Устройство для токовой защиты Советский патент 1982 года по МПК H02H3/08 

(54) УСТГОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ 3AUWTbI

1

Изо,бретение относится к автоматике и предназначено для защиты различных электроустановок от перегрузки.

Известно устройство защиты, содержащее датчик входного сигнала, к которому подсоединен С-контур, к конденсатору последнего подключен вход порогового элемента, вьшояненного на однопереходном транзисторе, первая база которого соединена с управляющим электродом тиристора, включенного последовательно с реле, а вторая - подключена через ре истор к плюсовой клемме источника питания постоянного тока,и разделительный диод 1 .

Однако известное устройство характеризуется недостаточной надежностью работы, так как в нем не обеспечивается автоматический возврат схемы в исходное состояние. t

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для формирования тока возбуждения реле, содержащее датчик входного сигнала с делителем напряжения на выходе, к которому подключен RC-контур, конденсатор которого соединен со входом порогового элемента, выполненного на однопереходном транзисторе, первая база последнего соединена с первым выводом резистора и с управляющим электродом тиристора, вклк ченного между зажимами источника питаIQ ния, к которым также подключены делитель напряжения, подвижный вывод потенциометра которого через постоянный резистор соединен с второй базой однопереходного транзистора порогового мента, блок снижения напряжения срабатывания, вьшолненного в однопереходного транзистора с RC-контуром в цепи эмиттера, причем резистор указанного RC-кбнтура соединен с выходом

20 делителя напряжения датчика входного сигнала, блок возврата в исходное состояние, вьшолненный в виде однопороходного тран-зистора, двух коммутирующих . конденсаторов и резисторов, причем эмиттеры однопереходных транзисторов указанных блоков соединены разделительHtiM диодом, второй делитель напряжения и выходной исполнительный блок 12 . Однако данное устройство не обладает достаточной точн(х;тью работы иэ-за срав нительно низкой чувствительности порогового элемента, вьтояненного на однопереходном транзисторе. Цель иэобретения - повышение точноети работы. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для токовой защиты, содержащее датчик входного сигнала с делителем напряжения на выходе, к которому подключен RC-контур, конденсатор которого соединен с входом порогового элемента, вьшолненного на однопереходном транзисторе, первая база последнего соединена с первым выводом резистора и с управляющим электродом тиристора, вклю ченного между зажимами источника питания, к которым также подключены первый делитель напряжения, подвижной вывод по тенциометра которого через постоянный резистор соединен со второй базой однопереходного транзистора порогового элемента, блок снижения напряжения срабатывания , вьтолненный в виде однопереходного транзистора с RC-контуром в цепи эмиттера, причем резистор указанного RC-контур а соединен с выходом делителя напряжения датчика входного сигнала, блок возврата в исходное состоя ние, выполненный в виде однопереходного транзистора, двух коммутирующих конденсаторов и резисторов, причем эмит теры однопереходных транзисторов указан ных блоков соединены разделительным диодом, второй делитель напряжения и выходной исполнительный блок, в блок снижения напряжения срабатывания дополнительно введен резистор, первый вывод которого соединен со второй обкладкой конденсатора КС-контура данного блока и со вторым выводом резистора в цепи первой базы однопереходного транзистора порогового элемента, а второй вывод - с одним из зажимов источника питания. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства. Устройство для токовой защтггы содер жит zfbT4HK входного сигнала, например датчик тока, образованный трансформатором 1 тока, вьшрямительным мостом 2 и конденсатором фильтра 3, к котором подключен делитель напряжения, который может быть вьшолнен в виде потенциомет ров 4 - 5 и резисторов 6 и 7, ftC-контур резистор 8, конденсатор 9 порогового элемента 10 с резистором 11 в цепи первой базы, соединенной с управляющим электродом тиристора 12, и резистором 13 в цепи второй базы, соединенной первым с делителем напряжения, выполненного в виде потенциометра 14 и резистора 15, блок снижения напряжения, срабатывания, выполненный в виде однопереходного транзистора 16, RC-контура резистора 17 и конденсатора 18, дополнительного резистора 19, резисторов 20 и 21 в цепи соответственно первой и . второй базы транзистора 16, второй делитель напряжения, выполненный в виде потенциометра 22 и резистора 23, блок возврата в исходное состояние, вьшолненный в йиде однопереходного транзистора 24, коммутирующих конденсаторов 25 и 26, резисторов 27-31, эмиттеры однопереходных транзисторов указанных блоков соединены разделительным диодом 32, резистор 33, диод 34, выходной исполнительный блок, вьшолненный в виде реле переменного тока 35, симистора 36, транзистора 37, и делителя напряжения - конденсатор 38 и резисторы 39 и 40, делитель напряжения - резистор 41 и потенциометр 42, источник питания, составленный балластным конденсатором 43, стабилитроном 44, диодом 45 и конденсатором фильтра 46. Устройство работает следующим образом. При помощи трансформатора 1, выпрямительного моста 2 и конденсатора фильтра 3 контролируемый ток преобразуется в выпрямленное напряжение. Это напряжение, падающее на резисторе 7, суммируется с напряжением, снимаемым с потенциометра 42. Под действием суммы этих напряжений через резистор 8 заряжается конденсатор 9 RC-контура порогового элемента 10. До суммы напряжений, снимаемых с потенциометров 42, 5 и резистора 7, заряжается через резистор 17 конденсатор 18 Я С-контур а блока снижения напряжения срабатывания. Когда ток нагрузки ниже заданного потенциометром 42 значения, сумма напряжений, падающих на нижней части потенциометра 42 и резисторе 7, ниже порога отпирания порогового элемента 10. При этом транзистор 12 и транзистор 37 заперты, а симистор 36 под действием тока, протекающего через его промежуток катод-управляющий электрод и резисторы 39 и 40, открыт. Следовательно, включается исполнительный элемент - реле переменного тока 35. Когда ток в первичной цепи трансформатора 1 тока превысит заданное значение, суммарное напряжение на нижнем плече потенциометра 42 и резисторе 7 превысит напряжение отпирания порогового элемента 10. До этого напряжения через резистор 8 заряжается конденсатор 9и пороговый элемент 10 открывается. Конденсатор 9 через пороговый элемент 10 разряжается на резисторы 11 и и 19 и под действием импульса напряжения, падающего на резисторах, открывается тиристор 12. Через резистор ЗЛ., диод 34, резистор 33 и тиристор 12 протекает под действием напряжения источника питания постоянный ток, удерживающий тиристор 12 в открытом состоянии. Под действием напряжения на резисторе 31 открывается транзистор 37 шунтирующий цепь управления симистора 36. Симистор 36 закрывается, отключая исполнительный элемент 35. Одновременно до суммарного напряжения, падающего на нижних плечах потендиаметров 42 и 5 и резисторе 7, заряжа ется через резистор. 17 конденсатора 18 Порог отпирания транзистора 16 устана ливается, примерно, равным или нескол1 ко меньщим порога отпирания транзистор 10и заведомо болыпим порога открывания транзистора 24. Поэтому транзистор 16 периодически отпирается, разряжая через себя на резисторы 20 и 19 конденсатор 18. Через отпирающийся транзистор 16 и диод 32 подзаряжается конденсатор 26, не позволяя отпереться транзистору 24. Когда контролируемый ток снижается до величины, несколько меньщей заданног тока срабатывания устройства, напряжени на резисторе 7 и потенциометре 42 уменьщается ниже порога срабатывания л транзистора 10, и он перестает периоди чески открываться . Тиристор 12 удержи ваеггся в открытом положении, а транзистор 16 периодически отпирается, подзаря жая конденсатор 26 до напряжения источ ника питания. Постоянная времени RCконтура 17 и 18, на порядок ниже постоянной времени контура 28 и 26, поэтому до тех пор, пока напряжение питания ЯС-контура 17 и 18 выще порога отпирания транзистора 16, конденсатор 26 не успевает разрядиться на величину, равную порогу отпирания транзистора 24 и транзистор 24 не открьгоается.Для того, чтобы при отпирании транзистора 16 не запирался транзистор 12 при подзаряде конденсатора 26 через транзистор 16, последовательно с диодом 32 включен резистор 27. Диод 32 исключает срабатывание транзистора 24 под действием потенциала на конденсаторе 18. Когда ток в защищаемой цепи уменьщается ниже заданного потенциометрами 42 и 5 значения, транзистор 16 перестает периодически открываться, и когда конденсатор 26 разряжается через резистор 33, открытый тиристор 12, источник питания и резисторы 31 и 28j, отпирается транзистор 24, пропуская через себя и резистор 31 ток подзаряда конденсатора 26. При этом за счет падения напряжения на резисторе 31 и уже имеющегося напряжения на коммутирук щем конденсаторе 25 тиристор 12 и транзистор 37 закрьюаются, а сикгастор 36 отпирается, включая исполнительный элемент 35. Потенциометром 42 подается уставка тока на срабатывание устройства для т ковой защиты, потеимиометром 5 изменяется уставка тока возврата его в исходное положение, а переменным резистором 8 изменяется выдерокка времени на срабатывание устройства, причем эта выдержка имеет логарифмическую зависимость от кратности тока перегрузки. Потенциометром 4 компенсируется раэброс характеристик трансформатора 1, а потенциометрами 14 и 22 подстраиваются пороги Срабатывания транзисторов 10 и 16. Предлагаемая схема позволяет повысить точность работы устройства для токовой защиты. Формула изобретения Устройство для тоКовой защиты, содержащее датчик входного сигнала с делителем напряжения на выходе, к которому подключен RC-контур, конденсатор которого соединен с входом порогового элемента, вьтолнешюго на однопереходном транзисторе, первая база последнего соединена с первым выводом резистора и с управляющим электродом тириетора, включенного между зажимами источника питания, к которым также подключены первый дел 1тель напряжения, подвижный вывод потенциометра которого через постоянный резистор соединен со второй базой однопереходного транзистора порогового элемента, блок снижения напряжения срабатывания, вьшолионный в 7 однолереходного транзистора с RC КОНТУ1ЮМ в цепи эмиттера, причем резистор указанного RC-контура соединен с выходом делителя нал ряжения, дат чика входного сигнала, блок возврагга в исходное ссх тояние, выполненный в виде однопереходного транзистора, двух коммутирующих конденсаггоров и резисторов причем эмиттеры однопереходньте транзисторов указанных блоков, соедине1Ш1 разделительным диодом, второй делитель напряжения, и выходной исполнительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы, в блок снижения напряжения срабатывания дополнительно введен ре27зистор, первый вывод которого соединен со второй обкладкой конденсатора RCконтура данного блока и со вторык выводом резистора в цепи первой базы однопереходного транзистора порогового элемента, а второй вьюод - с одним из зажимов источника питания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Тиристоры. Технический справочник. Под ред. В. А. Лабунпова и др. Пер. с англ. Изд. 2-е. М., Энергия, 1971, с. 202-203. Авторское свидетельство СССР № 743067, кл. Н О2 Н 3/О8, 1977.