SU411571A1 - - Google Patents

Description

1

Данное устройство относитс  к устройствам дл  блокировки выключател  при междуфазных повреждений и предназначено преимущественно дл  применени  в шахтных электрических сет х.

. В насто щее врем  дл  блокировки выключател  при повреждении межфазной изол ции отход щего от него участка шахтной электрической сети примен етс  механическа  блокировка максимальных реле. При возникновении коротких замыканий в сети срабатывает максимальна  токова  защита и максимальное реле блокируетс  защелкой. Включение выключател  в этом случае оказываетс  невозможным до тех пор, пока не будет взведена защелка. Однако применение защелки ие решает вопроса безопасности, так как обслуживающий персонал может без проверки состо ни  изол ции подать рабочее напр жение в поврежденный участок сети, что может привести к пожарам и взрывам в шахте. Причем защелка блокирует максимальное реле независимо от того, произощло ли отключение от возникшего короткого замыкани  или от броска тока, вызванного переходными процессами . Определение же причины отключени  в таких случа х требует значительного времени, в течение которого все механизмы участка вынуждены простаивать, что приводит к нарушени м технологического процесса добычи, реима , вентил ции, участкового водоотлива и т. д.

С целью повышени  надежности и улучшени  его рабочих характеристик датчик сопротивлени  изол ции выполнен на транзисторе, эмиттер-базовый переход которого через регулируемый резистор подключен к опорному источнику питани , а база-коллекторный переход через логический элемент «ИЛИ подключен к коммутаторам, цепи управлени  которых присоединены к схеме сравнени  напр жений до и после главных контактов выключател .

На чертеже приведена принципиальна  электрическа  схема предлагаемого устройства дл  блокировки выключател  при междуфазных замыкани х в трехфазной электрической сети.

Устройство состоит из двух трехфазных источников питани  1 и 2 и датчика сопротивлени  изол ции, вход которого через коммутаторы подключен к фазам контролируемой сети, а выход - к измерительному блоку. Первичные обмотки указанных трехфазных источников питани , соединенные звездой, подключены к рабочей сети до и после главных контактов выключател  3.

Датчик сопротивлени  изол ции выполнен

на транзисторе 4, эмиттер-базовый переход

которого через резистор 5 подключен к опорному источнику питани  6, а база-коллекторный переход через логический элемент «ИЛ1-1 и резистор 7 подключен к коммутаторам.

Логический элемент «ИЛИ состоит из трех выпр мительных мостов 8-10. В одну из диагоналей этих мостов соответственно включены резисторы 11 - 13, которые через три пары встречно-параллельно соединенных диодов 14-15, 16-17, 18-19 соединены последовательно с база-коллекторным переходом транзистора 4. Другие диагонали указанных мостов включены последовательно с вторичными обмотками 20-22 оператиЪного источника питани  1 и коммутаторами.

Коммутаторы состо т из трех выпр мительных мостов 23-25.

Причем в одну из диагоналей каждого из них включены последовательно соединенные выпр мительный мост логического элемента «ИЛИ и контролируемое сопротивление межфазной изол ции. В другую диагональ моста коммутатора подсоединены резисторы 26-28, параллельно каждому из которых соответственно подключены тиристоры 29-31.

На вход тиристоров включены схемы сравнени  напр жений. Кажда  схема сравнени  напр жений состоит из двух резисторов 32- 33, 34-35, 36-37 и диодов 38-40, шунтируЕОщих переход катод - управл ющий электрод соответствующего тиристора.

Питание на резисторы подаетс  от двух источников выпр мленного напр жение  41, 42-43, 44; 45, 46-47, 48; 49, 50-51, 52 соответственно до и после контактов выключател . Причем источники выбраны такими, что напр жение, снимаемое после главных контактов выключател , несколько больнле напр жени , снимаемого до глав.ных контактов. Поэтому при выключенном выключателе на управл ющие электроды тиристоров 29-31 подаетс  сигнал, запирающий тиристоры, что преп тствует их самовключению при изменени х температуры окружающей среды и колебани х напр жени  в сети.

Измерительный блок представл ет собой составной транзистор 53, 54, включенный параллельно база-коллекторному переходу транзистора 4 датчика сопротивлени  изол пии.

Схема работает следующим образом.

Переменный оперативный ток, обусловленный напр жением на вторичных обмотках трехфазного трансформатора 1, протекает через датчик величины сопротивлени  междуфазной изол ции, коммутатор и сопротивление изол ции сети.

При бесконечно большом сопротивлении междуфазной изол ции сети оперативный ток выпр мл етс  мостами 8-10 и на резисторах И-13, служащих нагрузкой указанных мостов , по вл ютс  напр жени. Мгновенные значени  этих напр жений различны и соответствуют мгновенным значени м напр л ений на вторичных обмотках трехфазного трансформатора 1.

С целью повыщени  точности измерени  сопротивлени  изол ции и исключени  колебаний напр жени  в сети на работу устройства датчик величины сопротивлени  изол ции выполней в виде схемы сравнени  двух напр жений: напр жени  на резисторах 11-13, обратно пропорционального оперативному току, определ емому сопротивлением междуфазной изол ции, и онорного напр жени , снимаемого

с выпр мительного моста 6.

С целью использовани  одного измерительного элемента и унрощени  устройства напр жение с резисторов И-13 подаетс  на вход транзистора 4 и вход измерительного блока,

собранного на транзисторах 53, 54, с помощью трех пар диодов 14-19 таким образом, что ток, протекающий через резистор 7, а следовательно , и напр жение на входе составного транзистора 53, 54, не мен ют знака. При этом

ток протекающий через резистор 7, имеет максимальное значение, значительно превы-. тающее величину тока, протекающего через резистор 5 и эмиттер-базовый переход транзистора 4. В результате через база-коллекторпый переход транзистора протекает лишь часть тока, проход щего через резистор 7. Основна  часть этого тока протекает через вход составного транзистора 53, 54. Это приводит к тому, что составной транзистор полностью

открываетс  и происходит включение выключател . По мере снижени  сонротивлени  изол ции ток через сопротивление изол ции, а следовательно, и через резисторы 11 - 13 увеличиваетс . Включение диодов 14-19 по описанной выше схеме обеспечивает параллельное включение база-коллекторного перехода транзистора 4 и резистора 7 с междуфазным сопротивлением изол ции. Поэтому при снижении сопротивлени  изол ции, например,

между фазами А и В ток от вторичной обмотки 20 трансформатора 1 нроходит через диод 15, диод 16, резисторы 11, 12, выпр мители 8, 9, вторичную обмотку 21 протекает через вход измерительиого блока (резистор 7, транзистор 53, 54), втора  же часть этого тока через диод выпр мительного моста 8, замкнутый тиристором 29, выпр мительный мост 23, сопротивление изол ции сети, замкнутый тиристором 30, выпр мительный мост 24, резистор

12, выпр мительный мост 9 протекает к той же обмотке 21 трансформатора 1. В результате ток через резистор 7 уменьшаетс  по мере снижени  сопротивлени  изол ции между фазами сети. Это нриводит к уменьшению тока

на входе составного транзистора. Однако параметры последнего выбраны такими, что он остаетс  полностью открытым при токе на входе, близком к нулю. При определенном сопротивлении изол ции, когда ток в резисторе

7 окажетс  равным току в эмиттер-базовом переходе транзистора 4, сопротивление базаколлекторного перехода этого транзистора оказываетс  незначительным, а весь оперативный ток, протекающий через резистор 7,

замыкаетс  через база-коллекторный переход

транзистора 4. При этом вход измерительного блока оказываетс  зашунтированным указанным переходом транзистора 4, что приведет к закрытию составного транзистора и блокированию им цепи АПВ или схемы дистанционного управлени . Таким образом, при достаточно высоком коэффициенте усилени  составного транзистора, который работает в режиме нуль-индикатора, и в св зи с тем, что транзистор 4 включен по схеме с общей базой , вследствие чего изменение коэффициента усилени  транзистора 4 практически не сказываетс  на работе схемы, сопротивление изол ции сети, при котором запираетс  составной транзистор 53, 54, определ етс  лишь током цепи эмиттер-базового перехода транзистора 4, обусловленного опорным напр жением, снимаемым с выпр мител  6, и не зависит от параметров составного транзистора и транзистора датчика 4. Это позвол ет примен ть транзисторы без отбраковки с любыми гарантируемыми заводом-изготовителем параметрами .

В предлагаемом устройстве измерительный блок и контролируемое сопротивление междуфазной изол ции включены параллельно. Вследствие этого снижение сопротивлени  междуфазной изол ции обесточенной сети приводит к уменьшению тока через составной транзистор (при критическом сопротивлении изол ции ток уменьшаетс  до нул ). При повреждении большинства элементов схемы устройства происходит закрытие составного транзистора , который блокирует цепь АПВ или схему дистанционного управлени  выключател . Это позвол ет обеспечить самоконтроль исправности элементов схемы, так как исключаетс  подача напр жени  в непроконтролированную сеть.

В предлагаемом устройстве с целью исключени  вли ни  противо-э. д. с. двигателей на его работу цепи управлени  коммутаторами присоединены к схеме сравнепил напр жении до и после главных контактов выключател . При включенном выключателе на управл юш ,ие электроды тиристоров подаетс  сигнал , запираюш:ий тиристоры. При отключении

выключател  тиристоры оказываютс  закрытыми до тех пор, пока напр жение в отключенном участке сети снизитс  ниже допустимого уровн  и со схемы сравнени  напр жений на управл ющие электроды тиристоров

не поступит сигнал, открывающий тиристоры. Поэтому в отключенную сеть проходит переменный оперативный ток, контролирующий сопротивление межфазной изол ции, только после спадани  противо-э. д. с. двигателей до

заданной величины. Таким образом, указанное построение схемы обеспечивает самоконтроль исправности элементов данного устройства, исключает вли ние колебаний напр жени  в сети и противо-э. д. с. двигателей на его работу,

что повышает надежность устройства и улучшает его рабочие характеристики.

Предмет изобретени 

25

Устройство дл  блокировки выключател  при межфазных замыкани х в трехфазной сети , содержащее оперативный и опорный источники питани  и датчик сопротивлени  изол ции , вход которого через коммутаторы подключен к фазам контролируемой сети, а выход - к измерительному блоку, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и улучшени  его рабочих характеристик,

датчик сопротивлени  изол ции выполнен на транзисторе, эмиттер-базовый переход которого через регулируемый резистор подключен к опорному источнику питани , а база-коллекторный переход через логический элемент

«ИЛИ подключен к коммутаторам, цепи управлени  которых подсоединены к схеме сравнени  напр жений до и после контактов выключател .