RU2136096C1 - Device for current protection of alternating current mains - Google Patents

Device for current protection of alternating current mains Download PDF

Info

Publication number
RU2136096C1
RU2136096C1 RU97116946A RU97116946A RU2136096C1 RU 2136096 C1 RU2136096 C1 RU 2136096C1 RU 97116946 A RU97116946 A RU 97116946A RU 97116946 A RU97116946 A RU 97116946A RU 2136096 C1 RU2136096 C1 RU 2136096C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
diode
resistor
emitter
transistor
Prior art date
Application number
RU97116946A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Кочетков
Original Assignee
Акционерное общество закрытого типа "Контактор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество закрытого типа "Контактор" filed Critical Акционерное общество закрытого типа "Контактор"
Priority to RU97116946A priority Critical patent/RU2136096C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2136096C1 publication Critical patent/RU2136096C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering, in particular, current protection equipment. SUBSTANCE: device has current transformers, rectifier, actuating protection unit, thyristor gate, electromechanical actuating device, p-n-p and n-p-n transistors, three capacitors, four diodes, stabilizing diode and four resistors. EFFECT: simplified design, increased reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к устройствам токовой защиты. The invention relates to the field of electric power, in particular to current protection devices.

Известно устройство для токовой защиты от повреждений в сети переменного тока [1] , содержащее трансформаторы тока, выпрямитель, измерительные резисторы, накопительные конденсаторы, стабилизатор напряжения с симисторными ключами и исполнительный блок защиты из органа контроля тока, тиристорного ключа и катушки электромеханического исполнительного органа. A device for current protection against damage in an AC network [1], comprising current transformers, a rectifier, measuring resistors, storage capacitors, a voltage regulator with triac switches and an executive protection unit from a current control, a thyristor switch and an electromechanical actuator coil.

В этом устройстве ток через измерительные резисторы протекает независимо от коммутационного положения симисторных ключей стабилизатора, определяемого напряжением на накопительных конденсаторах. Следовательно, величина напряжения на измерительных резисторах может стать достаточной для срабатывания органа контроля тока и включения ключа, подающего напряжение на исполнительный орган, раньше, чем накопительные конденсаторы зарядятся до напряжения, достаточного для нормальной работы исполнительного органа, что снижает надежность устройства. In this device, current flows through the measuring resistors regardless of the switching position of the triac stabilizer keys, determined by the voltage across the storage capacitors. Consequently, the voltage across the measuring resistors may become sufficient to trigger the current control and turn on the key that supplies voltage to the actuator, before the storage capacitors are charged to a voltage sufficient for normal operation of the actuator, which reduces the reliability of the device.

В реальной схеме устройства [1], описанной в [2], во избежание включения тиристора при напряжении на накопительном конденсаторе ниже допустимого уровня в схему введен узел контроля напряжения, содержащий резисторы, стабилитрон, транзисторы, диод, что усложняет устройство. In the real circuit of the device [1] described in [2], in order to prevent the thyristor from turning on when the voltage at the storage capacitor is lower than the permissible level, a voltage control unit containing resistors, a zener diode, transistors, a diode is introduced into the circuit, which complicates the device.

Рассмотренные недостатки в полной мере относятся и к устройству [3], наиболее близкому к предлагаемому. Схема этого устройства приведена на фиг. 1. The considered disadvantages fully apply to the device [3], which is closest to the proposed one. A diagram of this device is shown in FIG. 1.

Оно содержит трансформаторы тока 1, выходы которых подключены ко входам выпрямителя 2, плюсовой вывод которого через первый диод 3, включенный в проводящем направлении, соединен с первым выводом первого (накопительного) конденсатора 4, первым входом питания исполнительного блока защиты 5 и первым выводом катушки электромеханического исполнительного органа 6, второй вывод которой соединен с первым выводом тиристорного ключа 7, второй (управляющий) вывод которого соединен с выходом исполнительного блока защиты 5, третий вывод тиристорного ключа 7 соединен со вторым входом питания исполнительного блока защиты 5, вторым выводом накопительного конденсатора 4 и первым выводом первого (измерительного) резистора 8, n-p-n-транзистор 9 со вторым резистором 10, шунтирующим его переход эмиттер - база, p-n-p-транзистор 11 с третьим резистором 12, шунтирующим его переход эмиттер - база, к эмиттеру которого подключен первый вывод второго конденсатора 13, второй вывод которого соединен с первым выводом четвертого резистора 14 и анодом второго диода 15, цепочку из параллельно соединенных третьего диода 16 и третьего конденсатора 17, четвертый диод 18 и стабилитрон 19, минусовой вывод выпрямителя 2 соединен со входом управления исполнительного блока защиты 5 и вторым выводом измерительного резистора 8, первый вывод которого соединен с катодом второго диода 15, вторым выводом четвертого резистора 14, с эмиттером n-p-n-транзистора 9 и анодом стабилитрона 19, катод которого подключен к базе p-n-p-транзистора 11 и к аноду третьего диода 16, катод которого подключен к коллектору n-p-n-транзистора 9, база которого подключена к коллектору p-n-p-транзистора 11, эмиттер которого подключен к катоду четвертого диода 18, а анод четвертого диода 18 - к плюсовому выводу выпрямителя 2. It contains current transformers 1, the outputs of which are connected to the inputs of the rectifier 2, the positive output of which through the first diode 3, included in the conductive direction, is connected to the first output of the first (storage) capacitor 4, the first power input of the executive protection unit 5 and the first output of the electromechanical coil executive body 6, the second output of which is connected to the first output of the thyristor switch 7, the second (control) output of which is connected to the output of the executive protection unit 5, the third output of the thyristor cl yucha 7 is connected to the second power input of the executive protection unit 5, the second output of the storage capacitor 4 and the first output of the first (measuring) resistor 8, an npn transistor 9 with a second resistor 10 shunting its emitter-base junction, a pnp transistor 11 with a third resistor 12, shunting its transition from the emitter to the base, to the emitter of which is connected the first terminal of the second capacitor 13, the second terminal of which is connected to the first terminal of the fourth resistor 14 and the anode of the second diode 15, a chain of parallel connected third diodes 16 and the third capacitor 17, the fourth diode 18 and the zener diode 19, the negative terminal of the rectifier 2 is connected to the control input of the executive protection unit 5 and the second terminal of the measuring resistor 8, the first terminal of which is connected to the cathode of the second diode 15, the second terminal of the fourth resistor 14, with an npn emitter transistor 9 and the anode of the zener diode 19, the cathode of which is connected to the base of the pnp transistor 11 and to the anode of the third diode 16, the cathode of which is connected to the collector of the npn transistor 9, the base of which is connected to the collector of the pnp transistor 11, emitter otorrhea connected to the cathode of the fourth diode 18 and the anode of the fourth diode 18 - to the positive terminal of the rectifier 2.

Как видно из схемы, ток через измерительный резистор 8 может протекать от плюсового вывода выпрямителя 2 через диод 3 и конденсатор 4 во время его заряда к минусовому выводу выпрямителя 2 или, когда конденсатор 4 зарядится и после пробоя стабилитрона 19 откроются транзисторы 11 и 9, от плюсового вывода выпрямителя 2 через диод 18, транзисторы 11, 9 к минусовому выводу выпрямителя 2. As can be seen from the diagram, the current through the measuring resistor 8 can flow from the positive output of the rectifier 2 through the diode 3 and capacitor 4 during its charge to the negative output of the rectifier 2 or, when the capacitor 4 is charged and after the breakdown of the zener diode 19, transistors 11 and 9 open, from the positive output of the rectifier 2 through the diode 18, transistors 11, 9 to the negative output of the rectifier 2.

Следовательно, как и в устройстве-аналоге [1] для надежной работы устройства [3] необходимо контролировать напряжение на накопительном конденсаторе 4 и блокировать исполнительный блок защиты 5, когда это напряжение недостаточно для надежного срабатывания исполнительного органа 6, что усложняет устройство. Therefore, as in the analog device [1], for reliable operation of the device [3], it is necessary to control the voltage at the storage capacitor 4 and block the executive protection unit 5 when this voltage is not sufficient for reliable operation of the executive body 6, which complicates the device.

Задачей, которую решает предлагаемое устройство, является повышение надежности и упрощение путем исключения возможности протекания тока через измерительный резистор при малых уровнях напряжения на накопительном конденсаторе. The task that the proposed device solves is to increase reliability and simplify by eliminating the possibility of current flowing through the measuring resistor at low voltage levels on the storage capacitor.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в устройстве для токовой защиты сети переменного тока, содержащем трансформаторы тока, выходы которых подключены ко входам выпрямителя, плюсовой вывод которого через первый диод, включенный в проводящем направлении, соединен с первым выводом первого (накопительного) конденсатора, первым входом питания исполнительного блока защиты и первым выводом катушки электромеханического исполнительного органа, второй вывод которой соединен с первым выводом тиристорного ключа, второй (управляющий) вывод тиристорного ключа соединен с выходом исполнительного блока защиты, третий вывод тиристорного ключа соединен со вторым входом питания исполнительного блока защиты, вторым выводом накопительного конденсатора и первым выводом первого (измерительного) резистора, n-p-n- транзистор со вторым резистором, шунтирующим его переход эмиттер - база, p-n-p-транзистор с третьим резистором, шунтирующим его переход эмиттер - база, к эмиттеру которого подключен первый вывод второго конденсатора, второй вывод которого соединен с первым выводом четвертого резистора и анодом второго диода, цепочку из параллельно соединенных третьего диода и третьего конденсатора, четвертый диод и стабилитрон, минусовой вывод выпрямителя соединен с первым выводом измерительного резистора, второй вывод которого соединен со входом управления исполнительного блока защиты, катодом второго диода, коллектором p-n-p-транзистора и анодом третьего диода, катод которого подключен к базе n-p-n-транзистора и катоду четвертого диода, анод которого подключен к аноду стабилитрона, катод которого соединен с первым выводом накопительного конденсатора, второй вывод четвертого резистора подключен к эмиттеру n-p-n-транзистора, коллектор которого подключен к базе p-n-p-транзистора, а эмиттер p-n-p- транзистора подключен к плюсовому выводу выпрямителя. The solution to this problem is provided by the fact that in the device for current protection of the AC network, containing current transformers, the outputs of which are connected to the inputs of the rectifier, the positive output of which is connected to the first output of the first (storage) capacitor through the first diode connected in the conductive direction, the first the power input of the executive protection unit and the first output of the coil of the electromechanical executive body, the second output of which is connected to the first output of the thyristor key, the second (I control ii) the output of the thyristor switch is connected to the output of the executive protection unit, the third output of the thyristor key is connected to the second power input of the executive protection unit, the second output of the storage capacitor and the first output of the first (measuring) resistor, npn transistor with a second resistor shunting its transition emitter - base, pnp transistor with a third resistor shunting its transition emitter - base, the emitter of which is connected to the first output of the second capacitor, the second output of which is connected to the first output of the four a worn resistor and the anode of the second diode, a chain of parallel connected third diodes and a third capacitor, a fourth diode and a zener diode, the negative terminal of the rectifier is connected to the first terminal of the measuring resistor, the second terminal of which is connected to the control input of the executive protection unit, the cathode of the second diode, collector pnp- the transistor and the anode of the third diode, the cathode of which is connected to the base of the npn transistor and the cathode of the fourth diode, the anode of which is connected to the anode of the zener diode, the cathode of which is connected to the first Odom storage capacitor, the second terminal of the fourth resistor is connected to the emitter of the n-p-n-transistor, whose collector is connected to the base of p-n-p-transistor, and an emitter p-n-p- transistor connected to the positive output of the rectifier.

Схема предлагаемого устройства приведена на фиг. 2. A diagram of the proposed device is shown in FIG. 2.

Оно содержит трансформаторы тока 1, выходы которых подключены ко входам выпрямителя 2, плюсовой вывод которого через первый диод 3, включенный в проводящем направлении, соединен с первым выводом первого (накопительного) конденсатора 4, первым входом питания исполнительного блока защиты 5 и первым выводом катушки электромеханического исполнительного органа 6, второй вывод которой соединен с первым выводом тиристорного ключа 7, второй (управляющий) вывод тиристорного ключа 7 соединен с выходом исполнительного блока защиты 5, третий вывод тиристорного ключа 7 соединен со вторым входом питания исполнительного блока защиты 5, вторым выводом накопительного конденсатора 4 и первым выводом первого (измерительного) резистора 8, n-p-n-транзистор 9 со вторым резистором 10, шунтирующим его переход эмиттер - база, p-n-p-транзистор 11 с третьим резистором 12, шунтирующим его переход эмиттер - база, к эмиттеру которого подключен первый вывод второго конденсатора 13, второй вывод которого соединен с первым выводом четвертого резистора 14 и анодом второго диода 15, цепочку из параллельно соединенных третьего диода 16 и третьего конденсатора 17, четвертый диод 19 и стабилитрон 19. Минусовой вывод выпрямителя 2 соединен с первым выводом измерительного резистора 8, второй вывод которого соединен со входом управления исполнительного блока защиты 5, катодом второго диода 15, коллектором p-n-p-транзистора 11 и анодом третьего диода 16, катод которого подключен к базе n-p-n-транзистора 9 и катоду четвертого диода 18, анод которого подключен к аноду стабилитрона 19, катод которого соединен с первым выводом накопительного конденсатора 4, второй вывод четвертого резистора 14 подключен к эмиттеру n-p-n-транзистора 9, коллектор которого подключен к базе p-n-p-транзистора 11, а эмиттер p-n-p-транзистора 11 подключен к плюсовому выводу выпрямителя 2. It contains current transformers 1, the outputs of which are connected to the inputs of the rectifier 2, the positive output of which through the first diode 3, included in the conductive direction, is connected to the first output of the first (storage) capacitor 4, the first power input of the executive protection unit 5 and the first output of the electromechanical coil executive body 6, the second output of which is connected to the first output of the thyristor key 7, the second (control) output of the thyristor key 7 is connected to the output of the executive protection unit 5, the third conclusion the side switch 7 is connected to the second input of the power supply of the executive protection unit 5, the second output of the storage capacitor 4 and the first output of the first (measuring) resistor 8, the npn transistor 9 with the second resistor 10, shunting its transition from the emitter to base, pnp transistor 11 with the third a resistor 12, shunting its transition from the emitter to the base, to the emitter of which is connected the first terminal of the second capacitor 13, the second terminal of which is connected to the first terminal of the fourth resistor 14 and the anode of the second diode 15, a chain of parallel connected t its diode 16 and the third capacitor 17, the fourth diode 19 and the zener diode 19. The minus terminal of the rectifier 2 is connected to the first terminal of the measuring resistor 8, the second terminal of which is connected to the control input of the executive protection unit 5, the cathode of the second diode 15, the collector of the pnp transistor 11 and the anode of the third diode 16, the cathode of which is connected to the base of the npn transistor 9 and the cathode of the fourth diode 18, the anode of which is connected to the anode of the zener diode 19, the cathode of which is connected to the first terminal of the storage capacitor 4, the second terminal of the fourth ican 14 is connected to the emitter of the n-p-n-transistor 9, the collector of which is connected to the base of p-n-p-transistor 11 and an emitter p-n-p-transistor 11 is connected to the positive terminal of the rectifier 2.

При появлении тока в защищаемой сети появляется ток на выходах трансформаторов тока 1, который через выпрямитель 2 и диод 3 заряжает накопительный конденсатор 4. Пока напряжение на конденсаторе 4 ниже напряжения пробоя стабилитрона 19, транзисторы 9 и 11 закрыты. При пробое стабилитрона открываются транзисторы 9 и 11, ток проходит от трансформаторов 1 через выпрямитель 2, транзистор 11 и измерительный резистор 8. Если напряжение на резисторе 8 превышает заданную уставку, срабатывает исполнительный блок защиты 5, открывается тиристорный ключ 7, электромеханический исполнительный орган 6 отключает выключатель защищаемой сети. Конденсатор 13 через резистор 14, диод 16 и конденсатор 17 поддерживает транзисторы в открытом состоянии. По мере разряда конденсатора 13 транзисторы закрываются, ток от трансформаторов 1 подзаряжает конденсатор 4, после подзаряда которого вновь пробивается стабилитрон 19, открываются транзисторы 9, 11 и процесс повторяется. Диоды 15, 16, 18 служат для разделения цепей. When current appears in the protected network, current appears at the outputs of current transformers 1, which charges the storage capacitor 4 through the rectifier 2 and diode 3. As long as the voltage on the capacitor 4 is lower than the breakdown voltage of the zener diode 19, transistors 9 and 11 are closed. When the zener diode breaks down, transistors 9 and 11 open, current passes from transformers 1 through a rectifier 2, transistor 11 and a measuring resistor 8. If the voltage across the resistor 8 exceeds a preset value, the protection unit 5 is activated, the thyristor switch 7 opens, the electromechanical actuator 6 turns off circuit breaker. The capacitor 13 through the resistor 14, the diode 16 and the capacitor 17 supports the transistors in the open state. As the capacitor 13 discharges, the transistors close, the current from the transformers 1 recharges the capacitor 4, after charging which the zener diode 19 breaks again, transistors 9, 11 open and the process repeats. Diodes 15, 16, 18 are used to separate the circuits.

Как видно из рассмотрения работы устройства, напряжение на измерительном резисторе 8 появляется после полного заряда накопительного конденсатора 4. Это исключает необходимость введения специального узла, контролирующего напряжение на конденсаторе 4 и блокирующего исполнительный блок защиты 5 при малых напряжениях. As can be seen from a consideration of the operation of the device, the voltage across the measuring resistor 8 appears after the storage capacitor 4 is fully charged. This eliminates the need for introducing a special unit that monitors the voltage across the capacitor 4 and blocks the executive protection unit 5 at low voltages.

Таким образом, предлагаемое устройство решает поставленную задачу - упрощает схему путем исключения необходимости специального узла для контроля напряжения на накопительном конденсаторе и блокировки исполнительного блока защиты и повышает надежность. Thus, the proposed device solves the problem - simplifies the circuit by eliminating the need for a special node to control the voltage on the storage capacitor and blocking the Executive protection unit and increases reliability.

Источники информации
1. А.С. СССР N 1267522, H 02 H 3/08, 1986 г.Sources of information
1. A.S. USSR N 1267522, H 02 H 3/08, 1986

2. Блоки полупроводниковые серии БПР11 и БПР22 максимального расцепителя. Техническое описание ИГПН.656111.004ТО. 2. Blocks semiconductor series BPR11 and BPR22 of the maximum release. Technical description IGPN.656111.004TO.

3. А.С. СССР N 1599930, кл. H 02 H 3/08, 1990 г. 3. A.S. USSR N 1599930, class H 02 H 3/08, 1990

Claims (1)

Устройство для токовой защиты сети переменного тока, содержащее трансформаторы тока, выходы которых подключены ко входам выпрямителя, плюсовой вывод которого через первый диод, включенный в проводящем направлении, соединен с первым выводом первого (накопительного) конденсатора, первым входом питания исполнительного блока защиты и первым выводом катушки электромеханического исполнительного органа, второй вывод которой соединен с первым выводом тиристорного ключа, второй (управляющий) вывод тиристорного ключа соединен с выходом исполнительного блока защиты, третий вывод тиристорного ключа соединен со вторым входом питания исполнительного блока защиты, вторым выводом накопительного конденсатора и первым выводом первого (измерительного) резистора, n-p-n- транзистор со вторым резистором, шунтирующим его переход эмиттер - база, p-n-p-транзистор с третьим резистором, шунтирующим его переход эмиттер - база, к эмиттеру которого подключен первый вывод второго конденсатора, второй вывод которого соединен с первым выводом четвертого резистора и анодом второго диода, цепочку из параллельно соединенных третьего диода и третьего конденсатора, четвертый диод и стабилитрон, отличающееся тем, что минусовой вывод выпрямителя соединен с первым выводом измерительного резистора, второй вывод которого соединен со входом управления исполнительного блока защиты, катодом второго диода, коллектором p-n-p-транзистора и анодом третьего диода, катод которого подключен к базе n-p-n-транзистора и катоду четвертого диода, анод которого подключен к аноду стабилитрона, катод которого соединен с первым выводом накопительного конденсатора, второй вывод четвертого резистора подключен к эмиттеру n-p-n-транзистора, коллектор которого подключен к базе p-n-p-транзистора, а эмиттер p-n-p-транзистора подключен к плюсовому выводу выпрямителя. A device for current protection of an alternating current network, containing current transformers whose outputs are connected to the inputs of a rectifier, the positive output of which is connected through the first diode connected in the conductive direction to the first output of the first (storage) capacitor, the first input to the power supply of the protection unit and the first output electromechanical actuator coils, the second output of which is connected to the first output of the thyristor key, the second (control) output of the thyristor key is connected to the output protection unit, the third output of the thyristor switch is connected to the second input of the executive protection unit, the second output of the storage capacitor and the first output of the first (measuring) resistor, npn transistor with a second resistor shunting its transition from the emitter to base, pnp transistor with a third resistor shunting its transition, the emitter is the base, the emitter of which is connected to the first output of the second capacitor, the second output of which is connected to the first output of the fourth resistor and the anode of the second diode, a chain of allelicly connected to the third diode and the third capacitor, the fourth diode and the zener diode, characterized in that the negative terminal of the rectifier is connected to the first output of the measuring resistor, the second output of which is connected to the control input of the executive protection unit, the cathode of the second diode, the collector of the pnp transistor and the anode of the third diode the cathode of which is connected to the base of the npn transistor and the cathode of the fourth diode, the anode of which is connected to the anode of the zener diode, the cathode of which is connected to the first output of the storage condensate a second terminal of the fourth resistor is connected to the emitter of the n-p-n-transistor, whose collector is connected to the base of p-n-p-transistor, and an emitter p-n-p-transistor is connected to the positive output of the rectifier.
RU97116946A 1997-10-14 1997-10-14 Device for current protection of alternating current mains RU2136096C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97116946A RU2136096C1 (en) 1997-10-14 1997-10-14 Device for current protection of alternating current mains

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97116946A RU2136096C1 (en) 1997-10-14 1997-10-14 Device for current protection of alternating current mains

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2136096C1 true RU2136096C1 (en) 1999-08-27

Family

ID=20197989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97116946A RU2136096C1 (en) 1997-10-14 1997-10-14 Device for current protection of alternating current mains

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2136096C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100434153B1 (en) Hybrid dc electromagnetic contactor
AU667608B2 (en) A short-circuit limiting protector
US5536980A (en) High voltage, high current switching apparatus
KR101832868B1 (en) Device for switching a direct current
KR980006712A (en) Fast Battery Charging Circuit Using Overvoltage Branch
US6118641A (en) Overcurrent protection device
KR20120091134A (en) Free-wheeling circuit
KR101463044B1 (en) Self power circuit for protecting relay
US3919600A (en) Overload current protector for A. C. motors
US4670830A (en) Method and apparatus for the protection of converter equipment with GTO thyristors against short circuit
US3488560A (en) Transient potential protection circuit
US4736264A (en) Primary switched-mode power supply unit
US10818446B2 (en) Device to attenuate arc faults in an electric distributor
US20220102967A1 (en) Pulse circuit for providing a fault current in a dc voltage power supply grid
RU2136096C1 (en) Device for current protection of alternating current mains
GB1589663A (en) Power supply circuits
US4636906A (en) Solid state circuit interruption employing a stored charge power transistor
PL199098B1 (en) Circuit arrangement for a residual-current circuit breaker
US4040115A (en) Semi-conductor regulators, particularly for motor vehicle generators
AU2021234895B2 (en) Hybrid switch and control device
SU1325444A1 (en) Power supply source with complex protection
SU773607A1 (en) Electric power supply
KR970005827B1 (en) Non relay circuit of soft-start
SU924787A1 (en) Protection device
SU957120A1 (en) Indicator of voltage at power supply buses