RU2076419C1

RU2076419C1 - Circuit breaker with undervoltage release

Info

Publication number: RU2076419C1
Application number: RU93057379/07A
Authority: RU
Inventors: Н.П. Сараев; А.Р. Ефимов; Н.А. Бандура; В.А. Усенко
Original assignee: Акционерное общество "Электроаппарат"
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1997-03-27

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: circuit breaker has power contacts 8, leads for connecting equipment 10 to be protected, current-limiting resistor 3, and undervoltage release coil 4 shorted out by diode 5, in addition, it is provided with threshold unit that has thyristor 6 and variable resistor 7, auxiliary make contact 2 with button for its leading ON-operation, and second diode 1. Threshold unit is connected in parallel with coil 4 through shorting-out diode 5. One of leads of coil 4 is connected to neutral conductor through current-limiting resistor 3. Other lead of coil 4 is connected to cathode of diode 1 whose anode is connected to phase conductor through auxiliary make contact 2. EFFECT: facilitated control of undervoltage release parameters; improved operating accuracy of circuit breaker. 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическим выключателям, и может быть использовано для защиты электроустановок переменного тока от снижения питающего напряжения. The invention relates to electrical engineering, in particular to circuit breakers, and can be used to protect AC electrical installations from reducing the supply voltage.

В автоматическом выключателе для защиты электрических цепей при снижении напряжения ниже допустимого используется расцепитель минимального напряжения, который срабатывает, когда контролируемое напряжение на катушке расцепителя становится меньше заданного. In the circuit breaker, to protect the electrical circuits when the voltage drops below the permissible limit, the undervoltage release is used, which is activated when the monitored voltage on the release coil becomes less than the specified value.

Известен автоматический выключатель с расцепителем минимального напряжения, содержащий силовые контакты, выводы для подключения питающей сети с нулевым проводом, выводы для подключения защищаемой установки, токоограничивающий резистор и катушку расцепителя минимального напряжения, шунтируемую диодом (А. С. Горобец, И. Х. Евзеров. "Автоматические выключатели серии А 3700. М. Энергоатомиздат, 1984, с. 15). A circuit breaker with a undervoltage release is known, it contains power contacts, leads for connecting a supply network with a zero wire, leads for connecting a protected installation, a current-limiting resistor and a coil of a undervoltage release shunted by a diode (A. S. Gorobets, I. Kh. Evzerov. "Automatic switches of a series A 3700. M. Energoatomizdat, 1984, p. 15).

Недостатками известного автоматического выключателя являются недостаточно высокая точность и надежность срабатывания расцепителя минимального напряжения, разброс и нестабильность параметров, вызванных остаточной намагниченностью магнитной системы. The disadvantages of the known circuit breaker are not high enough accuracy and reliability of operation of the undervoltage release, the spread and instability of the parameters caused by the residual magnetization of the magnetic system.

Задачей изобретения является повышение точности и надежности срабатывания защиты при снижении питающего напряжения, обеспечение регулировки параметров расцепителя. The objective of the invention is to increase the accuracy and reliability of operation of the protection while reducing the supply voltage, providing adjustment of the parameters of the release.

Для решения этой задачи в автоматический выключатель с расцепителем минимального напряжения, содержащий силовые контакты, выводы для подключения питающей сети с нулевым проводом, выводы для подключения защищаемой установки, токоограничивающий резистор и катушку расцепителя минимального напряжения, шунтируемую диодом, введен пороговый узел, состоящий из тиристора и подстроечного резистора, вспомогательный замыкающий контакт с кнопкой для его опережающего включения и второй диод, причем пороговый узел подключен параллельно катушке расцепителя минимального напряжения через шунтирующий диод, один из выводов катушки соединен с нулевым проводом через токоограничивающий резистор, а другой подключен к катоду второго диода, анод которого через упомянутый вспомогательный замыкающий контакт подключен к фазовому проводу. To solve this problem, a threshold unit consisting of a thyristor and a thyristor is inserted into a circuit breaker with a undervoltage release containing power contacts, terminals for connecting a supply network with a zero wire, terminals for connecting a protected installation, a current-limiting resistor and a coil of undervoltage release shunted by a diode a tuning resistor, an auxiliary make contact with a button for its leading inclusion and a second diode, and the threshold node is connected in parallel with the coil p the undervoltage acceptor via a shunt diode, one of the coil leads is connected to the neutral wire through a current-limiting resistor, and the other is connected to the cathode of the second diode, the anode of which is connected to the phase wire through the aforementioned auxiliary closing contact.

Использование порогового узла, содержащего тиристор и подстроечный резистор, и включенного параллельно катушке распылителя минимального напряжения позволяет обеспечить регулировку параметров расцепителя током, вызванным ЭДС самоиндукции катушки, и повысить точность срабатывания защиты. The use of a threshold node containing a thyristor and a tuning resistor, and connected in parallel with the minimum voltage spray gun coil, allows for the adjustment of the release parameters by the current caused by the self-induction emf of the coil and to increase the accuracy of the protection operation.

Кроме того, предлагаемое устройство позволяет уменьшить влияние гистерезиса, что повышает надежность защиты. In addition, the proposed device can reduce the effect of hysteresis, which increases the reliability of protection.

На фиг. 1 показана принципиальная схема автоматического выключателя; на фиг. 2 кривая изменения тока в катушке расцепителя минимального напряжения при однополупериодном выпрямлении при открытом тиристоре, где J_к ток в цепи катушки расцепителя, J_с-а периодическая составляющая тока, обусловленная ЭДС, самоиндукции катушки; на фиг. 3 кривая изменения тока в катушке расцепителя минимального напряжения при закрытом тиристоре.In FIG. 1 shows a circuit diagram of a circuit breaker; in FIG. 2 the curve of variation of the coil current when the undervoltage release half-wave rectification with open thyristor, wherein J in the chain _{to the} current trip coil, J s _with periodic current component caused by EMF self-induction coil; in FIG. 3 curve of the current in the coil of the undervoltage release when the thyristor is closed.

Автоматический выключатель содержит выпрямительный диод 1, вспомогательный замыкающий контакт с кнопкой для его опережающего включения 2, токоограничивающий резистор 3, исполнительный орган катушку расцепителя минимального напряжения 4, шунтируемую диодом 5, пороговый узел, состоящий из тиристора 6 и подстроечного резистора 7, силовые контакты 8, выводы для подключения питающей сети с нулевым проводом 9 и выводы для подключения защищаемой установки 10. The circuit breaker contains a rectifying diode 1, an auxiliary closing contact with a button for its leading inclusion 2, a current-limiting resistor 3, an actuator coil of the undervoltage release 4, shunted by a diode 5, a threshold node consisting of a thyristor 6 and a tuning resistor 7, power contacts 8, conclusions for connecting the mains with zero wire 9 and conclusions for connecting the protected installation 10.

Первый вывод катушки расцепителя 4 соединен с нулевым проводом через токоограничивающий резистор 3, а второй вывод подключен к катоду диода 1. Анод диода 1 подключен к фазовому проводу через вспомогательный замыкающий контакт 2. The first output of the release coil 4 is connected to the neutral wire through a current-limiting resistor 3, and the second output is connected to the cathode of the diode 1. The anode of the diode 1 is connected to the phase wire through an auxiliary make contact 2.

Для поддержки во втором полупериоде тока, вызванного ЭДС самоиндукции от запасенной в катушке 4 энергии, цепочка из диода 5 и порогового узла, состоящего из тиристора 6 и подстроечного резистора 7, подключена параллельно катушке 4. To support the current induced by the EMF of self-induction from the energy stored in coil 4 in the second half-cycle, a chain of diode 5 and a threshold node consisting of thyristor 6 and trimming resistor 7 is connected in parallel with coil 4.

Устройство работает следующим образом. При нажатой кнопке 2 (вспомогательный замыкающий контакт замкнут) и положительном полупериоде напряжения в сети (плюс на фазе С) диод 5 и тиристор 6 закрыты. The device operates as follows. When button 2 is pressed (auxiliary make contact closed) and the positive half-cycle of the mains voltage (plus in phase C), diode 5 and thyristor 6 are closed.

Ток протекает через диод 1, катушку расцепителя 4 и токоограничивающий резистор 3. При отрицательном полупериоде диод 1 закрыт. Current flows through diode 1, the release coil 4 and the current-limiting resistor 3. When the negative half-cycle, diode 1 is closed.

Подстроечный резистором 7 регулируем напряжение включения тиристора 6 и, соответственно, контролируемое входное напряжение, отличающееся величиной падения напряжения на токограничивающем резисторе 7. Trimmer resistor 7 regulates the turn-on voltage of the thyristor 6 and, accordingly, a controlled input voltage, characterized by the magnitude of the voltage drop across the current-limiting resistor 7.

Это напряжение можно рассчитать по формуле
U_вкл. _п.у U_у.э+J_вкл. _у.э•R
где U_вкл. _п.у напряжение включения порогового узла, В;
U _у.э падение напряжения на управляющем переходе тиристора, В;
J_вкл. _у.э ток включения по управляющему переходу, А;
R сопротивление подстроечного резистора, Ом.This voltage can be calculated by the formula
U _incl. _p.u _u.e U + J _incl. _cu • R
where U _incl. _pu threshold voltage of the threshold node, V;
U _cu voltage drop at the control transition of the thyristor, V;
J _on _cu switching current by control transition, A;
R is the resistance of the tuning resistor, Ohm.

Как только тиристор 6 открывается, ток самоиндукции J с катушки расцепителя 4, протекая через открытый тиристор 6 и диод 5, поддерживает расцепитель минимального напряжения во включенном состоянии (фиг. 2). As soon as the thyristor 6 opens, the self-induction current J from the coil of the release 4, flowing through the open thyristor 6 and the diode 5, maintains the undervoltage release in the on state (Fig. 2).

При включении выключателя рукояткой (не показана) замыкаются силовые контакты 8, а вспомогательный замыкающий контакт 2 фиксируется во включенном состоянии. When the switch is turned on, a handle (not shown) closes the power contacts 8, and the auxiliary make contact 2 is fixed in the on state.

Так как тиристор 6 включен в цепь пульсирующего напряжения, то выключение его происходит в каждый из периодов при уменьшении напряжения и тока через тиристор 6 до значения, при котором не может поддерживаться включенное состояние структуры. Since the thyristor 6 is included in the pulsating voltage circuit, it is turned off in each of the periods when the voltage and current through the thyristor 6 decrease to a value at which the on state of the structure cannot be maintained.

При снижении контролируемого напряжения ниже порогового тиристора 6 закрывается. Ток в цепи тиристора 6 (т. е. ток самоиндукции J_с) падает практически до нуля (фиг. 3) и через катушку расцепителя минимального напряжения 4 протекает только однополупериодный ток, пропускаемый диодом 1.When reducing the controlled voltage below the threshold thyristor 6 closes. The current in the thyristor circuit 6 (i.e., the self-induction current J _s ) drops to almost zero (Fig. 3) and only the half-wave current passed through the diode 1 flows through the coil of the undervoltage release 4.

При этом расцепитель минимального напряжения срабатывает, выключатель отключается, силовые контакты 8 и вспомогательный замыкающий контакт 2 размыкаются. In this case, the undervoltage release trips, the circuit breaker opens, the power contacts 8 and the auxiliary make contact 2 open.

Если контролируемое напряжение находится выше порога срабатывания тиристора 6, а через катушку расцепителя 4 протекает пульсирующий ток (однополупериодный ток, подпитываемый во втором полупериоде током самоиндукции), то расцепитель минимального напряжения удерживается во включенном состоянии и выключатель включается. If the controlled voltage is above the threshold of thyristor 6, and a pulsating current flows through the coil of the release 4 (a half-wave current fed in the second half-cycle by the self-induction current), then the undervoltage release is held in the on state and the switch is turned on.

Лабораторные испытания автоматических выключателей с расцепителем минимального напряжения и пороговым узлом, включенным параллельно катушке, показали, что они обладают более высокой стабильностью параметров, чем аналогичные выключатели без порогового узла и возможностью регулировки параметров в условиях производства. Laboratory tests of circuit breakers with undervoltage release and a threshold node connected in parallel with the coil showed that they have higher parameter stability than similar switches without a threshold node and the ability to adjust parameters in production conditions.

Claims

A circuit breaker with an undervoltage release containing power contacts, leads for connecting to a mains supply with a neutral wire terminal, leads for connecting a protected installation, a current-limiting resistor and a coil for undervoltage releases, shunted by a diode, characterized in that a threshold assembly is introduced into it, consisting of of a thyristor and a tuning resistor, an auxiliary make contact with a button for its leading inclusion and a second diode, and the threshold node is connected in parallel but the coil of the undervoltage release in series with the first diode, one of the conclusions of the coil of the undervoltage release through a current-limiting resistor is connected to the output of the neutral wire, and the other output of the undervoltage coil is connected to the cathode of the second diode, the anode of which is connected through the aforementioned auxiliary closing contact to the output of the phase wire .