Устройство для токовой защиты электроустановки

-исследовательторский и техвзрывозащищентрооборудованый науч о-констр институ ол ческ ного и рудничного эле ов и В,И,Задорожний25 (088. 8)свидетельство СССН 02 Н 3/08 1976.свидетельство СССРН 02 Н 3/16, 1978.(54) УСТРОЙСТВОЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(57) Устройство относится к электротехнике. Цель изобретения - повышениеточности работы путем согласованиязащитных характеристик устройства изащищаемого объекта. В устройстве длятого, чтобы приблизить защитные характеристики токовой защиты и защищаемого объекта применены автоматический регулятор 21 сопротивления иделитель 17 напряжения на резисторах.Изменяя количество транзисторов авторегулятора 21 и резисторов делителя17 напряжения, а также соотношениесопротивлений 16 и 25-27 в цепяхтранзисторов, можно получить любуюзависимость времени срабатывания устройства от величины входного тока,Изобретение относится к электро. технике, в частности к защите от сверхтоков электроустановок во взрывозащищенном исполнении напряжением 6-10 кВ.Цель изобретения - повышение точности работы путем согласования защитных характеристик устройства и защищаемого объекта.На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - диаг раммы, поясняющие работу устройства.Устройство содержит датчик 1 тока, трансформатор 2 тока с шунтирующим резистором 3, разделительный конденсатор 4, переменный резистор 5, делитель тока на резисторах 6 и 7, первый транзистор 8, первый 9 и второй 10 диоды, второй транзистор 11, накопительный конденсатор 12, первый 13 и второй 14 источники стабилизированного напряжения, резисторы 15 и 16, делитель 17 напряжения на резисторах 18-20, автоматический регулятор 21 сопротивления на транзисторах 22-24 с резисторами 25-27 в коллекторных цепях, исполнителыый блок 28, который может быть выполнен на однопереходном транзисторе 29, тиристоре 30, резисторах 31 и 32 и обмоткой выходного реле 33.Устройство для токовой защиты электроустановки работает следующим образом.При отсутствии тока на выходе датчика 1 тока через резистор 7 делителя тока и диод 10 течет постоянный опорный ток 1 обусловленный напряжением стабилизированного источника 14 смещения. Постоянный ток течет также через резистор 6 и эмиттер-базовый переход транзистора 8, благодаря чему транзистор 8 открыт, и на его выходе течет также постоянный токЧерез диод 10 замыкаются три тока: ток через резистор 7, ток эмиттера и направленный встречно ток коллектора транзистора 8. Поскольку в транзисторе 8, включенном по схеме с общей базой, токи змиттера и коллектора практически равны, можно считать,что при отсутствии входного переменного тока через диод 10 течет постоянный опорный ток, определяемый сопротивлением 7. Так как диод 10 открыт, транзистор 11 закрыт. Транзисторы 22- 24 автоматического регулятора 2 сопротивления, однопереходный транзис 45 тель 12 за,время пауз между импульса. 50 5 1 О 15 20 25 30 35 40 тор 29 и тиристор 30 исполнительного блока 28 поэтому также закрыты, а выходное реле 33 обесточено.При наличии тока на выходе маломощного датчика 1 тока часть его переменного тока (1 ) замыкается через эмиттер-базовый переход открытого транзистора 8, благодаря чему в его коллекторной цепи и диоде 10 на постоянный ток оказывается наложенной синусоидальная составляющая. До тех пор, пока амплитуда тока 1 , вырабатываемого датчиком 1 тока и замыкающегося через эмиттер и базу транзистора 8, меньше постоянной составляющей, т.е. 1 ток в диоде 10, периодически увеличиваясь и уменьшаясь, не меняет своего направления, благодаря чему транзисторы 11, 22, 23, 24 и 29 и тиристор 30 остаются запертыми, а выходное реле 33 обесточено.Как только амплитуда тока 1превысит ток 1 , переменная составляющая тока через диод 1 О окажется больше постоянной, благодаря чему мгновенное значение результирующего тока 1 р, изменив свое направление на обратное, замыкается через вход транзистора 11. Последний периодически (раз в период) начнет открываться и через резистор 16 прямоугольные импульсы тока 1 начнут поступать на емкостный накопитель 12 (фиг.2 а), При этом транзисторы 22-24 автоматического регулятора 21 сопротивления остаются закрытыми, так как сопротивления делителя 17 выбраны такими,что падения напряжения на них не достаточно для пробоя эмиттер-базовых переходов транзисторов. Благодаря большому входному сопротивлению однопереходного транзистора 29 исполнительного блока 28 емкостный накопими через свое внутреннее сопротивление и соизмеримое с ним входное сопротивление транзистора практическине разряжается, поэтому накопление заряда происходит до порога отпирания транзистора 29.Ширина импульсов тока 1 , поступающих на вход емкостного йакопителя 12 через резистор 16, зависит от амплитуды тока 1 . Чем больше превышение этой амплитуды 1относительно опорного постоянного тока 1 , тем больше ширина Ы импульсов тока 1 р+16)Зависимость оо = Г(61 о) (фиг.2 б)свидетельствует, что ширина импульса значительно увеличивается с увеличением тока 1только до уровня,ограниченного примерно двукратнымзначением этого тока по отношению копорному току 1 , т.е. пока выполня 10ется неравенство 1 /1 и с. 1 (точкиО и 5 на фиг.2 а). При дальнейшем увеличении 1 о сверх двукратного значения (1/11) ширина импульсов то 15ка 1 изменяется незначительно. Таккак изменение ширины импульсов 1 овлечет за собой и изменение временинакопления емкостным накопителем заряда, достаточного для срабатывания20исполнительного блока 28, то увеличение 1 о сверх двукратного значенияпрактически не влияет на время егосрабатывания. В результате защитнаяхарактеристика устройства и токовременная характеристика защищаемоговзрывозащищенного объекта, котораяизменяется в широких пределах, начинают отличаться друг от друга. Чтобыустранить это и сблизить таким образом указанные характеристики, устройство снабжено автоматическим регулятором 21 сопротивления и делителем 17напряжения на резисторах, суммарноесопротивление которых выбрано таким,что при достижении амплитуды входного тока двукратного значения, падениянапряжения на делителе 17, за счетпротекания тока, равного 1, , доотпфстаточно для отпирания транзистора4022. Поэтому через резистор 25 на емкостный накопитель 12 начнут поступать импульсы тока 1 и прямоугольные импульсы тока 1 ро, ширина которых Мо зависит от превышения амплитуды тока 1относительно тока 145При этом резисторы 16 и 25 оказываются включенными параллельно,Благодаря тому, что сопротивление резистора 25 выбрано меньшим сопро" тивления резистора 16, время накопления заряда емкостным накопителем 12 уменьшается, а значит, уменьшается и время срабатывания исполнительного блока 28 и выходного 33 реле. Время срабатывания устройства заметно уменьшается до момента достижения амплитуды входного тока 1 п двукратного значения, но уже,по отношению к току 1 (точки Ь и , фиг 2 а),отпт.е. до четырехкратного значения поотношению к току 1 о, являющегося током уставки. При дальнейшем увеличении входного тока и превышении им тока отпирания 1 отранзистора 23отопоследний будет работать в режиме,аналогичном предыдущему. Только вэтом, случае параллельно резисторам 16и 25 включается резистор 26, сопротивление которого выбрано меньшим сопротивления резистора 25. Транзистор24 открывается и подключает резистор 27 с наименьшим сопротивлениемпараллельно резисторам 16, 25 и 26при достижении амплитуды входного тока 1величины, равной двукратномузначению по отношению к току 1,отойт.е. восьмикратному значению по отношению к току 1 ,Изменяя количество транзисторовавторегулятора 21 и резисторов делителя 1 7 напряжения, а также соотношение сопротивлений 16, 25-27 в цепяхтранзисторов автоматического регулятора 21 сопротивления, можно получитьлюбую зависимость времени срабатывания устройства от величины входноготока.Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет достаточно точно согласовать характеристику защиты с токовременной характеристикой защищаемого объекта и тем самым повысить его надежность и точность в работе.Формула изобретенияУстройство для токовой защиты электроустановки, содержащее датчик тока с шунтирующим резистором, первый вывод которого через последовательно соединенные разделительный конденсатор и переменный резистор подключен к катоду первого диода, к одному из выводов первого резистора делителя тока и эмиттеру первого транзистора, к второму выводу датчика тока подключены один вывод второго резистора делителя тока, анод первого диода, база первого транзистора и через второй диод первые выводы первого и второго источников стабилизированного напряжения, вторые выводы первого и второго источника подключены соответственно к общей точке соединения выводов резисторов делите1368940 отлг 3 ю, зл. грИ Ф Х иг ь Л.Куликова оста Олийи ектор О.Кра едактор А.Козориз раж 649ственного комитета ССС 4В одписно акаэ НИИПИ Го суд по делам035, Москва,зобретений и открытий Ж, Раушская наб., д. роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ля тока и через резистор к коллектору первого транзистора, второй транзистор, эмиттер которого подключенк катоду второго диода, коллектор через последовательно включенные резистор и накопительный конденсатор - квторому выводу второго источника стабилизированного напряжения, к которому подключен исполнительный блок,вход которого соединен с одной иэ обкладок накопительного конденсатора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности работыпутем согласования защитных характе бристик устройства и защищаемогообъекта, в него дополнительно введены автоматичеакий регулятор сопротивления и резисторный делитель напряжения, последний включен между базамипервого и второго транзисторов, автоматический регулятор сопротивлениявыполнен на параллельных транзисторах, базы которых подключены к соответствующим резисторам делителя напряжения, эмиттеры к второму выводудатчика тока между катодом второгодиода и эмиттером второго транзистора, в коллекторных цепях транзисторов включены резисторы, вторые выводы которых соединены и подключены кодной из обкладок накопительногоконденсатора