АВТОМАТ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в системах защиты от перенапряжений.
Известно устройство, содержащее один нереверсивный или два реверсивных контактора, два тепловых реле и кнопки «пуск» и «стоп», при этом, контакторами производится коммутация тока в силовой цепи, тепловые реле обеспечивают защиту от перегрузки, а кнопки «пуск» и «стоп» предназначены для пуска и торможения трехфазного асинхронного или синхронного двигателя [1].
Устройство имеет простую электрическую схему, что обусловило его применение в различных отраслях промышленности. Однако оно обладает относительно узкими функциональными возможностями.
Известно также устройство, содержащее первый, второй и третий входные зажимы для подачи входного линейного напряжения, первый, второй и третий выходные зажимы для подачи выходного линейного напряжения к зажимам электродвигателя, трехфазный выключатель, входные клеммы которого соединены с соответствующими входными зажимами, пускатель, входные клеммы которого соединены с соответствующим выходными клеммами трехфазного выключателя, а выходные клеммы - соединены с соответствующими выходными зажимами, а также блок автоматики, содержащий последовательно соединенные первый нормально замкнутый контакт, входная клемма которого соединена с первой клеммой блока автоматики, первый нормально
разомкнутый контакт, второй нормально замкнутый контакт, обмотку первого реле и третий нормально замкнутый контакт, вторая клемма которого соединена со второй клеммой блока автоматики, второй нормально разомкнутый контакт, включенный параллельно первому нормально разомкнутому контакту, последовательно соединенные второй нормально разомкнутый контакт, первая клемма которого соединена с первой клеммой первого нормально разомкнутого контакта, диод и обмотка второго реле, вторая клемма которой соединена со второй клеммой третьего нормально замкнутого контакта, последовательно соединенные ключ, входная клемма которого соединена с входной клеммой первого нормально замкнутого контакта, и третий нормально разомкнутый контакт, последовательно соединенные четвертый нормально замкнутый контакт, первая клемма которого соединена с выходной клеммой ключа, и обмотка третьего реле, вторая клемма которой соединена со второй клеммой обмотки второго реле [2].
Недостатком устройства также является относительно узкие функциональные возможности.
Другое известное устройство содержит клеммы для подключения трехфазной нагрузки, три реле минимального напряжения, три пары ключей, каждая из которых выполнена в виде первого и второго замыкающего контакта соответствующего реле минимального напряжения, три компенсирующего конденсатора, три фазосдвигающего дросселя, три предохранителя, трехфазный выпрямитель, контактор, при этом, обмотка каждого реле минимального напряжения включена на соответствующее линейное напряжение, каждый из компенсирующих конденсаторов включен между собственной фазой и опережающей фазой через первый замыкающий контакт реле минимального напряжения
соответствующей фазы, каждый из фазосдвигающих дросселей включен между одноименными клеммами для подключения сети и подключения трехфазной нагрузки и шунтирован вторыми ключами, выполненными в виде замыкающих контактов реле минимального напряжения отстающей фазы, предохранители подключены между клеммами для подключения соответствующих фаз сети и соответствующими выводами фазосдвигающих дросселей, входы трехфазного выпрямителя соединены с выходами соответствующих предохранителей, обмотка управления контактора включена между плюсовым и минусовым выходами выпрямителя, обмотка каждого реле минимального напряжения подключена на соответствующее линейное напряжение через соответствующий размыкающий контакт контактора, а каждый из фазосдвигающих дросселей зашунтирован соответствующим замыкающим контактом дополнительного контактора [3].
Оно также обладает относительно узкими функциональными возможностями.
Кроме того, известно устройство, содержащее три клеммы источника питания, три клеммы трехфазной нагрузки, подключенные к соответствующим клеммам двигателя, три предохранителя, первые клеммы которых подключены к соответствующим клеммам источника питания, устройство пуска, входные клеммы которого подключены к выходным клеммам соответствующих предохранителей, а выходные клеммы подключены к соответствующим клеммам трехфазной нагрузки, выпрямители со стабилизаторами и измерительными органами, подключенными параллельно соответствующим предохранителям, при этом, устройство пуска содержит блок силовых модулей, выполненный из трех пар инверсно и параллельно включенных
силовых тиристоров, входные клеммы которых являются входными клеммами блока силовых модулей и устройства пуска, выходные клеммы - являются выходными клеммами устройства пуска, а клеммы управляющего сигнала - являются клеммами управления силовыми модулями, и блок управления, выполняющий функции формирования сигнала управления силовыми модулями блока силовых модулей, включающий транзисторы, резисторы и оптронные пары, клеммы сигнала управления которого подключены к клеммам управления силовыми модулями блока силовых модулей, при этом, сигнал управления силовыми модулями блока силовых модулей является сигналом управления управляющими электродами силовых тиристоров [4].
Недостатком этого устройства также является относительно узкие функциональные возможности.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство защиты от перенапряжений в цепях электропитания, содержащее подключенное к его выходу первое стабилитронно-резисторное пороговое устройство и первый транзистор, вход которого подключен к выходу стабилитронно-резисторного порогового устройства, второе стабилитронно-резисторное пороговое устройство, стабилитрон которого связан со стабилитроном первого стабилитронно-резисторного порогового устройства, второй транзистор, включенный последовательно с первым транзистором, а также третий и четвертый резисторы, включенных параллельно первому и второму транзистору, соответственно, причем, вход второго транзистора связан с выходом второго стабилитронно-резисторного порогового устройства, а резистор второго стабилитронно-резисторного порогового устройства подключен к общей точке соединенных последовательно
транзисторов, которые подключены между выходными выводами блока [5].
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая чувствительность, что снижает надежность устройства.
Требуемый технический результат заключается в повышении чувствительности и надежности устройства.
Требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее стабилитрон, первый, второй, третий и четвертый резисторы, введены трансформатор, первая, вторая и третья клеммы которого являются клеммами входной обмотки трансформатора, а четвертая, пятая, шестая, седьмая, восьмая и девятая клеммы - клеммами выходной обмотки трансформатора, магнитный усилитель, диоды с первого по одиннадцатый, клеммная колодка, первый и второй реостаты, пятый резистор, а также первое и втрое реле, при этом, катод первого диода соединен с анодом второго диода и с седьмой клеммой трансформатора, девятая клемма которого соединена с первой клеммой магнитного усилителя, вторая клемма которого соединена с катодом стабилитрона и с первой клеммой первого реостата, вторая клемма которого соединена с первой клеммой первого резистора и с катодами седьмого, девятого и одиннадцатого диодов, аноды которых соединены, соответственно, с четвертой, пятой и шестой клеммами трансформатора и с катодами, соответственно, шестого, восьмого и десятого диодов, аноды которых объединены и соединены с анодом стабилитрона и с первой клеммой клеммной колодки, вторая клемма которой соединена с первой клеммой второго резистора, вторая клемма которого соединена с первой клеммой второго реостата, вторая клемма которого соединена со второй клеммой первого
резистора и с третьей клеммой магнитного усилителя, анод первого диода является первой выходной клеммой устройства и соединен с анодами четвертого и пятого диодов, с четвертой клеммой магнитного усилителя, с первой клеммой обмотки первого реле и с первой клеммой нормально разомкнутого контакта первого реле, вторая клемма обмотки первого реле соединена с первой клеммой третьего резистора, вторая клемма которого соединена с катодом пятого диода, с пятой клеммой магнитного усилителя и с первой клеммой пятого резистора, вторая клемма которого соединена с шестой клеммой магнитного усилителя и с катодами второго диода и третьего диода, анод которого соединен с катодом четвертого диода и с седьмой клеммой магнитного усилителя, восьмая клемма которого соединена с первой клеммой четвертого резистора, вторая клемма которого является второй выходной клеммой устройства, и с первой клеммой первого нормально разомкнутого контакта второго реле, вторая клемма первого нормально разомкнутого контакта второго реле соединена с первой клеммой обмотки второго реле и со второй клеммой нормально разомкнутого контакта первого реле, вторая клемма обмотки второго реле является третьей выходной клеммой устройства и соединена с первой клеммой второго нормально разомкнутого контакта второго реле, вторая клемма которого является четвертой выходной клеммой устройства.
На чертеже представлена электрическая принципиальная схема автомата защиты от перенапряжений.
Автомат защиты от перенапряжений содержит стабилитрон 1, первый 2, второй 3, третий 4, четвертый 5 и пятый 6 резисторы, трансформатор 7, первая 7-1, вторая 7-2 и третья 7-3 клеммы которого являются клеммами входной обмотки трансформатора 7, а четвертая 7-4, пятая 7-5, шестая 7-6, седьмая 7-7, восьмая 7-8 и
девятая 7-9 клеммы - клеммами выходной обмотки трансформатора 7.
Кроме того, устройство содержит магнитный усилитель 8, диоды 9...19 с первого по одиннадцатый, соответственно, клеммную колодку 20, первый 21 и второй 22 реостаты, а также первое 23 и втрое 24 реле.
Указанные элементы устройства имеют следующие связи.
Катод первого диода 9 соединен с анодом второго диода 10 и с седьмой клеммой трансформатора 7, девятая клемма 7-9 которого соединена с первой клеммой 8-1 магнитного усилителя 8, вторая клемма 8-2 которого соединена с катодом стабилитрона 1 и с первой клеммой первого реостата 20, вторая клемма которого соединена с первой клеммой первого резистора 2 и с катодами седьмого 13, девятого 15 и одиннадцатого 17 диодов, аноды которых соединены, соответственно, с четвертой 7-4, пятой 7-5 и шестой 7-6 клеммами трансформатора и с катодами, соответственно, шестого 14, восьмого 16 и десятого 18 диодов, аноды которых объединены и соединены с анодом стабилитрона 1 и с первой клеммой клеммной колодки 20, вторая клемма которой соединена с первой клеммой второго резистора 3, вторая клемма которого соединена с первой клеммой второго реостата 22, вторая клемма которого соединена со второй клеммой первого резистора 2 и с третьей клеммой 8-3 магнитного усилителя 8, анод первого диода 9 является первой выходной клеммой 25-1 устройства и соединен с анодами четвертого 12 и пятого 13 диодов, с четвертой клеммой 8-4 магнитного усилителя 8, с первой клеммой обмотки первого реле 23 и с первой клеммой нормально разомкнутого контакта 23-1 первого реле 23, вторая клемма обмотки первого реле 23 соединена с первой клеммой третьего резистора 4, вторая клемма которого соединена с
катодом пятого диода 13, с пятой клеммой 8-5 магнитного усилителя 8 и с первой клеммой пятого резистора 6, вторая клемма которого соединена с шестой клеммой 8-6 магнитного усилителя 8 и с катодами второго диода 10 и третьего диода 11, анод которого соединен с катодом четвертого диода 12 и с седьмой клеммой 8-7 магнитного усилителя 8, восьмая клемма 8-8 которого соединена с первой клеммой четвертого резистора 5, вторая клемма которого является второй выходной клеммой 25-2 устройства, и с первой клеммой первого нормально разомкнутого контакта 24-1 второго реле 24, вторая клемма первого нормально разомкнутого контакта 24-1 второго реле 24 соединена с первой клеммой обмотки второго реле 24 и со второй клеммой нормально разомкнутого контакта 23-1 первого реле 23, вторая клемма обмотки второго реле 24 является третьей выходной клеммой 25-1 устройства и соединена с первой клеммой второго нормально разомкнутого контакта 24-2 второго реле 24, вторая клемма которого является четвертой выходной клеммой 25-4 устройства.
В качестве трансформатора 7 может быть использован трансформатор ТТН-208,70-12, стабилитрона 1 - стабилитрон Д808, магнитного усилителя 8 - МУПР, первого реле 23 - РЗД-11, второго реле - ТКЕ22ПД1У. Остальные элементы устройства также являются стандартными элементами электротехники.
Автомат защиты от перенапряжений работает следующим образом.
Автомат защиты от перенапряжений предназначен для защиты сети переменного тока от аварийного повышения напряжения.
Чувствительным элементом автомата является мостиковая схема в составе диодов с шестого по одиннадцатый 14-19 со стабилитроном 1, питающимся выпрямленным напряжением сети.
Исполнительным элементом служит магнитный усилитель 8, работающий в релейном режиме.
При аварийном повышении напряжения увеличивается выпрямленное напряжение на стабилитроне 1. Стабилитрон 1 открывается, срабатывает магнитный усилитель 8 и выдает аварийный сигнал на выходы устройства с первого по четвертый 25-1...25-4 с использованием выпрямителя, образованного диодами с первого по пятый 9-12, и первого 23 и второго 24 реле, у которых срабатывают соответствующие нормально разомкнутые контакты 23-1, 24-1, 24-2..
При этом, благодаря использованию магнитного усилителя 8 существенно увеличивается чувствительность устройства, а также его надежность срабатывания при кратковременных превышениях напряжения допустимого значения. При этом, благодаря использованию первого 21 и второго 22 реостатов обеспечивается точная настройка характеристик устройства без замены элементов, что также повышает чувствительности, надежность и универсальность применения устройства.
Источники информации, принятые во внимание
[1] Родштейн Л.А. Электрические аппараты. Л., Энергоиздат, 1981, стр.263, рис.21-1.
[2] Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высшая школа, 1991, с.458, рис.15.12.
[3] SU 1723627, A1, H02J 9/06, H02М 5/14, 1992
[4] Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высшая школа, 1991, с.461, рис.15.14
[5] RU 2275670, C1, G05В 23/00, H02H 9/04, 2006.04.27 (прототип).