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 TV3. Выходное напряжение датчика ДАТ-1 снимается с потенциометра RP10. 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 VT1-VT7 и реле напряжения KV1. Вторая ступень выдачи сигналов включена последовательно с первой и построена на транзисторах VT8-VT10 и реле KV2.
При токе нагрузки генератора, меньшем тока уставки, напряжение с выхода датчика ДАТ-2 недостаточно для пробоя стабилитрона VD45. Последний закрыт, поэтому напряжение на входе триггера Tr1, снимаемое с резистора R13, отсутствует. Триггер находится в исходном состоянии, при котором транзистор VT2 закрыт, а VT3 открыт. Напряжение на выходе VT3 близко к нулю, поэтому закрыт транзистор VT4 и на резисторе R21 напряжение равно нулю. Напряжение на выходе ДАТ-1, снимаемое с потенциометра RP10, недостаточно для пробоя стабилитрона VD46 и VD47. Конденсатор С6 разряжен, а стабилитрон VD48 закрыт.
Триггер Тr2 находится в исходном состоянии: транзистор VT6 закрыт, VT7 открыт. Последний шунтирует цепь со стабилитроном VD43 и тиристором VS19, реле KV1 обесточено. Контакты KV1:1 этого реле разомкнуты, поэтому напряжение на входе 2-й ступени отсутствует. Схема 2-й ступени на транзисторах VT8-VT10 и часть схемы 1-й ступени на транзисторах VT5-VT7 подобны, поэтому идентичные элементы обеих ступеней находятся в одинаковом состоянии, реле KV2 обесточено.
При увеличении тока нагрузки генератора до тока уставки напряжение Ude на выходе ДАТ-2 достигает значения напряжения пробоя стабилитрона VD45. Последний пробивается, что приводит к опрокидыванию триггера Тr1. Напряжение на выходе закрытого VT3 увеличивается до 24 В. Поэтому открывается транзистор VT4 и на резисторе R21 устанавливается неизменное напряжение U2=24В. Одновременно напряжение U1 на выходе ДАТ-1 становится достаточным для пробоя стабилитронов VD46, VD47. С этого момента образуется цепь заряда конденсатора С6: потенциометр RP10 - стабилитроны VD46, VD47 -резистор R21 - конденсатор С6 - резистор R22. В этой последовательной цепи падения напряжений U1 и U2 действуют согласно, поэтому конденсатор С6 стремится зарядиться до напряжения (U1 + U2). Однако при достижении на конденсаторе С6 напряжения U2 = 24 В отпирается диод VD21, вследствие чего заряд С6 прекращается.
Как только напряжение на С6 достигнет напряжения пробоя стабилитрона VD48, последний пробивается. Это приводит к опрокидыванию триггера Tr2 и срабатыванию реле KV1. Реле KV1 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 KV2. 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 RP10 и изменением емкости конденсатора С6; второй ступени в пределах 2 – 6 с изменением сопротивления резистора R32.
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 VD49.
Токи уставок составляют: для первой ступени 1,0 (1,1) Iном; второй ступени в режиме отсечки 1,3 (1,5) Iном .
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