Устройство для защиты потребителей от изменения напряжения питающей сети

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 19) (11) 6 РЕСПУБЛИК Н 3/24, 5/О 1)5 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕ У К АВТОРСКОМ Системы электаппаратов. М.;56.о СССР1979,Уагрулю ГОСУДАРСТВЕ ННЫ И КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Морозовский В,Г. и дрроснабжения летательныхМашиностроение, 1973, с. 3Авторское свидетельстЬЬ 680101, кл. Н 02 Н 5/00,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ОТ ИЗМЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАЮЩЕЙ СЕТИ(57) Изобретение относися к электротехнике и предназначено для использования в релейной защите потребителей электрической энергии от перегрузок, коротких замыканий и неисправностей источников питания. Цель изобретения - повышение быстродействия защиты, При аварийном нарастании напряжения в контролируемой сети на выходе порогового датчика 1 формируется сигнал, который через открытый ключевой элемент 5 проходит на вход исполнительного элемента 3, что приводит к срабатыванию защиты. При коротком замыкании в потребителе на выходе порогового датчика 2 формируется сигнал, который через открытый ключевой элемент 6 проходит на вход элемента 3, что также приводит к срабатыванию защиты. В нормальных режимах работы питающей сети прохождение сигналов с выходов пороговых датчиков 1 и 2 на вход исполнительного элемента 3 при допустимых кратковременных отклонениях напряжения блокируется ключевыми элементами 5 и 6, которые запираются при поступлении на их запрещающие входы сигналов с выходов 8 и 9 формирователя 7, подключенного к выходу дифференцирующей цепи 4, которая своим входом подключена к контролируемой сети. Исполнительный элемент 3 остается в исходном состоянии, сигналиэирующем о нормальном режиме работы питающей сети. 2 ил.55 Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования врелейной защите потребителей электрической энергии от перегрузок, коротких замыканий и неисправностей источниковпитания.Цель изобретения - предотвращениеложных срабатываний при переходных процессах в системе электропитания,На фиг,1 показана блок-схема устройства; на фиг.2 - графики работы устройства вразличных режимах,Устройство для защиты потребителейот изменения напряжения питающей сетисодержит первый 1 и второй 2 пороговыедатчики напряжения с входными выводамидля подключения к контролируемой питающей сети и отключающий исполнительныйэлемент 3, управляющим входом связанныйс выходами пороговых датчиков 1 и 2, Первый пороговый датчик 1 выполнен с заданной уставкой переключения, равнойверхнему допустимому уровню нап ряженияконтролируемой сети, и с заданной временной задержкой переключения при повышении входного напряжения датчика. Второйпороговый датчик 2 выполнен с заданнойуставкой переключения, равной нижнемудопустимому уровню напряжения контролируемой сети, и с заданной временной задержкой переключения при снижениивходного напряжения датчика. В устройствеимеются дифференцирующая цепь 4 с входными выводами для подключения к контролируемой питающей сети, размыкающиепервый 5 и второй 6 ключевые элементы,/ каждыйс управляющим входом и ключввойисполнительной цепью, запирающейся припоступлении соответствующего запирающего сигнала на управляющий вход ключевого элемента, и формирователь 7запирающих управляющих сигналов первого и второго ключевых элементов.Формирователь 7 входом, подключен квыходу дифференцирующей цепи и выполнен в виде определителя знака входногонапряжения с первым выходом 8, запирающий сигнал на котором формируется приотрицательном напряжении на входе формирователя, и вторым выходом 9, запирающий сигнал на котором формируется приположительном напряжении на входе формирователя, Первый выход 8 формирователясоединен с управляющим входомпервого ключевого элемента 5, второй выход 9 - с управляющим входом второгоключевого элемента 6, Выход первого порогового датчика 1 через ключевую исполнительную цепь первого ключевого элемента5 и выход второго порогового датчика 2 че 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 рез ключевую исполнительную цепь второго ключевого элемента 6 соединены с входом отключающего исполнительного элемента 3 по схеме ИЛИ, Первый пороговый датчик 1 выполнен с мгновенным переключением при снижении входного напряжения и с временной задержкой переключения при повышении входного напряжения, равной максимальной .допустимой длительности фронта нарастания напряжения контролируемой питающей сети. Второй пороговый датчик 2 выполнен с мгновенным переключением при повышении входного напряжения и с временной задержкой переключения при снижении входного напряжения, равной максимальной допустимой длительности фронта спадания напряжения контролируемой сети при нормальных коммутациях токовой нагрузки потребителей,Устройство работает следующим образом.Контролируемое напряжение сети поступает на первый 1 и второй 2 пороговые датчики напряжения, вырабатывающие дискретные выходные сигналы соответственно при превышении установленного уровня для первого порогового датчика и снижении напряжения сети ниже установленного уровня для второго порогового датчика напряжения. Одновременно это же напряжение поступает на дифференцирующую цепь 4, вырабатывающую сигнал, пропорциональный крутизне фронта и амплитуде контролируемого напряжения,Сигнал дифференцирующей цепи 4 поступает на формирователь 7 запирающих управляющих сигналов первого 5 и второго 6 ключевых элементов, выполненный в виде определителя знака входного напряжения, Запирающий сигнал на первом выходе 8 формирователя 7 формируется при отрицательном напряжении на входе формирователя, а запирающий сигнал на втором выходе 9 - при положительном напряжении на входе формирователя.Сигнал на первый ключевой элемент 5 от первого порогового датчика 1 поступает при превышении напряжения сети верхнего допустимого уровня с временной задержкой, равной максимальной допустимой длительности фронта нарастания напряжения контролируемой питающей сети. Сигнал на второй ключевой элемент 6 от второго порогового датчика 2 поступает при сниЖении напряжения сети ниже допустимого уровня с временной задержкой, равной максимальной допустимой длительности фронта спадания напряжения контро 1663681лируемой сети при нормальных коммутацияхтоковой нагрузки потребителей.Прекращение поступления сигналов отпервого 5 и второго 6 ключевых элементовпроисходит при возвращении уровня напряжения сети в пределы допуска, установленного соответственно верхним и нижнимдопустимыми уровнями.Запирающие сигналы первого выхода 8и второго выхода 9 формирователя поступают на первый 5 и второй 6 ключевые элементы во время срабатывания первого 1 ивторого 2 пороговых датчиков напряжениясоответственно только от задних фронтовпереходных процессов,При включении источника питания в сети происходит нарастание напряжения отнуля до номинального значения (фиг,2). Приэтом на начальном этапе датчик 2 подаетсигнал на вход ключевого элемента 6, наформирователь 7 вырабатывает на выходе 9запрещающий сигнал, поступающий на управляющий вход ключевого элемента 6, который запрещает прохождение сигналадатчика 2 на вход исполнительного элемента 3, последний остается в исходномсостоянии и срабатывания защиты не происходит.При подключении потребителей происходит провал напряжения сети ниже нижнего допустимого уровня, второй датчик 2срабатывает и с задержкой, равной максимальной допустимой длительности фронтаспадания напряжения контролируемой сети, выдает сигнал, При этом напряжение всети начинает возвращаться к номинальному значению, дифференцирующая цепь 4. вырабатывает напряжение положительнойполярности, формирователь 7 вырабатывает блокирующий сигнал на выходе 9, ивторой ключ 6 не пропускает на исполнительный элемент 3 сигнал датчика 2,Таким образом, за время прохожденияпереднего фронта провала напряжения срабатывание защиты не происходит благодаря задержке сигнала датчика 2, а за времяпрохождения заднего фронта - благодаряблокировке прохождения сигнала датчика 2ключевым элементом 6,Аналогично работает устройство при отключении потребителей, но при этом сигналвырабатывает датчик 1, а формирователь 7блокирует ключевой элемент 5 сигналом навыходе 8.При аварийном нарастании напряжения в сети, вызванном, например, неисправностью источника питания, сигнал навыходе дифференцирующей цепи 4 положителен, запирающий сигнал на выходе 8формирователем 7 не вырабатывается, дли 40 45 50 55 5 10 15202530 35 тельность превышения верхнего допусти-.мого уровня превосходит задержку датчика1, его сигнал, пройдя ключевой элемент 5,вызывает срабатывание исполнительногоэлемента 3, Защита срабатывает,При неисправности типа к,з, в потребителе сигнал на выходе дифференцирующейцепи 4 отрицателен, сигнал на выходе 9 формирователем 7 не вырабатывается, длительность снижения напряжения сети ниженижнего допустимого уровня превосходитзадержку датчика 2, его сигнал пройдя ключевой элемент 6, вызывает срабатывание,исполнительного элемента 3, Защита срабатывает,Предлагаемое устройство исключает ложные срабатывания защиты при переходных процессах, причем уровень верхнего и нижнего допустимых уровней может устанавливаться без учета влияния переходныхпроцессов, при этом быстродействие защиты ограничивается лишь длительностью переднего фронта переходных процессов, обычно составляющих значительно менее0,1 общей длительности переходных процессов.Обьектами защиты могут быть генераторы постоянного и переменного тока, выпрямительные устройства, гальваническиеисточники тока, статические преобразователи постоянного тока с падающей характе. ристикой, а также электропотребители в системах с повышенными требованиями к качеству электропитания. Формула изобретения Устройство для защиты потребителей от изменения напряжения питающей сети, содержащее первый и второй пороговые датчики напряжения с входными выводами для подключения к контролируемой сети и исполнительный элемент, причем первый пороговый датчик выполнен в виде порогового датчика верхнего уровня, а второй пороговый датчик выполнен в виде порогового датчика нижнего уровня напряжения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия защиты, в устройство введены дифференцирующая цепь с входными выводами для подключения к контролируемой сети, первый и второй ключевые элементы, каждый с управляющим входом и ключевой исполнительной цепью, и формирователь управляющих запирающих сигналов первого и второго ключевых элементов, входом подключенный к выходу дифференцирующей цепи и выполненный в виде определителя знака напряжения, причем первый выход формирователя соединен с управляющим входом первого ключевого