Устройство для защиты от перегрузки по току Советский патент 1980 года по МПК H02H3/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

I

Изобретение относится к релейной защите, а именно к устройствам для токовой защиты, которые срабатывают и выдают сигнал на исполнительный орган с выдержкой, зависящейот величины тока перегрузки.

Известно устройство для .токовой защи 1М.с характеристикой срабатывания, обратнозависимой от величины входного сигнала, содержащее трансформатор тока, резонансный контур, образованный магнитным пускателем и конденсаторами, коммутаторы с тиратронными характеристиками и RC-контурами в. цепях их сеток 1.

Известное устройство имеет сложную схему, не обеспечивает эффективную защиту и предназначено для использования с конкретным типом пускателя, что ограничивает область его применения.

Известно также устройство защиты, содержащее два трансформатора тока, выпрямитель с фильтром, на выходе которого вырабатывается напряжение, пропорциоиальнове величине тока нагрузки, и времязадающую КС-цепь, постоянная времени которой пропорциональна времени нагрева в заданном конкретном режиме перегрузки 2J.

ПО ТОКУ

В этом устройстве также не обеспечивается защита двигателя во всех режимах перегрузки.В качест ве прототипа выбрано устройство для защиты от перегрузки по току, соj держащее трансформатор тока, формирователь сигнала, времязадающую RC-цепь и исполнительный орган, в котором с целью расширения диапазона выдержек времени срабатывания при малых перегрузках и получения минимального времени срабатывания при больщих перегрузках дополнительно введен орган сравнения, соединенный с RC-цепью 3.

Хотя введение дополнительного органа сравнения позволяет расщирить диапазон выдержек времени срабатывания при малых перегрузках и получить минимальное время срабатывания при больших перегрузках, такому устройству присущ ряд .недостатков..

Введение дополнительного органа срав7(1 нения усложняет устройство и снижает его надежность. Время срабатывания устройства определяется только величиной перегрузки и не зависит от теплового состояния защищаемого объекта в момент возникиовения перегрузки. Допустимое время существования перегрузки с холодного состояния за щищаемого объекта в несколько раз больше допустимого времени перегрузки с нагретого состояния объекта. Поэтому защитные характеристики устройства должны учитывать тепловое состояние защищаемого объекта в момент возникновения перегрузки. Кроме того, в устройстве применена одна RC-цепь с неизменной при любых значениях перегрузки постоянной времени заряда t-RC. Поэтому время срабатывания устройства при небольшой перегрузке однозначно определяет время его срабатывания при большой перегрузке. В тех случаях, когда путем существенного увеличения постоянной времени заряда конденсатора RC-цепи достигнуто большое время срабатывания устройства при малых перегрузках, неизбежно значительное увеличение времени срабатывания устройства и при больших перегрузках. Так как в известном устройстве применена одна RC-цепь с неизменной при любых значениях перегрузки постоянной времени заряда T-RC, то его применение неэффективно для широкого класса защищаемых объектов (например, электрические машины, трансформаторы), у которых постоянная времени нагревания при перегрузках не остается постоянной. Целью изобретения является упрощение и повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для защиты от перегрузки по току, содержащее последовательно соединенные трансформатор тока, формирователь и делитель напряжения, времязадающую RC-цепь и исполнительный орган, введены дополнительные RC-цепи и логический элемент ИЛИ, входы времязадающей RC-цепи и дополнительных RCцепей подключены к делителю напряжения, выходы через логический элемент ИЛИ подключены к исполнительному органу, причем количество дополнительных RC-цепей обусловлено требуемой точностью защитной характеристики устройства. Принципиальная схема устройства приведена на чертеже. Предлагаемое устройство содержит трансформатор тока I, формирователь сигнала 2, делитель напряжения 3, дополнительные RC-цепи 4, 5 и б, основную времязадающую RC-цепь 7, логический элемент ИЛИ 8 и исполнительный-орган 9. На чертеже показано три дополнительных RC-контура с постоянными времени заряда тл, ts, и Те, соответствующими трем режимам перегрузки. Причем tj, где xi - постоянная времени заряда конденсатора основного времязадающего контура 7. При использовании устройства для защиты асинхронных электродвигателей параметры дополнительного RC-контура 4 и напряжение на резисторе 10 делителя 3 выбираются из условия быстрого отключения электродвигателя при возникновении режима к. а. Причем постоянная времени заряда T4 RC-контура 4 во много раз меньше постоянной времени заряда гг основного RC-контура. В зависимости от требуемой точности защитной характеристики устройства в нем может быть сокращено (до двух или одного), либо увеличено (до четырех и более) число дополнительных RC-контуров. Устройство работает следующим образом. При протекании тока по защищаемому объекту напряжение со вторичной обмотки трансформатора тока 1 поступает на формирователь сигнала 2, с которого напряжение, соответствующее величине нагрузки защищаемого объекта, подается на делитель напряжения 3. Так как к делителю присоединены основной н дополнительные RC-контуры, то при подаче на делитель напряжения происходит заряд конденсаторов 11 -14 указанных RC-контуров. Если ток нагрузки не превыщает номинальную, то напряжение полностью заряженного, конденсатора .11 основного RC-контура недостаточно для срабатывания исполнительного органа 9. Очевидно, напряжение полностью заряженных конденсаторов дополнительных RC-контуров тем более недостаточны для срабатывания исполнительного органа 9. При возникновении малой перегрузкинапряжения, поступающие на входы основного и дополнительных RC-контуров, соответственно увеличиваются, что приводит к дальнейшему заряду конденсаторов 11 -14. Когда напряжение на конденсаторе 11 основного RC-контура 7 достигает величины срабатывания дополнительного органа 9, последний подает сигнал либо на отключение защищаемого объекта, либо на снижение нагруз.ки. Параметры делителя 3 выбраны такими, чтобы в рассматриваемом режиме малой перегрузки напряжение на полностью заряженном конденсаторе 12 дополнительного RC-контура 6 было недостаточно для срабатывания исполнительного органа 9. Однако если в цепи защищаемого объекта перегрузка превышает заданную величину, то срабатывание исполнительного органа происходит от напряжения на конденсаторе 12 дополнительного RC-контура 6, а не от напряжения на конденсаторе 1 основного RC-KOHTypa. Объясняется это тем, что постоянная времени заряда tr te и напряжение на конденсаторе 12 дополнительного RC-контура 6 достигает напряжения срабатывания исполнительного органа 9 раньше,чем напряжение на конденсаторе 11 основного RC-контура 7. При дальнейшем увеличении перегрузки срабатывание исполнительного органа происходит от напряжения на конденсаторе 3 добавочного RC-контура 5, имеющего постоянную времени аряда , за время меньшее, чем при отсутствии RC-контура 5. . Наконец, если возникает большая перегрузка, то срабатывание исполнительного органа происходит от напряжения на коН денсаторе 14 добавочного RC-контура 4 за малое время, величина которого выбирается согласно поставленным требованиям путем соответственного подбора элементов дополнительного RC-коитура 4. При этом параметры делителя 3 и RC-контура 4 могут выбираться любыми исходя из условия обеспечения быстрого срабатывания устройства при возникновении режима значительной перегрузки, например, при к.з. электродвигателя. Положительный эффект от применения предложенного устройства -заключается в следующем: повышается надежность устройства благодаря его упрощению; обеспечивается эффективная защитаот перегрузкн. по току защищаемых объектов, так как в устройстве, кроме основной RC-цепи, присоединенной к исполнительному органу через логический элемент ИЛИ, подключены также дополнительные RC-цепи, постоянные времени заряда которых соответствуют постоянной времени нагрева защищаемого объекта во всех режимах перегрузки. Экономическая эффективность от использования устройства в рудннчных взрыво безопасных магнитных пускателях составляет не менее 200 тыс. руб. в год. Формула изобретения Устройство для защиты от перегрузки по току, содержащее последовательно соединенные трансформатор тока, формирователь сигнала и делитель напряжения, времязадающую RC-цепь и исполнительный Орган, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, введены дополнительные RC-цепи и логический элемент ИЛИ, входы времязадающей RC-цепи я дополнительных RC-цепей подключены кделителю напряжения, а выходы через логический элемент ИЛИ подключеиы к исполнительному органу, причем количество дополнительных RC-цепей обусловлено требуемой точностью защитной характеристики устройства, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР № 244478, кл. Н 02 Н 7/085, 1967. 2. Заявка Японии № 50-12573, кл. Н 02 Н 3/08, 1975. 3. Авторское свидетельство СССР № 399955, кл. Н 02 Н 3/08, 1971.

to I

I I L-

Г

J

I I L.

J 1