Устройство для защиты электроустановки

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскииСоциалистическиеРеспублик и 1945936(5 )М. Кл. Н 02 Н 3/24/ Н 02 Н 7/08 с присоединением заявки Рй Ртоударотееииый комитет СССР по делам иэобретеиий . и открытий(72) Автор изобретения И. Г, Кропачев я интел 54) УСТРОЙСс Я ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВК атурных условияпоэтому для н одновременно д ю и тепловую. Э х не оправдано,емпе и режимахх следует па типа защио во многихтак как веде нариты груз меня токо случа к усл нению схем авт тики и защи же не об стью. Эт 1Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано для защиты электроустановок от анормальных режимов работы.Известно устройство защиты, со 5 держащее терморезисторы или КС-цепочку, триггерное устройство и исполнительный элемент, включенный на выход триггера 11 1.Однако устройство характеризуется низкой надежностью и точностью работы. Это вызвано тем, что с помощью простых КС-цепочек нельзя получить большой диапазон выдержки времени, а с помощью терморезисторов - малый, вследствие чего устройство не обеспечивает наиболее полного согласования с тепловой перегрузочной характеристикой защищаемой электроустановки. Кроме того, известное устройство за щищает электроустановку только по одному параметру - току, температуре или напряжению, В промышленности эле троустановки работают в различных Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, которое обеспечивает как раздельную, так и комплексную защиту электроустановки. Это устройство содержит аналог однопереходного транзистора, первый вход которого через диод соединен с выходом первой ЙС-цепочки, а выход - с управляющим переходом тиристора, исполнительный элемент, управляющий работой коммутирующего узла, делитель напряжения, подключенный к параметрическому стабилизатору, вто рую ЙС-цеопчку и источник питания 12),.Однако известное устройство такладает достаточной надежноо вызвано тем,что обмотка50 3 959исполнительного элемента является балластным сопротивлением стабилизатораи при пуске электроустановки в работуисполнительный элемент может включиться и поо отключть коммутирующииузел. Отключение происходит при длительном пусковом режиме, так как постоянная времени цепи конденсатора,включенного параллельно параметрическому стабилизатору, мала, Кроме того, 1 оне обеспечивается подстройка устройства по. сопротивлениям терморезисторов,значения которых могут сильно изменяться от образца к образцу, а соединениевторой КС-цепочки через стабилитрон 15с управляющим переходом тиристора ичерез потенциометр с источником питания усложняет устройство и технически не оправдано, Недостатком устройства являетсятакже возможность его рОвключения на неполнофазный режим питающей сети и его неработоспособностьпри обрыве проводов цепи термосопротивлений или их коротком замыкании,Это вызвано тем, что исполнительный 25элемент не связан с напряжением питающей сети в начальный момент пускаэлектроустановки, а обрыв термосопротивлений приводит к тому, что второйвход аналога однопереходного транзис- зотора подключается к минусовоГ 6 шине источника питания, Аналог открывается,но так как сопротивление потенциометров первой РС-цепочки велико, то тиристор по управляющему переходу не открывается и при возникновении анормального режима во время пуска электроустановка не отключается. При коротком же замыкании термосопротивленийнапряжение переключения аналога одно- ,переходного транзистора увеличиваетсяи последний может быть открыт толькопри больших перегрузках. Эти недостат-,ки присущи устройству при использовании его для температурной или комплексной защиты,Цель изобретения - повышение надежности работы устройства,Указанная цель достигается тем,что в устройстве защиты электроустановки, содержащем аналог однопереходного транзистора, первый вход которого через первый диод соединен с выходом первой КС-цепочки, а выход - суправляющим переходом тиристора, исполнительный элемент, управляющий работой коммутирующего узла, делительнапряжения, подключенный к парамет 36 фрическому стабилизатору, вторую КС- цепочку и источник питания, исполнительный элемент подключен к источнику питания через второй диод и балластный резистор и шунтирован тиристором, параллельно которому включены через второй диод параметрический стабилизатор и обе ЙС-цепочки, выход второй из которых через третий диод соединен с первым входом аналога однопе) реходного транзистора, при этом делитель напряжения подключен к параметри ческому стабилизатору через четвертый диод, а в его цепь включен потенциометр, .средний вывод которого соединен с вторым входом аналога однопереходного транзистора.При использовании устройства для температурной защиты параллельно первому делителю напряжения включен второй делитель, выход которого через пятый диод соединен с общей точкой соединения термосопротивления и потен. циометра первого делителя напряжения.Кроме того, катод четвертого диода через резистор, шестой диод и кнопку управления подключен к одному из фазных проводов питающей сети, а катод пятого диода через седьмой диод соединен с анодом тиристора и первым зажимом исполнительного элемента, второй зажим которого подключен через источник питания к нулевому проводу питающей сети.При использовании устройства для токовой защиты анод тиристора и исполнительный элемент подключены к фазному проводу питающей сети через резистор, шестой диод и кнопку управления. При использовании устройства длятемпературной или комплексной защитыв него дополнительно введен транзистор, эмиттер которого соединен с катодом пятого диода, база - со средним выводом одного из потенциометроввторого делителя напряжения, а коллектор через резистор - с выходоманалога однопереходного транзистора,На чертеже представлена схема устройства,Устройство защиты электроустановки содержит аналог однопереходноготранзистора 1, первый вход которогочерез диод 2 соединен с выходом И;цепочки на потенциометрах 3 иконденсаторе 5 и диоде 6 и черездиод ) - с выходом второй КС-цепочки5 945 на потенциометре 8 и,конденсаторе 9, а выход - с управляющим переходом тиристора 1 О, исполнительный элемент 11, управляющий работой коммутирующего узла 12, делитель напряжения на 5 резисторах 13 и потенциометре 14, средний выход которого соединен с вторым выходом аналога однопереходного транзистора, параметрический стабилизатор 15, параллельно которому 10 через диод 16 подключен делитель напряжения и источник 17 питания. Исполнительный элемент 11 и тиристор 10 через диод 18 и балластный резистор 19 подключены к источнику 17 питания, 15 Втооой делитель на потенциометре 20 и .резисторе 21 подключен параллельно первому делителю, при этом его выход через диод 22 соединен с,общей точкой позисторов 13 и потенциометра 20 14. Катод диода 16 через резистор 23, диод 24. и кнопку 25 управления, подключен к фазе питающей сети, а катод диода 22 через диод 26 соединен с анодом тиристора 1 О и одним зажимом 25 исполнительного элемента 11, второй зажим которого через источник 17 питания подключен к нулевому проводу питающей сети, При токовой защите резистор 23, диод 24 и кнопка 25 управ- З 0 ления подключены к аноду тиристора 1 О, При необходимости в схему включены транзистор 27, эмиттер которого соединен с катодом диода 22, база - со средним выводом потенциометра 20 второго делителя напряжения, а коллек. тор через резистор 28 - с выходом аналога однопереходного транзистора 1.40При использовании устройства для токовой или комплексной защиты электроустановки в качестве источника 17 питания используются трансформаторы тока первичные обмотки которых вклю 45 цены в силовую цепь электроустановки, а вторичные через выпрямитель нагружены на устройство и сглаживающий фильтр. При температурной защите электроустановки в качестве источни 50 ка 17 питания используется трансформатор или питающая сеть, Исполнительный элемент 11 и коммутирующий. узел 12 могут быть выполнены на бесконтактной или контактной основе. При использовании устройства для то 55 ковой защиты с помощью позистора 13 осуществляется коррекция устройства по окружающей температуре воздуха, а 936 6при температурной или комплексной контроль за температурой элементов электроустановки, при этом коррекцияпо окружающей температуре осуществляется с помощью второго термосопротивления, например терморезистора 29.При необходимости коррекции может не осуществляться, когда термосопротивления позистора 13 и терморезистора 29 закорачиваются.Устройство при осуществлении комплексной защиты электроустановки работает следующим образом, В исходном состоянии исполнительный элемент 11 и коммутирующий узел 12 обесточен. Тиристор 1 О и аналогоднопереходного транзистора 1 закрыты, конденсаторц 5,и 9 разряжены. Позисторы 13 установлены на элементах электроустановки, которая отключенаот питающей сети.При замыкании кнопки 25 управления фазное напряжение через диоды 24 и 26, резистор 23 и резисторы 13 поступает на исполнительный элемент 11. Если температура элементов электроустановки не превышает предельно допустимого значения и цепь резисторов 13 не оборвана, то при наличии всех фаз питающей сети включаются вработу исполнительный эдемент 11 и коммутирующий узел 12. На электроустановку поступает напряжение пичтающеи сети. На выходе источника 17 питанияпоявляется напряжение. Заряды конденсатора 9 через потенциометр 8 обес. печивают отстройку устройства от удар ных токов переходного режима элект-, роустановки, а заряды конденсатора 5 - от пусковых токов. Время заряда конденсатора 5 с помощью потенциометров 3 и 4 выбирается в несколько раз большим длительности переходного процесса, по окончании которого конденсаторы 5 и 9 разряжаются до установившегося значения. Устройство настроено таким образом, что при перегрузке электроустановки до 1,3-1,5 номинального значения осуществляется температурная защита, при больших перегрузках - токовая. Это дбстига" ется с помощью потенциометров 3, 4, 8 и 14.Если длительность перегрузки превышает время пуска электроустановки или перегрузки более 1,3-1,5 номинального значения, а также при обрыве одной из фаз питающей сети приэтой перегрузке электроустановки конденсатор 5 через определенное время заряжается до напряжения переключения аналога однопереходного транзистора 1, Последний открывается и разрядный 5 ток конденсатора 5 открывает тиристор 1 О. Исполнительный элемент 11 и коммутирующий узел 12 отключают электроустановку от питающей сети.При возникновении короткого замы кания в силовой цепи электроустановки напряжение на выходе источника 17 питания и потенциометра 8 резко возрастает, Конденсатор 9 через несколько миллисекунд заряжается до напряжения 15 переключения аналога однопереходного транзистора 1. Электроустановка обесточивается,В случае возникновения перегрузки электроустановки менее 13-1,5 номи нального значения конденсатор 5 заряжается до нового установившегося значения, но аналог однопереходного транзистора 1 остается в закрытом состоянии, так как напряжение на конденса торе 5 меньше напряжения переключения. Перегрузка электроустановки при. водит к перегреву ее элементов. При достижении температурной предельно допустимого значения сопротивление зо позисторов 13 резко возрастает. Это приводит к уменьшению напряжения переключения аналога однопереходного транзистора, а так как напряжение на конденсаторе 5 превышает новое значение напряжения переключения, то аналог однопереходного транзистораоткрывается. Электроустановка обесточивается, Ее повторное включение в работу возможно только при остывании ее элементов до номинальной температуры.При обрыве позисторов 13 в момент пуска электроустановки диод 22, включенный на выходе делителя 20 и 21 напряжения открывается и напряжение переключения аналога однопереходного транзистора 1 автоматически устанавли вается минимальным, но достаточным для надежного открывания тиристора 10, При закорачивании позисторов 13 открывается транзистор 27 и тиристор 10, поэтому электроустановка отключается от питающей сети. 55При использовании устройства для частных виде в защит процессы в схеме аналогичны описанному. Разница заключается в том, что при токовой защите не используются позисторы, а цепочка из резистора 23, диода 24 и кнопки 25 управления подключается к тиристору 10 и исполнительному элементу 11. При температурной защите электроустановки не используются трансформаторы тока, С помощью потенциометров 3, 4, 8, 14 и 20 устанавливается в этих условиях требуемый режим работы элементов устройства.Использование в предлагаемом устройстве одновременно двух принципов контроля за работающей .электроустановкой позволяет унифицировать известные устройства защиты, снизить их номенклатуру, затраты на изготовление, эксплуатацию и ремонт и обеспечить самоконтроль устройства. При исполь- зовании устройства для комплексной защиты достигается наиболее полное согласование защитной характеристики с тепловой перегрузочной характеристикой электроустановки.Формула изобретения1, Устройство для защиты электроус. тановки, содержащее аналог однопереходного транзистора, первый вход которого через первый диод соединен с выходом первой КС"цепочки, а выход - с управляющим переходом тиристора, исполнительный элемент, управляющий работой коммутирующего узла, делитель напряжения, подключенный к параметрическому стабилизатору, вторую ЙС-цепочку и источник питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства,ы фисполнительный элемент подключен к источнику питания через второй диод и балластный резистор и шунтирован тиристором, параллельно которому вклю цены через второй диод параметрический стабилизатор и обе йС-цепочки, выход второй из которых через третий диод соединен с первым входом аналога однопереходного транзистора, при этом делитель напряжения. подключен к параметрическому стабилизатору через четвертый диод, а в его цепь включен потенциометр, средний вывод которого соединен с вторым входом аналога одно- переходного транзистора.2. Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей9 945936 10 при использовании устройства для тем- использования устройства для токовой пературной защиты, параллельно пер- защиты, анод тиристора и исполнитель" вому делителю напряжения включен вто- ный элемент подключены к фазному рой делитель, выход которого через пя- проводу питающей сети через резистор, тый диод соединен с общей точкой сое-шестой диод и кнопку управления. динения термосопротивления и потенцио, Устройство по и. 1, о т л и- метра первого делителя напряжения, ч а ю щ е е с я тем, что в негодополнительно введен транзистор, эмит 3. Устройство по и. 1, о т л и- тер которого соединен с катодом пяточ а ю щ е е с я тем, что катод чет го диода, база - со средним выводом вертого диода через резистор, шестой одного из потенциометров второго дели- диод и кнопку управления подключен к теля напряжения, а коллектор через одному иэ фазных проводов питающей се- резистор - с выходом аналога однопети, а катод пятого диода через седь- реходного транзистора. мой диод соединен с анодом тиристора 15 Источники информации, и первым зажимом исполнительного эле- принятые во внимание при экспертизе мента, второй зажим которого подклю. Авторское. свидетельство СССР чен через источник питания к нулево 357644, кл. Н 02 Н 7/08, 1972. му проводу питающей сети. 2. Авторское свидетельство СССРУстройство по и. 1, о т л и - го по заявке У 2497208/24-07, ч а ю щ е е с я тем, что, с целью кл. Н 02 Н 7/08, 1978 оставитель С, Курбангалиева ехред Т.Маточка . Корректор Йароши актор Т, Кугрышева Тираж 669 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., дЗаказ 5345/72 4/ ектная, 4 Ужгород филиал ППП "Пате