Устройство токовой защиты УТЗ-1

Устройство предназначено для защиты генераторов от токов перегрузки посредством отключения неответственных приемников электроэнергии. Подключается к генератору при помощи измерительных трансформаторов тока и напряжения

Первая ступень выдачи сигналов состоит из измерительной и исполнительной частей. Измерительная часть включает в себя датчики активного тока ДАТ-1 и ДАТ-2 с общими для обоих датчиков трансформаторами тока ТА2 и напряжения TV 3. Выходное напряжение датчика ДАТ-1 снимается с потенциометра RP 10. Выходное напряжение датчика ДАТ-2 снимается между точками d и е. Применение двух датчиков вызвано необходимостью получения в первой ступени выдержки времени, находящейся в обратной зависимости от тока нагрузки.

Исполнительная часть первой ступени построена на транзисторах VT 1- VT 7 и реле напряжения KV 1. Вторая ступень выдачи сигналов включена последовательно с первой и построена на транзисторах VT 8- VT 10 и реле KV 2.

При токе нагрузки генератора, меньшем тока уставки, напряжение с выхода датчика ДАТ-2 недостаточно для пробоя стабилитрона VD 45. Последний закрыт, поэтому напряжение на входе триггера Tr 1, снимаемое с резистора R 13, отсутствует. Триггер находится в исходном состоянии, при котором транзистор VT 2 закрыт, а VT 3 открыт. Напряжение на выходе VT 3 близко к нулю, поэтому закрыт транзистор VT 4 и на резисторе R 21 напряжение равно нулю. Напряжение на выходе ДАТ-1, снимаемое с потенциометра RP 10, недостаточно для пробоя стабилитрона VD 46 и VD 47. Конденсатор С6 разряжен, а стабилитрон VD 48 закрыт.

Триггер Тr2 находится в исходном состоянии: транзистор VT 6 закрыт, VT 7 открыт. Последний шунтирует цепь со стабилитроном VD 43 и тиристором VS 19, реле KV 1 обесточено. Контакты KV 1:1 этого реле разомкнуты, поэтому напряжение на входе 2-й ступени отсутствует. Схема 2-й ступени на транзисторах VT 8- VT 10 и часть схемы 1-й ступени на транзисторах VT5-VT7 подобны, поэтому идентичные элементы обеих ступеней находятся в одинаковом состоянии, реле KV 2 обесточено.

При увеличении тока нагрузки генератора до тока уставки напряжение U_de на выходе ДАТ-2 достигает значения напряжения пробоя стабилитрона VD 45. Последний пробивается, что приводит к опрокиды­ванию триггера Т r 1. Напряжение на выходе закрытого VT 3 увеличи­вается до 24 В. Поэтому открывается транзистор VT 4 и на резисторе R 21 устанавливается неизменное напряжение U 2= 24В. Одновременно напряжение U ₁ на выходе ДАТ-1 становится достаточным для пробоя стабилитронов VD 46, VD 47. С этого момента образуется цепь заряда конденсатора С6: потенциометр RP 10 - стабилитроны VD46, VD47 -резистор R21 - конденсатор С6 - резистор R 22. В этой последователь­ной цепи падения напряжений U ₁ и U ₂ действуют согласно, поэтому конденсатор С6 стремится зарядиться до напряжения (U ₁ + U ₂). Однако при достижении на конденсаторе С6 напряжения U ₂ = 24 В отпирается диод VD 21, вследствие чего заряд С6 прекращается.

Как только напряжение на С6 достигнет напряжения пробоя стабилитрона VD 48, последний пробивается. Это приводит к опрокидыванию триггера Tr 2 и срабатыванию реле KV 1. Реле KV 1 выдает сигнал на отключение первой группы неответственных приемников.

Если после отключения первой ступени перегрузка не исчезла, то мгновенно отключается вторая группа неответственных потребителей при помощи реле KV 2. В режиме отсечки первая и вторая группа отключаются одновременно без выдержки времени. Выдержку времени можно регулировать: первой ступени в пределах 1,5 – 10 с при помощи потенциометра RP 10 и изменением емкости конденсатора С6; второй ступени в пределах 2 – 6 с изменением сопротивления резистора R 32.

При увеличении тока нагрузки генератора до установленного наибольшего значения происходит практически мгновенное срабатывание второй ступени независимо от первой. В этом случае напряжение с выхода ДАТ-2 становится достаточным для пробоя стабилитрона VD 49.

Токи уставок составляют: для первой ступени 1,0 (1,1) I_ном; второй ступени в режиме отсечки 1,3 (1,5) I_ном.

 

Рисунок 20 – Принципиальная схема устройства токовой защиты типа УТЗ-1А.

Рисунок 21 – Структурная схема автоматического отключения резерва, выполненная на базе устройства токовой защиты типа УТЗ