 1 на измерительный резистор 2, поддерживая напряжение на накопительных конденсаторах 5 на заданном уровне.

При больших вторичных токах трансформатора 1 протекающий через открытый симистор 9 ток достаточен для удержания

его в открытом состоянии, при этом симистор 9 остается открытым до конца полупериода вторичного тока трансформатора 1 и выключается при изменении его полярности. Чем больше ток во вторичной обмотке

трансформатора 1, тем большую часть полупериода открыт симистор 9 и тем большее время находится в закороченном состоянии вторичная обмотка трансформатора тока 1 на измерительный резистор 2, поддерживая

в заданных пределах напряжения на накопительных конденсаторах 5.

Ток протекает по измерительному резистору 2 независимо от коммутационного состояния симистора 9. Напряжение на измерительном резисторе 2. пропорциональное величине первичного тока фазы, поступает на вход блока 8 контроля тока, который в аварийной ситуации (перегрузка, междуфазное или однофазное короткое замыкание, оорыв фазы) подает по заданной программе команду на включение тиристора 6, и оба накопительных конденсатора 5. включенные последовательно, разряжаются на катушку 7 электромеханического исполнительного органа.

Формула изобретения

Устройство для токовой защиты от по- вреждений в сети переменного тока, содержащее трансформаторы тока по числу фаз сети, к началам вторичных обмоток которых подключены первый, второй и третий входы блока контроля тока и первые выводы измерительных резисторов, вторые выводы которых объединены и подключены к четвертому входу блока контроля тока, выход которого подключен к управляющему электроду тиристора, включенного в цепь питания обмотки электромеханического исполнительного элемента, входы силового выпрямителя подключены к концам вторичных обмоток трансформаторов тока, симисторы по числу фаз сети, катоды которых подключены к соответствующим входам силового выпрямителя, аноды - к общей точке измерительных резисторов, управляющие электроды - к соответствующим входам выпрямителя управления, два последовательно соединенных накопительных конденсатора, общая точка которых соединена с общей точкой измерительных резисторов, блок контроля уровня напряжения, содержащий стабилитрон,два транзистора, эмиттер первого из которых подключен к выводу делителя напряжения на двух резисторах, база первого транзистора соединена с выводом третьего резистора, база второго транзистора - с выводом четвертого резистора, а его эмиттер - с общей точкой измерительных резисторов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе путем стабилизации напряжения на накопительных конденсаторах при малых токах трансформаторов тока, в блок контроля уровня напряжения введены пятый резистор и два конденсатора, два блокирующих диода и второй блок контроля уровня напряжения, выполненный аналогично первому, но на транзисторах другой проводимости, при этом база второго транзистора соединена с коллектором первого транзистора, база

которого через параллельно соединенные первые диод и конденсатор подключена к коллектору второго транзистора и через пятый резистор к общей точке измерительных резисторов, к которой также подключены

второй вывод четвертого резистора, второй вывод делителя напряжения и вывод цепочки, состоящей из последовательно соединенных второго диода и второго конденсатора средняя точка цепочки и средняя точка делителя напряжения обьединены, эмиттер первого транзистора через стабилитрон соединен с вторым выводом третьего резистора и второй обкладкой второго конденсатора, вывод последней является входом блоков

контроля уровня напряжения и подключен к выходу силового выпрямителя и через блокирующий диод к второй обкладке накопительного конденсатора.вторые обкладки первого и второго накопительных конденсаторов подключены соответственно к пятому и шестому входам блока контроля тока, между которыми включены второй вывод электромеханического исполнительного элемента и катод тиристора, зажим коллектора второго транзистора является выходом блоков контроля уровня напряжения и подключен к выходу управляющего выпрямителя.