ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

При подключении к сети 0,4 кВ таких нагрузок как электродвигатели, лампы накаливания, прожектора, теплоэлетронагреватели (ТЭНы) и т.п. следует, с одной стороны, стремиться к резкому уменьшению пусковых токов (т.е. обеспечивать плавный пуск), с другой стороны - быстро (не более 10…15 мс) отключить токи короткого замыкания (КЗ).

На кафедре ТОЭ Кубанского госагроуниверситета было разработано, испытано и внедрено в практику системы электроснабжения мощной электротермической установки устройство плавного пуска и быстродействующей токовой защиты (УПП и БТЗ), принципиальная электрическая схема одной фазы которого приведена на рисунке. Данное устройство является универсальным и может работать с такими нагрузками как асинхронные двигатели.

Принципиальная электрическая схема устройства

плавного пуска и быстродействующей токовой защиты (УПП и БТЗ)

Принцип действия устройства основан на непрерывно-дискретном управлении током нагрузки с помощью силового «тиристорного ключа»sv1, sv2с автономной системой импульсно-фазового управления (СИФУ). Автономность СИФУ значительно упрощает устройство в целом (что очень важно для устройств защитного действия), повышает надежность и точность синхронизации, предотвращает появление постоянной составляющей в токе нагрузки.

На комплиментарных транзисторах vt1, vt2 (типов КТ203А и КТ3102В) выполнен триггерный дискриминатор, формирующий импульс тока управления тиристором sv в результате разряда конденсатора С1 в тот момент, когда напряжение на его обкладках превышает напряжение на базе транзистораvt1, формируемое стабилитрономvd1. Еще одно важное преимущество данного автономного СИФУ - конденсатор С1 участвует одновременно в формировании временного интервала задержки отпирания тиристора («угла управленияa») и в формировании самого импульса тока управления.

На транзистореvt3выполнено программно-временное регулируемое сопротивление. По мере заряда конденсатора С2 коллекторный ток транзистораvt3уменьшается, увеличивая тем самымэквивалентное сопротивление, закорачивающее С1. Поэтому сразу после включения сети тиристор начнет управляться большими угламиa(т.е. ток нагрузки начнет постепенно нарастать с нуля), а когда конденсатор С2 полностью зарядится, уголaпримет значение порядка 10…15 эл.градусов. Потеря действующего значения напряжения нагрузки составит при этом 1…2%.

Защита от токов КЗ осуществляется на основе усилительно-релейной схемы с датчиком в виде серийного трансформатора тока ТА типа ТК-20-100/5А. Транзисторvt4 выполняет роль порогового элемента и усилителя сигнала «превышения порогового уровня» напряжения, формируемого на резистореr5 вторичным током ТА. В данном случае, при номинальном токе нагрузки 75А транзисторvt4 открывается при токе нагрузки 120А. При токе нагрузки 130А коллекторный ток транзистораvt4 превышает 0,52 мА, что ведет к резкому срабатыванию триггерной схемы на транзисторахvt5, vt6и последующему срабатыванию реле К1 (типа РЭС-48). Контакт К1.1 данного реле разрывает цепь заряда конденсатора С1 СИФУ, и тиристорный «ключ» закрывается. Как показали эксперименты, время срабатывания данной токовой защиты составляет 2…3 полупериода сетевого напряжения, что вполне достаточно для ликвидации самых тяжелых по последствиям КЗ.