Устройство для защиты понижающего трансформатора с односторонним питанием

Предлагаемое устройство можно отнести к релейной защите трансформаторов, и может быть использовано для защиты трансформаторов с односторонним питанием, например, понижающих блочных трансформаторов, блоков генератор-трансформатор, генераторов при коротких замыканиях.

Целью внедрения устройства является повышение чувствительности к коротким замыканиям.

На листе графической части проекта изображена структурная схема устройства для защиты понижающего трансформатора с односторонним питанием; там же — структурная схема блока тормозного сигнала.

В качестве одновибратора предлагается использовать одновибратор на операционном усилителе, схема которого представлена на листе графической части проекта и рисунке. Такой одновибратор, или иначе релаксационный генератор (релаксатор), относится к классу спусковых устройств и основан на применении усилителей с положительной обратной связью. В отличие от триггеров, обладающих двумя состояниями устойчивого равновесия, релаксатор имеет не более одного состояния. Кроме того, он имеет состояние квазиравновесия, характеризуемое сравнительно медленными изменениями токов и напряжений, приводящими к некоторому критическому состоянию, при котором создаются условия для скачкообразного перехода релаксатора из одного состояния в другое. У одновибратора переход из состояния устойчивого равновесия в состояние квазиравновесия происходит под воздействием внешнего запускающего импульса, а обратный переход — самопроизвольно по истечении некоторого времени, определяемого параметрами устройства. Таким образом, одновибратор генерирует один импульс с определенными параметрами при воздействии запускающего импульса.

Рисунок 5.1 Принципиальная электрическая схема одновибратора на операционном усилителе.

Допустим, что входное напряжение одновибратора равно U_вых.min. Тогда на инверсном входе (на конденсаторе С1) напряжение u_ равно прямому напряжению открытого диода VD1 и близко к нулю. На прямом входе напряжение отрицательно и равно:

Если на прямой вход поступает короткий входной положительный импульс напряжения, амплитуда которого не менее, то триггер Шмитта скачком переходит в противоположное состояние и. Тогда и конденсатор С1 начинает заряжаться через резистор R1, при этом напряжение на нем, равное u_, стремится к по экспоненте. При происходит обратное переключение триггера Шмита, а конденсатор С1 начинает перезаряжаться от до. Однако, когда напряжение на конденсаторе становится примерно равным нулю, открывается диод VD1 и дальнейшего изменения напряжения не происходит. Таким образом, одновибратор возвращается в исходное состояние после появления на выходе одиночного прямоугольного импульса. Длительность импульса одновибратора не зависит от длительности входного импульса, если она меньше t_и. Через время t_в одновибратор готов к приему следующего импульса.

Рисунок 5.2 Временные диаграммы одновибратора на операционном усилителе.

Предлагаемое устройство для защиты понижающего трансформатора с односторонним питанием может быть использовано и для защиты трансформатора, содержащего несколько вторичных обмоток. При этом на каждую вторичную обмотку устанавливается трансформатор тока, а в схему устройства добавляется промежуточный трансформатор, преобразователь сигналов, дифференцирующий элемент и выпрямитель. При этом соответственно увеличивается количество запрещающих входов блока «ЗАПРЕТ» .