SU1758752A1 - Устройство дл защиты электрических аппаратов при токовых перегрузках - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  защиты электрических аппаратов, в т.ч. преобразователей электрической энергии при токовых нагрузках , превышающих по длительности заданные режимом работы дл  данного вида электрического аппарата. Цель изобретени  - повышение надежности защиты от токовой -перегрузки во времени, превышающей заданные по режиму работы, независимо от температуры окружающей среды. Цель достигаетс  тем, что устройство дополнительно содержит ключ 9, п пороговых элементов, разв зывающий блок 10, вход которого подключен к выходу генератора 3 импульсов, а р выходов разв зывающего блока 10 подключены соответственно к вторым входам п компараторов, формирователь 11, п входов которого подключены соответственно к выходам п компараторов, а п+1 вход - к выходу ключа 9, выход формировател  11 подключен к входу защитного элемента 8. Выход его подключен к входу защищенного электрического аппарата, выход которого подключен к датчику абсолютной величины тока. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  защиты электрических аппаратов, в т.ч. преобразователей электрической энергии при токовых нагрузках , превышающих по длительности заданные режимом работы дл  данного вида электрического аппарата. Использование электрического аппарата при повышенных нагрузках ведет к нагреву аппарата выше допустимого, и как следствие, выход его из стро .

Цель изобретени  - повышение надежности защиты оттоков перегрузки во времени , превышающих заданные по режиму работы, независимо от температуры окружающей среды.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства защиты электрических аппаратов при токовых перегрузках.

Устройство содержит датчик 1 абсолютной величины тока, выходом подключенный к усилителю 2 сигнала тока генератор 3 импульсов , первый 4 и второй 5 пороговые элементы, первый 6 и второй 7 компараторы и защитный элемент 8, дополнительно содержит ключ 9, п-2 пороговых элементов, причем выход усилител  сигнала тока 2 подключен к входам всех п пороговых элементов и к входу ключа 9, п-2 компараторов, к первым входам всех п компараторов подключены , соответственно, выходы п порогеVI

ел

00

ч ел ю

вых элементов, разв зывающее устройство 10, вход которого подключен к выходу генератора импульсов 3, а п выходов разв зывающего устройства 10 подключены, соответственно, ко вторым входам п компараторов , формирователь 11, п входов которого подключены, соответственно, к выходам п компараторов, а п+1 вход - к выходу ключа 9, выход формировател  11 подключен к входу-защитного элемента 8, выход которого подключен к входу защищаемого электрического аппарата 12, выход которого подключен к датчику абсолютной величины тока 1.

Устройство работает следующим образом .

К выходу электрического аппарата 12 подключен вход датчика тока 1, при помощи которого с силовых цепей электрического аппарата снимаетс  сигнал, пропорциональный току нагрузки электрического аппарата 12. В качестве датчика тока 1 в цеп х переменного тока обычно используют трансформатор тока, а в цеп х посто нного тока - датчик посто нного тока. Нагрузкой датчика тока служит активное сопротивление , напр жение U уОнапр) на котором измен етс  пропорционально протекающему току нагрузки электрического аппарата . С выхода датчика тока 1 напр жение U #(1напр) подаетс  на вход усилител  2, где усиливаетс  и с выхода усилител  напр жение U р(напр) подаетс  на все п входы пороговых элементов 4, 5,.... п-1, п и на вход ключа 9. Порог срабатывани  пороговых элементов выбирают таким образом, чтобы при максимальном токе перегрузки Ineperp max порог срабатывани  был макси- мален, а при минимальном токе перегрузки Ineperp min порог срабатывани  был минимален , т.е. порог срабатывани  4, 5, ..., п-го порогового элемента выбираетс  из услови  Uni при

Ineperp max Ineperp Ineperp niln. Напр жение U Онагр) с выходов пороговых элементов 4, 5 n-1, n поступает

соответственно на первые входы компараторов б, 7, ..., п-1, п. С выхода генератора импульсов 3 импульсы с частотой 10 ± 1 Гц поступают на вход разв зывающего устройства 10, а с его п выходов импульсы поступают соответственно на вторые входы компараторов 6,7,..., п-1, п. Разв зывающее устройство осуществл ет электрическую разв зку вторых входов компаратороа друг от

друга. С выходов компараторов 6, 7п-1,

п сигнал поступает соответственно на п входы формировател  11, на выходе которого U р (нзгр) измен етс  в соответствии

с выбранной критической токовой перегрузкой от времени 1нагР - p(i), т.е. измен етс  в соответствии с U y(f(t)). Формирователь 11 обеспечивает временную задержку срабатывани  защитного элемента 8 и представл ет собой счетное устройство, построенное на триггерах, которые задерживают сигнал, соответственно, на врем  ti ta ... tn причем, чем больше ток

перегрузки, тем меньше врем  задержки сигнала. Количество пороговых элементов и количество входов счетного устройства определ етс  точностью приближени  к Ineperp f(t). При токе нагрузки электрического аппарата, не превышающем номинального значени , ключ 9 открыт и все триггеры счетного устройства формировате- л  11 наход тс  в нулевом состо нии, на выходе формировател  11 сигнал отсугствует и соответственно отсутствует сигнал на выходе защитного элемента 8 и электрический ai парат не отключаетс . При повышении токч нагрузки электрического аппарата выше номинального ключ 9 закрываетс  и

триггеры счетного устройства формировател  станов тс  готовым к работе.

Если сигнал Ui, поступивший с выхода усилител  2, при токе перегрузке И на все входы пороговых элементов 4, 5п-1, п,

больше их порогов срабатывани , то он будет присутствовать на всех выходах пороговых элементов и, соответственно, поступит на все первые входы компараторов 6, 7, ,.., п-1, п. Компараторы будут мен ть состо ние своего насыщени  и на всех выходах компараторов по в тс  импульсы частотой 10 ± 1 Гц и соответственно на всех входах формировател  11 и по в тс  на его выходе через врем  ti, t2tn и поступит

на вход защитного элемента 8. Поскольку ti t2 ... tn, то защитный элемент 8 отключит электрический аппарат 12 через врем  ti.

Если сигнал U2 Ui, поступивший с выхода усилител  2 при токе перегрузке 2 И

на все входы пороговых элементов 4, 5

п-1, т меньше порога срабатывани  порогового элемента 4 и больше порога срабатывани  пороговых элементов 5, .,., п-1, п, то

на выходе порогового элемента 4, сигнал будет отсутствовать, а на выходе пороговых элементов 5,.... п-1, п будет присутствовать и соответственно поступит на первые входы компараторов 7,.,., п-1, п. Так как на выходе

порогового элемента 4 Уа отсутствует, то компаратор 6 не будет мен ть состо ние своего насыщени  и на выходе компаратора 6 будут отсутствовать импульсы частотой 10 ±1 Гц и соответственно будут

отсутствовать импульсы на первом входе формировател  11 и через врем  ti электрический аппарат не отключитс . Компараторы 7, .... n-1, n будут мен ть состо ние своего насыщени  и на их выходах по в тс  импульсы частотой 10 ± 1 Гц, и соответственно на втором, третьем, n-ом входе формировател  11 и по в тс  на его выходе через врем  t2, 13 ... tn и поступ т на вход защитного элемента 8.

Поскольку tz ta ... tnjo исполнительный элемент защиты отключит электрический аппарат через врем  t2. Аналогично, если сигнал Un Un-1, поступивший с выхода усилител  2 при токе перегрузки ln ln-1 на входы пороговых элементов меньше порога срабатывани  пороговых элементов 4, 5, .... п-1, и больше порога срабатывани  порогового элемента п, то на выходе пороговых элементов 4, 5, ..., п-1. сигнал Un будет отсутствовать, а на выходе порогового элемента п будет присутствовать и соответственно поступит на первый вход компаратора п. Так как на выходе пороговых элементов 4, 5п-1 сигнал отсутству-

ет, то компараторы 6, 7 п-1 не будут

мен ть состо ние своего насыщени  и на их выходах будут отсутствовать импульсы частотой 10 ± 1 Гц и соответственно будут отсутствовать на первом, втором, треть- ем, п-1 входах формировател  11 ичерез врем  ti t2 ... tn-1 электрический аппарат не отключитс , В то же врем  компаратор п будет мен ть состо ние своего насыщени  и на его выходе по в тс  им- пульсы частотой 10 ± 1 Гц и соответствен но на n-м входе формировател  11 и по витс  на его выходе через врем  tn и поступит на вход защитного элемента 8. Защитный элемент 8 отключит электрический аппарат 12 через врем  tn. Если из большего значени  перегрузки по току, но за врем  не прошедшее до срабатывани  защиты произойдет снижение тока нагрузки до величины закрыти  п-го порогового элемента, счет произве- денный n-м счетным устройством формировател  11 запоминаетс  и он характеризует тепловой нагрев электрического аппарата. При нагрузке электрического аппарата выше номинальной, счет продолжа-

етс  от того порогового элемента, который открыт. При уменьшении тока нагрузки электрического аппарата до номинального значени  и ниже (сигнал с выхода усилител  2 меньше порога срабатывани  всех пороговых элементов) ключ 9 открываетс  и производитс  сброс всех триггеров счетного устройства формировател  11 в нулевое положение .

Технико-экономическа  эффективность от использовани  предлагаемого устройства достигаетс  за счет повышени  точности срабатывани  защиты в соответствии с заданной функцией, позвол ет заведомо обеспечить технологическую токовую перегрузку электрического аппарата, повышает его надежность.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  защиты электрических аппаратов при токовых перегрузках, содержащее датчик тока, вход которого предназначен дл  подключени  к выходу электрического аппарата, его выход подключен к усилителю сигнала тока, п пороговых элементов, п входов которых подключены к выходу усилител  сигнала тока , формирователь сигнала, выход которого подключен к входу защитного элемента, выход которого предназначен дл  подключени  к входу электрического аппарата, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности защиты от токов перегрузки во времени, превышающих заданные по режиму работы, независимо от температуры окружающей среды, оно дополнительно снабжено ключом, п компараторами, разв зывающим блоком, генератором импульсов, при этом формирователь сигнала выполнен с п+1 входами, вход ключа подключен к выходу усилител  сигнала тока, а выход - к п+1 входу формировател , первые входы всех п компараторов подключены соответственно к выходам п пороговых элементов, п выходов разв зывающего блока подключены со- ответственно к вторым входам п компараторов, выходы п компараторов подключены соответственно к п входам формировател  сигнала, а выход генератора импульсов подключен к входу разв зывающего блока.

     Ыг