Устройство для защитного отключения трехфазной сети с изолированной нейтралью

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9)1) ЗОБ ОПИ ЕТЕЛЬСТВУ АВТО в, В. Сивч ССР1975,АН точи фазы то вхо эт шу хо ческ т чен ым межд ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт взрывозащищенного и рудничного электрооборудования и Прокопьевский завод шахтнойавтоматики(56 ) Авторское свидетельство СССРУ 291276, кл, Я 01 Й 31/08,Н 02 Н 3/17, 196,Авторское свидетельство СУ 572728, кл, Ц 01 Р 31/02,(57) УСТРОИСТВО Д 1 И ЗАЩИТНОГО КЛЮЧЕНИЯ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ С ИЗОЛИНОЙ НЕЙТРАЛЬЮ, содержащее исик питания, подключенный к двум щ проводам сети, эталонный чник, подсоединенный к первому у транзисторного усилителя, привход транзисторного усилителянтирован первым диодом, а выход лючен к исполнительному органу, д которого соединен с автоматиим выключателем, оперативный чник, связанный с разделитель нденсатором, который подкземлей и вторым выводом нсирующего дросселя, первый вых(5)4 Н 02 Н 3/1.7. 01 Й 3 которого через дроссель-трансформатор подключен к фаэным проводам сети, первый резистор подключен между "землей" и точкой соединения компенсирующего дросселя и дросселя-трансформатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства при колебаниях напряжения питания, в него введены второй и третий диоды, а эталонный источник выполнен в виде двухпараллельных цепочек, подключенных к первому выводу источника питания, при этом первая из них состоит иэ четвертого диода, катод которого подклю 1 чен к первому выводу источника питания, а анод - к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которого подключен к второму выводу источника питания,и выводу второго резистора, подключенного между первым выводом первого конденсатора и выходом эталонного источника, а вторая цепочка состоит из пятого диода, катод которого подключен также к первому выводу источника итания, а анод - через третий резис. тор - к выходу эталонного источника, причем оперативный источник подключен параллельно разделительному конденсатору через встречно включенный второй диод и через встречно. включенный третий диод к второму вхо" ду транзисторного усилителяИзобретение относится к устройствам для защитного отключения в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью трансформатора,Цель изобретения - повышение точности работы устройства при колебаниях напряжения питания.На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграм"10ма временных характеристик сравниваемья токов в измерительном. органе устройства.Устройство содержит источник питания 1, состоящий из трехобмоточного 5трансформатора, выпрямительного диода и конденсатора, транзисторный усилитель 2, дроссель-трансформатор 3,подключенный к фазным проводам сети,средняя точка которого через компенсирующий дроссель 4 и разделительныйконденсатор 5 подключена к "земле",При этом компенсирующий дроссель 4и разделительный конденсатор 5 зашунтированы первым резистором 6. Кроме 25того, устройство содержит первый диод 7, шунтирующий встречно вход транзисторного усилителя 2, выход которого подключен к исполнительному органу 8, выход которого соединен с ав томатическим выключателем 9, второйдиод 10, третий диод 11, эталонныйисточник 12, состоящий из двух парал"лельных цепей, первая из которыхвключает четвертый диод 13, первыйконденсатор 14, второй резистор 15,а вторая - пятый диод 16, третий резистор 17, оперативный источник 18,сопротивление изоляции сети 19,Устройство работает следующим образом.При бесконечно большом сопротивлении изоляции 19 оперативный токзамыкается по двум цепям, первая:"земля" - первый резистор 6 - компенсирующий дроссель 4 - второй диод 10,вторая: "земля" - змиттер-базовыйпереход транзисторного усилителя 2третий диод 11,При этом через первый диод .7 протекает эталонный ток 1 т, равный сумме двух токов: постоянного, пропорционального напряжению на конденсаторе 4, и импульсного,пропорциональ.ного мгновенным значениям однополупериодного напряжения на первой вторичной обмотке трансформатора источника питания. Параметры элементов схемы выбираются такими, чтобы амплитудное значени тока 1 , который замыкается через эмиттер-базовый переход транзисторного усилителя 2, находилось в диапазоне изменения мгновенных значений эталонного тока 19-,В связи с этим через вход тран зисторного усилителя 2 протекает разностный ток, который периодически открывает его, когда 1 р больше 1 т, и закрывает его, когда 1 п меньше 1 (соответственно длительность открытого и закрытого состояния транзисторного усилителя 2 ), В результате этого, когда транзисторный усилитель 2 открыт, через диод исполнительного органа протекает зарядный ток конденсатора этого органа, который заряжается до величины напряжения на конденсаторе источника питания, а когда транзисторный усилитель 2 закрывается, конденсатор разряжается через исполнительное реле и резистор исполнительного органа, вследствие этого через обмотку реле протекает разрядный ток конденсатора, величина которого достаточна для срабатывания реле и удержания его якоря в притянутом состоянии за счет ЭДС самоиндукции обмотки.В случае снижения сопротивления изоляции 19 происходит перераспределение токов 1 , Часть оперативного тока, протекающего через второй диод 10, увеличивается, а часть тока, протекающего через эмиттер-базовый переход транзисторного усилителя 2 и третий диод 11, уменьшается. При достижении сопротивления изоляции 19 опасной по условиях безопасности величины оперативный ток, протекающий через эмиттер-базовый переход усилителя 2, уменьшается до значения 1 (до величины постоянной составляющей эталонного тока) Это приводит к тому, что транзистор будет закрыт. Разрядный ток через. реле исполнительного органа исчезает, якорь его отпадает, контакты разорвут цепь расцепителя автоматического выключателя 9, который отключит защищаемую сеть.При повреждениях элементов схемы также происходит отключение сети, так как при нормальном функционировании активных элементов необходимо.выполнение ими двух альтернативныхопераций 1,усилителя - открытия, закрытия; конденсатора исполнительногооргана - заряда, разряда ), что невыполнимо при наличии повреждения,При этом контролируется целостностьцепи компенсирующего дросселя 4,Действительно, при обрыве в его цепи,при обрыве первого резистора 6, оперативный ток, протекающий через вход 10транзисторного усилителя 2, увеличивается и превышает амплитудное значение эталонного сигнала. Вследствиеэтого транзисторный усилитель будетнаходиться только В открытом состоя 15нии, реле исполнительного органа обесточится и вызовет отключение автоматического выключателя 9.Таким образом, построение электри-ческой схемы устройства обеспечивает 2 Озащитный отказ, что препятствуетэксплуатации электроустановок с неис, правным устройством защиты,Указанное выполнение эталонногоисточника, который формирует эталон- дный сигнал в виде суммы двух токов:постоянного, пропорционального напряжению на конденсаторе 14 и импульсного, пропорционального мгновенным значениям однополупериодного напряженияна первой вторичной обмотке трансформатора источника питания и оперативного постоянного источника, формирующего постоянный сигнал в диапазоне изменения мгновенных значений эта 35лонного сигнала, позволяет получитьустановки сопротивления срабатывания 2012практически независимыми от напряжения в сети и обеспечить релейностьсрабатывания. Во всем диапазоне изме, нения сопротивления изоляции 9 докритического значения и возможномизменении напряжения в сети транзисторный усилитель периодически открывается и закрывается, а порог срабатывания устройства определяется равен".ством между оперативным .постояннымтоком и постоянной составляющей эталонного тока, протекающих через входтранзисторного усилителя. Так какоперативный и эталонный источникиформируются от вторичных обмотокодного питающего трансформатора, ус,"тавка срабатывания устройства стабильна во всем диапазоне изменениянапряжения питания. При этом стабильность достигается без стабилизирующихчетырехклеммных полупроводниковыхэлементов, требующих мероприятий поих заливке эпоксидным компаундом,что упрощает устройство и повышаеттехнологичность его изготовления.Кроме того, указанное выполнениеоперативного источника, подключенного к разделительному конденсатору ивходу измерительного органа черездва встречно включенных между собойдиода 10 и 11 соответственно, практически исключает протекание черезвход транзисторного усилителя 2 токов нулевой последовательности, обусловленных появлением напряжения сме"щения нейтрали на конденсаторе 5 принесимметричных утечках в сети,1192012 сп Составитель Н, ЧутчевА. Гулько Техред О.Неце Корректор М. Самборская едак каз 7 г и ал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,1 Тираж 619 ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Ж