RO125643A2 - Aparat de limitare a supratensiunilor tranzitorii, generate de comutaţia în vid, pentru circuitele electrice de joasă tensiune - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un aparat de protecţie automată împotriva supratensiunilor tranzitorii de comutaţie, ce apar în circuitele electrice de putere de joasă tensiune, în care comutaţia se realizează prin intermediul contactoarelor sau întreruptoarelor cu vid avansat. Aparatul conform invenţiei este alcătuit dintr-o punte redresoare (3) trifazată, care transformă tensiunile tranzitorii de restabilire într-o tensiune tranzitorie continuă, care alimentează o sarcină dinamică, constituită dintr-un dispozitiv (4) electronic multijoncţiune şi o rezistenţă de balast (5), tensiunea de intrare în conducţie a dispozitivului (4) electronic fiind programată prin intermediul unei diode (6) Zenner şi al unei rezistenţe (7) limitatoare, o întârziere la intrarea în funcţiune a dispozitivului (4) multijoncţiune şi o protecţie a acestuia împotriva unor acţionări false fiind asigurate prin intermediul unei rezistenţe (9) conectate în paralel cu o capacitate (8), iar o protecţie instantanee la supratensiune este asigurată prin intermediul unai alte rezistenţe (10) neliniare.

Description

OFMUL ΰΕ & ί Λ ΡΙ.ΝΤΒΙ? iNVEHțî! Și MĂRCI

Cerere de brevet de invenție

Nr.>± COC

ΒΒΒΒΒΒΒΒΒβΒΒΒΒΒΒΒΟΒΒβΒβΒΒΒββΒΒββΒΒΒ··

I. Data dei)ozit.....J.3 Jl;®

APARAT DE LIMITARE A SUPRATENSIUNILOR TRANZITORII, GENERATE DE COMUTAȚIA ÎN VID, PENTRU CIRCUITELE ELECTRICE DE JOASĂ TENSIUNE

Invenția are drept obiectiv realizarea unui aparat de protecție automată împotriva supratensiunilor tranzitorii de comutație, ce apar în circuitele electrice de putere de joasă tensiune în care comutația se realizează prin intermediul contactoarelor sau întreruptoarelor cu vid avansat.

Aparatele cunoscute de limitare a supratensiunilor ce apar în circuitele electrice de putere de joasă tensiune utilizează dispozitive electronice cu rezistență variabilă, dependentă de tensiune, ce se conectează între fazele circuitului electric protejat, în vederea disipării energiei electromagnetice acumulate în câmpul electric și magnetic al circuitului electric dintre aparatul de comutație și consumator, la deconectarea acestuia, energie care generează supratensiuni ce solicită suplimentar izolațiile electrice și pun în pericol funcționarea sigură a acestora.

Se cunosc astfel de aparate, ce utilizează metoda menționată, folosite în rețelele electrice de joasă tensiune pentru protecția consumatorilor electrici sub denumirea generică de supresoare de supratensiuni tranzitorii cum ar fi cele de tipul 3RT19661PV3-Siemens, 3RT1966-1PV4 - Siemens, aceste aparate fiind impuse din necesități de asigurare al indicatorilor de fiabilitate a consumatorilor electrici din punctul de vedere al tensiunilor.

Aparatele utilizate în instalațiile electroenergetice prezintă dezavantaje legate de faptul că: forma caracteristicii tensiune-curent nu este de tip limitator „Zenner” în zona de saturație; nu descarcă complet și suficient de rapid sarcina electrică tranzitorie din circuitul deconectat, după deschiderea contactelor cu vid avansat, astfel încât tensiunea de restabilire poate evolua oscilant amortizat în limite periculoase din punct de vedere al electrosecurității; parametrii nominali de funcționare sunt impuși de către constructor la valori fixe ce țin cont de tensiunea de încercare a izolațiilor pentru aparatura de comutație de joasă tensiune; nu permit setarea parametrilor nominali de funcționare în funcție de tensiunile de serviciu ale aparaturii de comutație;

Scopul invenției este de a elimina toate aceste insuficiente și de a limita consecințele suprasolicitărilor de tensiune care apar la deconectarea dinamică - cu

I (Κ-2 0 0 9 - 0 0 0 1 4 -- 23

-01“ 2009 contacte în vid avansat, sau statică - cu dispozitive semiconductoare de putere cu comandă ON/OFF pe grilă (poartă), a consumatorilor electrici de putere.

Problema pe care o rezolvă invenția constă în realizarea unui aparat de protecție împotriva supratensiunilor tranzitorii cu o caracteristică tensiune-curent neliniară cu disiparea integrală a energiei electromagnetice din circuitul comutat, prin șuntarea fazelor circuitului din aval de aparatul de comutație de putere, cu o rezistență dinamică de valoare ohmică mică atunci când aparatul acționează. Intrarea în conducție a aparatului de protecție se face automat din momentul creșterii tensiunii tranzitorii de restabilire peste un nivel limită programat pentru o anumită tensiune de serviciu a sistemului electric până la descărcarea completă a energiei electromagnetice din respectivul circuit. La o nouă punere sub tensiune a sistemului electric protejat aparatul de protecție se află în starea de rezistență electrică maximă permițând astfel alimetarea cu energie electrică a consumatorului.

Conform invenției prin utilizarea aparatului de protecție conceput se elimină dezavantajele amintite prin aceea că: datorită formei specifice a caracteristicii tensiunecurent aparatul menține permanent în limite sigure, din punct de vedere al izolației, tensiunea de restabilire a circuitului deconectat; descarcă complet și suficient de rapid sarcina electrică tranzitorie din circuitul deconectat, după deschiderea contactelor cu vid avansat, astfel încât tensiunea de restabilire poate evolua oscilant amortizat în limite nepericuloase din punct de vedere al electrosecurității; parametrii nominali de funcționare ai aparatului pot fi programați de către utilizatorul acestuia pentru fiecare tensiune de serviciu în limita tensiunii nominale a aparatului;

Se dă în continuare un exemplu de realizare al invenției, în legătură cu fig.1,2, 3, care reprezintă:

- Fig. 1, Schema electrică de amplasare, în circuitul comutat, a aparatului de protecție împotriva supratensiunilor tranzitorii de comutație.

- Fig. 2, Schema de principiu a aparatului de protecție automată împotriva supratensiunilor tranzitorii de comutație.

- Fig. 3, Caracteristica tensiune-curent a aparatului de protecție automată împotriva supratensiunilor tranzitorii de comutație.

0—2009-00014

-Ol- 2009

Z3

Aparatul de protecție automată împotriva supratensiunilor tranzitorii de comutație (1), se amplasează în aval de contactele principale ale contactorului de putere cu vid avansat (2) și se conectează între fazele circuitului protejat conform schemei electrice din (fig.i)

Schema de principiu a aparatului de protecție automată împotriva supratensiunilor tranzitorii de comutație, (fig.2), conține puntea redresoare trifazată (3) care transformă tensiunile tranzitorii de restabilire trifazate într-o tensiune tranzitorie continuă ce alimentează o sarcină dinamică constituită dintru-un dispozitiv electronic multijoncțiune (4) și o rezistență de balast (5). Tensiunea de intrare în conducție (Ud) a dispozitivului electronic este programată prin intermediul diodei Zenner (6) și a rezistenței limitatoare (7). întârzierea la intrarea în funcțiune a dispozitivului multijoncțiune și protecția acestuia împotriva acționărilor false este asigurată prin intermediul rezistenței (9) conectată în paralel cu capacitatea (8). Protecția instantanee la supratensiune a dispozitivului static este asigurată prin intermediul rezistenței neliniare (10).

Caracteristica tensiune-curent a aparatului de protecție automată împotriva supratensiunilor tranzitorii de comutație, (fig3), este de tip neliniar (varianta a), aceasta având o valoare a tensiunii de intrare în conducție a dispozitivului electronic multijoncțiune Ud, de valoare programată și o tensiune de saturație (Umaxa) de valoare neglijabilă în comparație cu tensiunea de saturație (Umax_b) a supresoarelor de referință, industriale echivalente.

Aparatul de protecție automată împotriva supratensiunilor tranzitorii de comutație, ce apar în circuitele electrice de putere de joasă tensiune în care comutația se realizează prin intermediul contactoarelor sau întreruptoarelor cu vid avansat, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- limitează eficient vârfurile periculoase de supratensiune care apar la comutația dinamică în vid avansat;

- menține permanent în limite sigure, din punct de vedere al izolației, tensiunea de restabilire a circuitului deconectat;

- descarcă integral și suficient de rapid sarcina electrică tranzitorie din circuitul deconectat, după deschiderea contactelor cu vid avansat;

-2009-00014-13 -Oh 2009 tensiunea de restabilire poate evolua oscilant amortizat în limitele nepericuloase din punct de vedere al electrosecurității;

parametrii nominali de funcționare ai aparatului pot fi programați de către utilizatorul acestuia pentru fiecare tensiune de serviciu în limita tensiunii nominale a aparatului;

Claims (1)

1. ^-2009-00014-1 3 -01- 2009

   REVENDICĂRI

   1. Aparatul de protecție automată împotriva supratensiunilor tranzitorii de comutație, ce apar în circuitele electrice de putere de joasă tensiune, prin conectarea sa în circuitul dintre contactorul de putere și consumator și prin caracteristica de acționare simetrică, programabilă pentru un anumit nivel de tensiune de serviciu, reușește să limiteze eficient vârfurile periculoase de supratensiune care apar la comutația dinamică în vid avansat. Datorită caracteristicii cumulate, (fig.3), a dispozitivului electronic multijoncțiune, circuitul propus disipează integral și rapid energia electromagnetică vehiculată în circuitul de putere deconectat, limitând amplitudinea maximă a supratensiunilor tranzitorii de comutație la valori nepericuloase pentru izolația electrică.