Устройство для токовой защиты электроустановки Советский патент 1993 года по МПК H02H3/08 

сл

С

Сущность изобретения: введение последовательно включенных формирователя счетных импульсов и счетчика импульсов, последовательно включенных резистора и конденсатора, а их соединение с другими элементами устройства позволяет повысить влаго- и термостабильность защитных характеристик. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защите от сверхтоков в сетях горнодобывающих предприятий напряжением 6 и 10 кВ.

Цель изобретения - повышение влаго- и термостабильности защитных характеристик.

Заявляемое устройство отличается от прототипа тем, что в него дополнительно введены последовательно включенные формирователь счетных импульсов, выполняемый в виде элемента И-НЕ, и счетчик импульсов, а также последовательно включенные резистор и конденсатор. При их введении в указанной связи с остальными элементами схемы в заявляемое устройство для токовой защиты электроустановки появляются новые свойства, что приводит к повышению его влаго- и термостабильности защитных характеристик.

Температура и влажность в меньшей степени влияют на его характеристики, так как входные характеристики транзистора, включенного по схеме с общей базой, практически не зависят от температуры, резистор в его цепи - с низким значением сопротивления, а конденсатор - малой емкости, что практически исключает влияние токов утечки. Включение между однопере- ходным транзистором и выходным реле формирователя и счетчика импульсов, с одной стороны, способствует уменьшению значений упомянутых резистора и конденсатора, а с другой - повышению с; бильно- сти временных характеристик устройства.

Кроме того, повышение термо- и влаго- устойчивости устройства достигается и тем, что первый вывод обмотки выходного реле соединен с первыми выводами источников стабилизированного напряжения через свой замыкающий контакт, выводы которо00

iro

CJ

о сл

00

го также предназначены для параллельного подключения контактов коммутационного аппарата электроустановки, так как до включения коммутационного аппарата устройство Отключено от источников питания и нагрев элементов устройств исключается, а в случае появления утечек выходное реле всегда обесточено и коммутационный аппарат все же может быть включен. После срабатывания выходного реле и отключения коммутационного аппарата устройство удерживается во включенном положении контактом выходного реле до момента снижения температуры защищаемого объекта ниже допустимой величины и его деблокирования либо вручную, либо другим устройством, контролирующим охлаждение объекта, независимо от температуры и влажности окружающей среды.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит датчик тока 1 с шунтирующим резистором 2, разделительный конденсаторЗ, переменный резистор 4, первый резистор 5, первый транзистор 6, резистор 7 делителя тока, второй транзистор 8, третий резистор 9, обмотка выходного реле 10, первый и второй источники стабилизированного напряжения 11 и 12, четвертый и пятый резисторы 13 и 14, накопительный конденсатор 15, однспереход- ный транзистор 16, шестой резистор 17, тиристор 18, размыкающий контакт 19 выходного реле 10, третий транзистор 20. седьмой резистор 21, два диода 22 и 23, формирователь счетных импульсов 24, счетчик импульсов 25, восьмой резистор 26, конденсатор 27 и контакты 28 объекта защиты.

Устройство работает следующим образом.

При включении коммутационного аппарата (контакт 28 замыкается) и отсутствие тока на выходе датчика 1 через резистор 7 делителя тока и диод 23 течет постоянный опорный ток Ion, обусловленный напряжением стабилизированного источника 11. Постоянный ток течет также через резистор 5 и эмиттер-базовый переход транзистора 6., благодаря чем транзистор 6 открыт, и на его выходе течет также постоянный ток. Через диод 23 замыкаются три тока: ток через резистор 7, ток эмиттера и напряженный встречно ток коллектора транзистора 6. Поскольку в транзисторе б, включенном по схеме с общей базой токи эмиттера и коллектора практически равны, можно считать, что при отсутствии входного переменного тока через диод 23 течет постоянный опорный ток, определяемый сопротивлением 7. Так как диод 23 открыт, транзистор 8 закрыт, однопереходный транзистор 16 закрыт, на выходе формирователя счетных импульсов 24 импульсы отсутствуют, а на выходе счетчика 25 отсутствует управляющий сигнал и тиристор 18 с обмоткой выходного реле 10 обесточены.

При наличии тока на выходе маломощного датчика тока 1 часть его переменного тока (lex) замыкается через эмиттер-базовый

0 переход открытого транзистора 6, благодаря чему в его коллекторной цепи и диоде 23 на постоянный ток оказывается наложенной синусоидальная составляющая. До тех пор, пока амплитуда тока )Вх. вырабатывае5 мого датчика тока 1 и замыкающегося через эмиттер и базу транзистора 6, меньше постоянной составляющей, т.е. 0п. ток в диоде 23, периодически увеличиваясь и уменьшаясь, не меняет своего направления, благода0 ря чему транзисторы 8, 16, 17 и тиристор 18 остаются запертыми, а обмотка выходного реле 10 обесточена.

Как только амплитуда тока Вх превысит ток Ion, переменная составляющая тока че5 рез диод 23 окажется больше постоянной, благодаря чему мгновенное значение результирующего тока фп изменит свое направление на обратное, замыкается через вход транзистора 8. Последний периодиче0 ски (раз в период) начнет открываться и через резистор 14 импульсы тока фп начнут поступать на емкостный накопитель 15.

Благодаря большому входному сопротивлению однопереходного транзистора

5 емкостный; накопитель 15 за время пауз между импульсами через свое внутреннее сопротивление и соизмеримое с ним входное сопротивление транзистора практически не разряжается, поэтому накопление

0 заряда происходит до порога отпирания транзистора 16.

Амплитуда импульсов тока фп, поступающих на вход емкостного накопителя 15 через резистор 14, зависит от амплитуды

5 Тока lux. Чем больше превышение этой амплитуды 1Вх относительно опорного постоянного тока Ion, тем больше амплитуда импульсов тока фп. Транзистор 16с частотой, зависящей от величин сопротивления

0 резистора 14 и емкости 15, открывается и импульсы через транзистор 20 поступают на формирователь счетных импульсов 24, выполненный в виде элемента И-НЕ для формирования импульсов с крутым фронтом,

5 необходимый для управления счетчиком импульсов 25. При заполнении счетчика импульсов 25 срабатывает тиристор 18, цепи управления которого подключены к выходу счетчика. В результате срабатывает реле 10. своим контактом отключает коммутациейный аппарат (на фиг. не показан), а другим контактом 19 становится на самоподхват, т.к. после отключения коммутационного аппарата его контакт 28 размыкается, Реле 10 находится во включенном состоянии до момента охлаждения объекта и возврата его в исходное состояние снятием напряжения кнопкой Деблокировка аппарата (на чертеже не показана).

Формула изобретения 1. Устройство для токовой защиты электроустановки, содержащее датчик тока с шунтирующим резистором, первый вывод которого через последовательно соединенные разделительный конденсатор и переменный резистор подключен к одному из выводов первого резистора делителя тока и эмиттеру первого транзистора, к второму выводу датчика тока подключены первый вывод второго резистора делителя тока, база первого транзистора и эмиттер второго транзистора, первый вывод третьего резистора и первый вывод обмотки выходного реле соединены с первыми выводами первого и второго источников стабилизированного напряжения, второй вывод последнего через четвертый резистор соединен с коллектором первого транзистора, коллектор второго транзистора, через пятый резистор соединен с первой обкладкой накопительного конденсатрра и эмиттером однопере- ходного транзистора, первая база которого соединена с вторым выводом третьего резистора, вторая база - с первым выводом шестого резистора, второй вывод которого и катод тиристора подключены к второму выводу первого источника стабилизированного напряжения, анод тиристора подключен к второму выводу обмотки выходного реле с замыкающим контактом, третий транзистор и седьмой резистор, два диода, отличающееся тем. что, с целью повышения влаго- термостабильности защитных характеристик, дополнительно введены последовательно включенные формирователь счетных

импульсов, выполненный в виде элемента И-НЕ, и счетчик импульсов, последовательно включенные восьмой резистор и конденсатор, при этом два входа элемента И-НЕ подключены к коллектору третьего транзистора и первому выводу седьмого резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом третьего резистора и первой обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого подключена к входу

установки нуля счетчика импульсов и через восьмой резистор - к катоду тиристора и эмиттеру третьего транзистора, база которого подключена к второй базе однопере- ходного транзистора, выход счетчика

импульсов подключен к управляющему электроду тиристора, вторые выводы резисторов делителя тока, вторая обкладка накопительного конденсатора и второй вывод шестого резистора подключены к эмиттеру

третьего транзистора, анод первого диода подключен к эмиттеру первого транзистора, к базе которого подключены катоды первого и второго диодов, анод последнего подключен к базе второго транзистора и к первому

выводу третьего резистора,

через свой замыкающий контакт, выводы которого также предназначены для параллельного подключения контактов коммутационного аппарата электроустановки.

14-разрядным двоично-десятичным.

I