Бесконтактный расцепитель для автоматических выключателей Советский патент 1977 года по МПК H03K17/56 

1

Изобретение относится к области бесконтактных устройств защиты низковольтных электроустановок переменного тока.

Известен бесконтактный расцепитель, сэдержащий трансформаторы тока(ТТ) .выпрямитель, емкостной накопитель энергии, измерительный резистор, полупроводниковое реле короткого замыкания l , В таком расцепителе трансформаторы тока нагружены на измерительный резистор через индивидуальные выпрямители. При подключении накопительного конденсатора к выходным зажимам выпрямителя требуется ввод специальной схемы дешунтирования измерительного резистора при срабатывании реле короткого замыкания. Срабатывание защиты происходит после заряда накопительного конденсатора от ТТ. Таким образом, к собственной выдержки времени в реле короткого замыкания добавляется время заряда накопительного конденсатора до необходимого уровня. Дополнительная задержка времени действия защиты особенно в зоне малых токов, когда накопительньтй конденсатор заряжается медленно, может привести к неселективной работе выключателя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является бесконтактный расцепитель тока для селективнь)х автоматических выключателей переменного тока 2 , содержащий трансформаторы тока, выпрямитель, емкостной накопитель энергии, измерительный резистор, полупроводниковое реле короткого замыкания. При этом в один полупериод первичного тока трансформатор работает как датчик тока, а в другой подзаряжает накопительный конденсатор. Основной недостаток указанного устройства состоит в том, что вследствие однополупе-риодного питания накопительного конденсатора последний довольно медленно заряжается при включении выключателя на аварийный ток, что в ряде случаев может привести к нарушению селективности работы защиты. Кроме того, вследствие однополупериодного характера работы трансформатора тока на измерительный резистор при малых токах короткого замыкания (к.з) скорость

заряда конденсатора питания реле к. з. (заряд этого конденсатора осуществляется от напряжения на измерительном резисторе оказывается относительно низкой. Значителное время заряда конденсатора питания реле к.з. до заданного уровня напряжения вносит существенную погрешность в отсчет селективной выдержки времени по каналу к.з,, т.е. снижает точность отсчета выдержки времени. Таким образом, в известной схеме точность отсчета селективной выдержки времени существенно зависит от величины тока в сети в момент включения автоматического выключателя (от предшествующего режима защищаемой сети) за счет погрешности, обусловленной значительным временем заряда емкостного накопителя энергии и конденсатора питания реле к.з. при малых токах короткого замыкания. В конечном счете это приводит к снижению надежности работы расцепителя при малых токах к.з.

Цель предлагаемого изобретения - повышения надежности работы распепителя при малых токах короткого замыкания. Это достигается тем, что.в бесконтактный расцепитель, содержащий трансформаторы тока, включенные по схеме полной звезды с трехфазным выпрямителем, емкостной накопитель энергии, подключенный к вылрямителю через измерительный резистор, максимальное реле короткого замыкания, дополнительно введены нормально разомкнутый ключ с узлом управления и разделительные диоды, причем ключ соединяет общую точку вторичных обмоток трансформаторов тока с общей точкой измерительного резистора и емкостного накопителя, катод одного разделительного диода подключен к общей точке трансформаторов тока, анод этого диода подключен к общей точке анодной группы выпрямителя, а второй разделительный диод подключен к катодной группе вьшрямителя.

Схема предлагаемого устройства приведена на чертеже. Трансформаторы тока 1, включенные в каждую фазу защищаемой сети, подключены к выпрямителю 2 с разделительными диодами 3, 4. Выход выпрямителя 2 нагружен на цепь, состоящую из последовательно соединенных емкостного накопителя 5 (напряжение на нем стабилизируется стабилитроном 6) и измерительного резистора 7. Резистор 7 включен на вход полупроводникового реле короткого замыкания 8. Питание реле 8 осуществляется от конденсатора 9, который подключен к резистору 7 через диод 10 и резистор 11, Напряжение на конденсаторе

9 стабилизируется стабилитроном 12. Реле 8 является управляющим элементом дл для отключающего электромагнита 13, получающего питание от емкостного накопителя 5. Между общей точкой вторичных обмоток трансформаторов тока 1 и общей точкой измерительного резистора 7 и емкостного накопителя 5 включен нормально разомкнутый ключ 14 с узлом управления 15.

Устройство работает следующим образом. При включении выключателя на авариный ток накопительный конденсатор 5 заряжается в каждый полупериод первичного тока через измерительный резистор 7 и один из уравнительных диодов. Одновремено от импульсного напряжения на резистор 7 заряжается конденсатор питания 9 реле к.з. 8, причем заряжается быстрее, чем в известной схеме. Как только напряжение на накопителе 5 достигнет заданного уровня, узел управления 15 выдает команду на замыкание ключа 14. После этого трансформаторы тока начинают работать в один полупериод на емкостный накопитель 5, а в другой - на измерительный резистор 7,

В режиме короткого замыкания как только напряжение на конденсаторе питания 9 реле к.з. 8 достигнет заданного уровня, а напряжение на резисторе 7 превысит уровень срабатывания реле 8, последнее после отсчета селективной вьщержки времени вьщает команду на срабатывание отключающего электромагнита 13 автоматического выключателя.

С уменьшением времени заряда емкостного накопителя энергии и времени заряда конденсатора питания реле к.з. сокращается время, необходимое для подготовки реле к.з. к работе (это особенно сказывается при малых токах к.з.), следовательно, повышается точность отсчета селективной выдержки времени, а значит и надежность работы расцепителя при малых токах к.з.

Формула изобретения

Бесконтактный расцепитель для автоматических вьшлючателей, содержащий трансформаторы тока, включенные по схеме полной звезды с трехфазным вьшрямитепем, емкостной накопитель энергии, подключенный к выпрямителю через измерительный резистор, макисмальное реле тока короткого замыкания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности

работы расцепите ля при малых токах короткого замыкания, он дополнительно снабжен нормально разомкнутым ключом с узлом управления и разделительными диодами, причем ключ соединяет общую точку вторичных обмоток трансформаторов тока с обшей точкой измерительного резистора и емкостного накопителя, катод одного из разделительных диодов подключен к обшей точке трансформаторов тока, анод этого диода подключен к общей точке анодной группы

вьтрямителя, а второй разделительный диод подключен к катодной группе выпрямителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.ПатентСША № 3319127 по кл 317-36 от 1967 г.

2.Сборник трудов вНИИ электроаппарат вып. 2,М., Энергия, 1970 г. стр. 18 (прототип).