PL89264B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad zabezpieczajacy do pojemnosciowego przekladnika napieciowego.

Znane jest stosowanie obciazenia wtórnego do tlumienia zaklócajacych przebiegów przejsciowych, takich jak drgania relaksacyjne i drgania niesynchroniczne, wystepujacych w pojemnosciowym przekladniku napiecio¬ wym, przy wystapieniu zwarcia na zaciskach pierwotnych tego przekladnika, na skutek nasycenia rdzenia prze¬ kladnika.

Taki uklad zabezpieczajacy do pojemnosciowego przekladnika napieciowego, w którym dla tlumienia zaklócajacych przebiegów przejsciowych, wlaczane jest okresowo obciazenie tlumiace o wartosci wielokrotnie wiekszej od wartosci nominalnej obciazenia przekladnika, znany jest z niemieckiego opisu ogloszeniowego nr 1 416 590. Ten znany uklad zabezpieczajacy zlozony jest z dzielnika pojemnosciowego, dlawika i transforma¬ tora posredniego, oraz zawiera wymienne wyzej przelaczane obciazenie tlumiace, zrealizowane w postaci okreso¬ wo wlaczanego rezystora obciazajacego. Zaklócajace przebiegi przejsciowe wystepuja z powodu wzrostu napiecia na zaciskach przekladnika pojemnosciowego, przykladowo przy wlaczaniu, przy przerwaniu zwarcia po stronie wtórnej, itd, nigdy jednak przy zaniku napiecia.

Wada takiego rozwiazania polega na tym, ze przebiegi przejsciowe w przypadku zwarcia na zaciskach strony pierwotnej pojemnosciowego przekladnika napieciowego sa okreslone przez charakterystyke tego pojemnoscio¬ wego przekladnika napieciowego i przez dolaczone do niego obciazenie strony wtórnej. Aby zapewnic dobre przebiegi przejsciowe jest rzecza konieczna stosowac jak najmniejsze wartosci obciazenia przekladnika. Inaczej mówiac wspomniane obciazenie tlumiace strony wtórnej nie jest dolaczone na stale, lecz dolaczone jest za pomoca srodków laczeniowych tylko na krótkie okresy czasu, jezeli wystepuja drgania relaksacyjne. Pomimo takich przedsiewziec wystepuja przebiegi przejsciowe, które moga dzialac silnie zaklócajaco na prace przekazni¬ ka ochronnego sieci, zwlaszcza w przypadku szybkich przekazników elektronicznych.

Celem wynalazku jest usuniecie tych wad, a zadaniem wynalazku jest opracowanie ukladu zabezpieczajace¬ go od zaklócajacych przebiegów przejsciowych w pojemnosciowym przekladniku napieciowym, przy wystapie¬ niu zwarcia na zaciskach pierwotnych tego przekladnika.2 89 264 Wytlumienie zaklócajacych przebiegów przejsciowych zostalo osiagniete przez zastosowanie ukladu za¬ bezpieczajacego zawierajacego szeregowo z dzielnikiem pojemnosciowym polaczona indukcyjnosc pomocnicza oraz obwód szeregowy utworzony z rezystora i kondensatora, zas element laczeniowy dolacza przelaczone obciazenie tlumiace strony wtórnej do transformatora posredniego, po osiagnieciu okreslonej wartosci spadku napiecia na indukcyjnosci pomocniczej lub napiecia kondensatora obwodu szeregowego. Alternatywnie, zamiast indukcyjnosci pomocniczej, szeregowo polaczonej z dzielnikiem pojemnosciowym, przewidziane zostalo dola¬ czenie zródla zasilajacego prad u stalego.

Przewaznie dolaczenie obciazenia tlumiacego strony wtórnej do transformatora posredniego nastepuje juz w czasie 1 do 3 ms.

Uklad zabezpieczajacy wedlug wynalazku znacznie zwieksza niezawodnosc pracy sieci wysokiego napiecia, pozwalajac na unikniecie wadliwych wyzwolen i opóznien zadzialania przekazników ochronnych sieci.

Najkorzystniejsze jest stosowanie jako obciazenia tlumiacego strony wtórnej rezystancji dobranej nastepu¬ jaco: Ri < —l-r • V " . 2'A C gdzie nT oznacza przekladnie transformatora posredniego, L oznacza indukcyjnosc magnesowania strony pier¬ wotnej tego transformatora, a C oznacza pojemnosc zastepcza dzielnika pojemnosciowego.

Celowe jest, gdy uzyskiwane z napiecia wtórnego napiecie obwodu szeregowego jest stabilizowane przez rezystor i diode Zenera, polaczona z tym rezystorem katoda.

Szczególnie korzystne jest, gdy równolegle z kondensatorem obwodu szeregowego polaczony jest tranzys¬ tor przelaczajacy npn, pomiedzy baza a emiterem którego wlaczony jest rezystor oraz prostownik mostkowy i drugi rezystor. Oba ostatnie rezystory tworza dzielnik napiecia zasilany napieciem wtórnym.

Korzystne jest równiez zastosowanie za.Tiiast prostownika mostkowego transformatora z zaczepem srodko¬ wym i dwóch prostowników. Ladowanie kondensatora odbywa sie ze stala czasu t = R3C4, gdzie R3 jest wartoscia rezystancji rezystora obwodu szeregowego, zas C4 jest wartoscia pojemnosci kondensatora obwodu szeregowego. Ladowanie to trwa dotad, dopóki wartosc chwilowa napiecia wtórnego lezy w granicy ± U^. Przy przekroczeniu tych wartosci granicznych, nastepuje natychmiastowe rozladowanie kondensatora.

Korzystne jest, gdy ta stala czasu obwodu szeregowego spelnia nastepujaca nierównosc: r>a arc sin/ — / b • U2 • VI 180-fn-In/ Us us - uLr gdzie a oznacza wspólczynnik bezpieczenstwa, b • U2 oznacza najmniejsze napiecie wtórne, przy którym uklad musi dzialac, U2 -jest wartoscia nominalna napiecia wtórnego przekladnika, \A oznacza wartosc graniczna chwilowej wartosci napiecia wtórnego U2, przy której zaczyna sie lub konczy ladowanie kondensatora obwodu szeregowego, Us - wartosc stabilizowanego napiecia zasilania obwodu szeregowego, ULmjn -jest wartoscia mi¬ nimalna napiecia ladowania kondensatora obwodu szeregowego, przy której nastepuje wyzwolenie obwodu przelaczajacego, fn oznacza wartosc nominalna czestotliwosci sieci przekladnika, zas In oznacza logarytm natu¬ ralny.

W celu rozladowania kondensatora obwodu szeregowego przy osiagnieciu granicznej, chwilowej wartosci napiecia wtórnego, dolaczony jest do niego równolegle tranzystor przelaczajacy npn.

Korzystne jest polaczenie szeregowe z emiterem tego tranzystora przelaczajacego npn diody Zenera. Dzie¬ ki temu emiter jest zasilany napieciem stabilizowanym. W celu tlumienia wplywu drgan wyzszych od czestotli¬ wosci sieci na uklady sterujace, zatosowano przykladowo obwody filtrów. Uzyskuje sie dzieki temu równiez krótsze czasy dolaczania obciazenia strony wtórnej.

Wedlug wynalazku obciazenie tlumiace strony wtórnej podzielone jest na kilka obciazen czesciowych.

Dzieki temu mozna po pierwsze uzyskiwac tlumienie zgodne z potrzeba, a po drugie mozna wykorzystywac to samo obciazenie tlumiace strony wtórnej do tlumienia drgan relaksacyjnych i podharmonicznych, przy czym obciazenie czesciowe odlacza sie stopniowo i w ten sposób unika sie wzbudzenia nowych, niepozadanych prze¬ biegów przejsciowych na skutek odlaczenia zbyt duzego obciazenia tlumiacego strony wtórnej.89 264 3 Szczególnie lagodne odlaczanie obciazenia tlumiacego strony wtórnej mozna uzyskac wtedy, gdy ostatnia czesc przelaczanego obciazenia tlumiacego strony wtórnej jest utworzona przez dostrojony do czestotliwosci sieci obwód rezonansu równoleglego z szeregowo dolaczona rezystancja. Zaleca sie, by kondensator wchodzacy w sklad obwodu rezonansu równoleglego mial wartosc spelniajaca nastepujaca zaleznosc: Cs>y-u| -C, gdzie uj oznacza przekladnie transformatora posredniego, a C oznacza pojemnosc zastepcza dzielnika pojem¬ nosciowego.

Do wylaczania obciazen czesciowych zgodnie z wynalazkiem zastosowano jeden lub wiecej czlonów czaso¬ wych, a obwody obciazen czesciowych podtrzymuja same swe dolaczenia, az zostanie wydany rozkaz wylacze¬ nia czlonów czasowych, przy czym do podtrzymania stanu wlaczenia elementów laczacych wykorzystywany jest spadek napiecia na jednym lub kilku obciazeniach czesciowych.

Zgodnie z wynalazkiem zalecane jest zastosowanie szeregowego polaczenia kondensatora pamieci i rezysto¬ ra, z których napiecie róznicowe, pojawiajace sie na ich zaciskach, stanowi dodatkowy sygnal dla elementu laczeniowego wlaczajacego obciazenie tlumiace strony wtórnej.

Jako element pamieci dla pierwszej polówki fali napiecia wtórnego zastosowany jest wspomniany konden¬ sator pamieci polaczony szeregowo z dioda, natomiast wspomniany, polaczony szeregowo z kondensatorem pamieci, rezystor wraz z dolaczonymi do jego zacisków szeregowo polaczonymi dioda i uzwojeniem wtórnym transformatora pomocniczego, stanowia element pamieci dla drugiej polówki fali napiecia wtórnego.

Zalecane jest, by do rozladowywania kondensatora pamieci zastosowac polaczony równolegle tyrystor sterowany przez napiecie wtórne. W ten sposób mozna przykladowo polaczyc ochrone przepieciowa dla czesci sredniego napiecia z ukladem zabezpieczajacym. Ponadto korzystne jest, by w celu rozladowania kondensatora elementu pamieci pierwszej pólfali napiecia wtórnego, zastosowac dolaczony równolegle tyrystor sterowany przez prad pierwotny transformatora posredniego. Prad pierwotny transformatora posredniego mozna tak dopro¬ wadzic do ukladu, ze obciazenia tlumiace strony wtórnej beda dolaczone, gdy tylko ten prad pierwotny przewyzszy zadana wartosc.

Przemiot wynalazku zostanie blizej omówiony na przykladach wykonania, pokazanych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pojemnosciowy przekladnik napieciowy z przelaczanym obciazeniem tlumiacym stro¬ ny wtórnej, fig. 2 — uklad zabezpieczajacy do pojemnosciowego przekladnika napieciowego, fig. 3- obwód wyzwalania dla ukladu zabezpieczajacego, fig. 4 - obwód sterowania ukladu zabezpieczajacego, fig. 5 - inne alternatywne wykonanie obwodu sterowania ukladu zabezpieczajacego z dioda Zenera wytwarzajaca stabilizowa¬ ne napiecie, fig. 6 — przebieg napiecia wtórnego pojemnosciowego przekladnika napieciowego, fig. 7-uklad zabezpieczajacy pojemnosciowego przekladnika napieciowego wedlug fig. 1, zawierajacy odlaczane w trzech stopniach obciazenie tlumiace strony wtórnej, zas fig. 8 - obwód sterowania ukladu zabezpieczajacego z elemen¬ tami pamieci pólfal napiecia wtórnego.

Jak uwidoczniono na fig. 1, uklad zabezpieczajacy pojemnosciowego przekladnika napieciowego, zlozony z dzielnika pojemnosciowego Ci C2, dlawika glównego Lx, transformatora posredniego T i obciazenia tlumiace¬ go Ri strony wtórnej, jest dolaczony za pomoca elementu laczeniowego S, korzystnie triaka.

Na fig. 2 pokazany jest pojemnosciowy przekladnik napieciowy, w którym uklad zabezpieczajacy, po zaniku napiecia na zaciskach wtórnych, powoduje dolaczenie obciazenia tlumiacego Rt strony wtórnej za pomoca elementu laczeniowego S na podstawie oceny spadku napiecia na dlawiku pomocniczym L^, polaczo¬ nym szeregowo z dzielnikiem pojemnosciowym Cx C2.

Na fig. 3 pokazano obwód wyzwalania ukladu zabezpieczajacego, przy którym obciazenie tlumiace strony wtórnej jest dolaczone po zaniku napiecia na zaciskach pierwotnych pojemnosciowego przekladnika napieciowe¬ go. Obwód wyzwalania tego ukladu zabezpieczajacego sklada sie z zacisków ze stalym napieciem Us, z nalado¬ wanego do napiecia Uc4 kondensatora C4 i z rezystora R3, tworzacych obwód szeregowy. Przez ten rezystor R3 kondensator C4 laduje sie ze stala czasu r = R3C4, dopóki wartosc chwilowa napiecia wtórnego lezy pomiedzy wartosciami granicznymi ±LT2 , jak to uwidoczniono na fig. 6. Po przekroczeniu tych granicznych wartosci nastepuje natychmiastowe rozladowanie kondensatora C4. Rezystor R2 i dioda Zenera Dt powoduja stabilizacje napiecia zasilajacego obwód szeregowy R3 C4.

Na fig. 6 zaznaczono czas ladowania t kondensatora C4 oraz wartosci graniczne ±\A napiecia wtórnego U2, przy których przekroczeniu nastepuje rozladowanie tego kondensatora.

Uwidoczniony na fig. 4 obwód sterowania zawiera tranzystor przelaczajacy Snpn, za pomoca którego wlaczany pomiedzy jego emiter i kolektor, kondensator C4 moze zostac natychmiast rozladowany, w zaleznosci4 89 264 od wartosci chwilowej napiecia wtórnego U2 przekladnika. W tym przypadku to rozladowanie nastepuje po¬ przez dzielnik napieciowy R4R5 i prostownik mostkowy.

Alternatywnie do obwodu pokazanego na fig. 4, obwód sterujacy uwidoczniony na fig. 5 zawiera dodatko¬ wa idode Zenera D2, wytwarzajaca stabilizowane napiecie emitera tranzystora przelaczajacego Snpn. W tym przypadku napiecie to jest wytwarzane z napiecia wtórnego U2 przez transformator pomocniczy Th2 , prosto¬ wnik mostkowy i rezystor szeregowy R6 na tej diodzie Zenera D2. W takim ukladzie uzyskuje sie jednoznaczne zadzialanie tranzystora przelaczajacego Snpn.

Na fig. 7 przedstawiono uklad zabezpieczajacy pojemnosciowego przekladnika napieciowego, zlozony z pojemnosciowego dzielnika napiecia Ci C2, dlawika glównego Lt, transformatora posredniego T i trzech tria- ków 3, przy czym obciazenie tlumiace strony wtórnej jest przelaczane po jednym stopniu. Dwa pierwsze stopnie Ri' i Rt" obciazenia tlumiacego Rt sa czysto rezystancyjne, a ostatni stopien stanowi szeregowe polaczenie obwodu rezonansu równoleglego L4C5 z rezystorem R7. Czlon czasowy 2 wyzwala w znany sposób stopniowe odlaczanie trzech stopni obciazenia tlumiacego Rt. Jako zródlo napiecia zasilajacego dla czlonu czasowego 2 sluzy spadek napiecia na rezystorze Rt'.

Na podstawie fig. 8 wyjasniona jest zasada sterowania ukladu zabezpieczajacego z kondensatorem pamieci C6 z dolaczona szeregowo dioda dla pierwszej pólfali napiecia wtórnego U2. Druga pólfala napiecia wtórnego U2 wytwarza wtedy spadek napiecia na rezystorze R8, przy czym zastosowano transformator pomocniczy Th2 oraz rezystor R8 z polaczona szeregowo dioda. Napiecie róznicowe Uc6 - R8, stanowiace róznice napiecia na kondensatorze C6 i wartosci chwilowej napiecia na rezystorze R8, oceniane jest jako kryterium wyzwalania dolaczania obciazenia tlumiacego strony wtórnej. Rozladowanie kondensatora pamieci C6 rozwiazane jest za pomoca tyrystora 1, dolaczonego równolegle do tego kondensatora.

Claims (22)

Zastrzezenia patentowe

1. Uklad zabezpieczajacy do pojemnosciowego przekladnika napieciowego, zlozony z dzielnika po¬ jemnosciowego, dlawika i transformatora posredniego oraz zawierajacy podzielone na kilka obciazen czescio¬ wych, przelaczane obciazenie tlumiace strony wtórnej o wartosci wielokrotnie wiekszej od nominalnego obcia¬ zenia przekladnika, znamienny tym, ze zawiera szeregowo z dzielnikiem pojemnosciowym (Cx ,C2) pola¬ czona indukcyjnosc pomocnicza (1^), oraz obwód szeregowy utworzony z rezystora (R3) i kondensatora (C4), natomiast element laczeniowy (S) dolacza przelaczane obciazenie tlumiace (Rx) strony wtórnej do transforma¬ tora posredniego (T), po osiagnieciu okreslonej wartosci spadku napiecia na indukcyjnosci pomocniczej lub napiecia kondensatora (C4) obwodu szeregowego.

2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny ty m, ze obwód szeregowy (R3C4) jest polaczony z zaciska¬ mi napiecia wtórnego poprzez rezystor (R2) i diode Zenera (D,), przeznaczonych do stabilizacji napiecia zasilaja¬ cego ten obwód.

3. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze równolegle do kondensatora (C4) obwodu szerego¬ wego dolaczony jest tranzystor przelaczajacy (Snpn), pomiedzy baza a emiterem którego wlaczony jest rezystor (R4) oraz prostownik mostkowy i drugi rezystor (R5), tworzacy z tym pierwszym rezystorem (R4) dzielnik napiecia zasilany napieciem wtórnym.

4. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze równolegle do kondensatora (C4) obwodu szerego¬ wego dolaczony jest tranzystor przelaczajacy (Snpn), zas pomiedzy jego baze i emiter jest wlaczony rezystor (R4), oraz transformator (Tm) z zaczepem srodkowym, dwa prostowniki i drugi rezystor (R5), tworzacy z pier¬ wszym z wymienionych rezystorów (R4) dzielnik napiecia zasilany napieciem wtórnym.

5. Uklad wedlug zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, ze szeregowo z emiterem tranzystora przela¬ czajacego (Snpn) polaczona jest dioda Zenera (D2).

6. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ostatnia czesc przelaczanego obciazenia tlumiace¬ go (R|) urony wtórnej jest utworzona przez dostrojony do czestotliwosci sieci obwód rezonansu równoleglego (I^Cs) z dolaczonym szeregowo rezystorem (R7).

7. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do elementu laczeniowego (S) wlaczajacego obcia¬ zenie tlumiace (Rj) strony wtórnej, jest doprowadzany dodatkowy sygnal, stanowiacy napiecie róznicowe pojawiajace sie na zaciskach szeregowego polaczenia kondensatora pamieci (C6) i rezystora (Rg).

8. Uklad wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze szeregowo z kondensatorem pamieci (Ce) wlaczo¬ na jest dioda.

9. Uklad wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze szeregowo z rezystorem (R8) wlaczone sa dioda oraz uzwojenie wtórne transformatora pomocniczego (TW).89264 5

10. Uklad wedlug zastrz. 7, z n a m i e n n y t y m, ze równolegle do kondensatora pamieci (C«) dola- czony jest tyrystor (1), sterowany napieciem wtórnym, rozladowywujacy ten kondensator.

11. Uklad wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze równolegle do kondensatora pamieci (C6) dola¬ czony jest tyrystor (1), sterowany pradem pierwotnym transformatora posredniego (T)> rozladowywujacy ten kondensator.

12. Uklad zabezpieczajacy do pojemnosciowego przekladnika napieciowego, zlozony z dzielnika pojem¬ nosciowego, dlawika i transformatora posredniego oraz zawierajacy podzielone na kilka obciazen czesciowych, przelaczane obciazenia tlumiace strony wtórnej o wartosci wielokrotnie wiekszej od nominalnego obciazenia przekladnika, znamienny tym, ze zawiera szeregowo z dzielnikiem pojemnosciowym (Ci, C2) polaczo¬ ne zródlo zasilajace pradu stalego, oraz obwód szeregowy utworzony z rezystora (R3) i kondensatora (C4), natomiast element laczeniowy (S) dolacza przelaczane obciazenie tlumiace (Rj) strony wtórnej do transforma¬ tora posredniego (T), po osiagnieciu okreslonej wartosci spadku napiecia na indukcyjnosci pomocniczej lub napiecia kondensatora (C4) obwodu szeregowego.

13. Uklad wedlug zastrz. 12, znamienny tym, ze obwód szeregowy (R3C4) jest polaczony z zacis¬ kami napiecia wtórnego poprzez rezystor (R2) i diode Zenera (Dj), przeznaczonych do stabilizacji napiecia zasilajacego ten obwód.

14. Uklad wedlug zastrz. 12, znamienny tym, ze równolegle do kondensatora (C4) obwodu szere¬ gowego dolaczony jest tranzystor przelaczajacy (Snpn), pomiedzy baza a emiterem którego wlaczony jest rezys¬ tor (R4) oraz prostownik mostkowy i drugi rezystor (R5), tworzacy z tym pierwszym rezystorem (R4) dzielnik napiecia zasilany napieciem wtórnym

15. Uklad wedlug zastrz. 12, znamienny tym, ze równolegle do kondensatora (C4) obwodu szere¬ gowego dolaczony jest tranzystor przelaczajacy (Snpn), zas pomiedzy jego baze i emiter jest wlaczony rezystor (Ra), oraz transformator (THl) z zaczepem srodkowym, dwa prostowniki i drugi rezystor (R5), tworzacy z pier¬ wszym z wymienionych rezystorów (1^) dzielnik napiecia zasilany napieciem wtórnym.

16. Uklad wedlug zastrz. 14 albo 15, znamienny tym, ze szeregowo z emiterem tranzystora przela¬ czajacego (Snpn) polaczona jest dioda Zcnera (Dj).

17. Uklad wedlug zastrz. 12, znamienny tym, ze ostatnia czesc przelaczanego obciazenia tlumia¬ cego (Ri) strony wtórnej jest utworzona przez dostrojony do czestotliwosci sieci obwód rezonansu równoleglego (l^Cs) z dolaczonym szeregowo rezystorem (R7).

18. Uklad wedlug zastrz. 12, znamienny tym, ze do elementu laczeniowego (S) wlaczajacego ob¬ ciazenie tlumiace (Rt) strony wtórnej, jest doprowadzany dodatkowy sygnal, stanowiacy napiecie róznicowe pojawiajace sie na zaciskach szeregowego polaczenia kondensatora pamieci (C6) i rezystora (R8).

19. Uklad wedlug zastrz. 18, zn a mi en n y t y m, ze szeregowo z kondensatorem pamieci (C6) wlaczona jest dioda.

20. Uklad wedlug zastrz. 18, znamienny tym, ze szeregowo z rezystorem (R8) wlaczone sa dioda oraz uzwojenie wtórne transformatora pomocniczego (ThA

21. Uklad wedlug zastrz. 18, znamienny tym, ze równolegle do kondensatora pamieci (C8) dola¬ czony jest tyrystor (1), sterowany napieciem wtórnym, rozladowywujacy ten kondensator.

22. Uklad wedlug zastrz. 18, znamienny tym, ze równolegle do kondensatora pamieci (C6) dola¬ czony jest tyrystor (1), sterowany pradem pierwotnym transformatora posredniego rozladowywujacy kondensa¬ tor. Fig. 1 Fig. 289 264 Fig. 3 Fig. A c,« Ct« Snpn Fig. 5 Rj C«- i ^¦rQ 1 D* *» =>—• u, Fig.6 il I nlf JfV Rg-7 l*V«. Fig.8 Sklad-Prac. Poligraf. U° PRL Druk-WOSJ „Wspólna Sprawa" Format A4. Naklad 120 + 1B. Cena 10 zl