181152. lajstromszámú szabadalom • Bekapcsolásbiztos differenciálvédelmi berendezés
7 181152 8 állás és a C2 kondenzátor szab meg. Ez a jelenség jól látható az 5., 6. és 7. ábrákon az Uref referencia feszültség jelalakjában. A 14A kioldóáramkör egy kiviteli alakját a 2. ábra szemlélteti. A 21A kioldóbemeneten levő AU különbségi feszültséget és a 22A referenciabemeneten levő Uref referencia feszültséget 41 komparátor összehasonlítja, és kimenetén levő kétállapotú U1 feszültséggel 44 integrátort tölt illetve kisüt. A 21A kioldóbemenet R8 ellenálláson át, a 22A referenciabemenet pedig R9 ellenálláson át műveleti El erősítő negatív bemenetére van kapcsolva, melynek pozitív bemenete RIO ellenálláson át a földre van kötve. Az El erősítő kimenete ellentétes polaritással sorbakapcsolt Z2 és Z3 Zéner-di ódákon keresztül van visszacsatolva a negatív bemenetre. A 41 komparátor-kimenő U1 feszültsége az egyik állapotban a Z2 Zéner-dióda, a másik állapotban a Z3 Zéner-dióda feszültségének felel meg. Az U1 feszültség a 44 integrátor egyik bemenetére kerül és RÍ 1 ellenálláson keresztül kioldó irányba tölti, illetve kisüti a műveleti E2 erősítő visszacsatoló Cl kondenzátorát. Az E2 erősítő pozitív bemenete RÍ5 ellenálláson át a földre van kapcsolva, kimenete pedig a 44 integrátor kimenő Ui feszültségét szolgáltatja, amely 47 komparátor bemenetére van kapcsolva. A 47 komparátor U2 feszültséget szolgáltató kimenete képezi a 14A kioldóáramkör 27A kimenetét. A kapcsolás működése az 5. ábra jelalakábráin követhető. A 21A kioldóbemenet és a 22A referenciabemenet egy további 42 komparátorban is összehasonlításra kerül, amely 42 komparátor akkor szólal meg, amikor a AU különbségi feszültség és a Uref referencia feszültség különbsége nagyobb mint a 8In áramnak megfelelő érték. Ez esetben a 42 komparátor kimenő U3 feszültsége Dl diódán keresztül az RÍ2 ellenállásra jutva igen gyorsan tölti a 44 integrátort, mivel az R12xCl időállandó körülbelül huszad része az Rll x Cl időállandónak. A 42 komparátor megszólalásával járó esetet szemléltetnek a 6. ábra jelalakábrái. A 41 komparátor kimenetére továbbá 45 időzítő áramkör bemenete van csatlakoztatva, amelynek kimenetén levő U4 feszültség D2 diódán és RÍ 3 ellenáláson keresztül igen gyorsan kisüti a 44 integrátor Cl kondenzátorát. Ezáltal a 44 integrátor kimenő Ui feszültsége jóval a Km megszólalási szint alatt marad, és így külső zavarjel folytán beálló kioldás valószínűsége csökken. A 45 időzítő áramkör működését 7. ábrán levő jelalakábrákkal szemléltetjük. Itt látható, hogy az U4 feszültség követi az U' feszültség negatív irányú változását, pozitív irányú változást azonban csak késleltetéssel, például 7,5 msec múlva követi. A 45 időzítő áramkör működését logikai VAGY-kapcsolatot biztosító 46 kapuáramkörön keresztül a 47 komparátor 27A kimenetén, vagy egy további 43 komparátor kimenetén levő jel reteszeli. A 43 komparátor bemenete a 22A referenciabemenetre van csatlakoztatva, és akkor szólal meg, amikor az Uref referencia feszültség értéke a 43 komparátor megszólalási szintjét meghaladja. A 43 komparátor megszólalási szintjét a kívánt bekapcsolási biztonság határozza meg. A 27A kimenet D3 diódán és R14 ''enálláson keresztül van a’ E2 erősítő negatív bemenetére csatlakoztatva, ezáltal - amikor a 44 integrátor kimenő Ui feszültsége eléri a 47 komparátor Km megszólalási szintjét - a 44 integrátor további töltő irányú feszültséget kap ezen a bemenetén, ami biztosítja, hogy az integrátor kimenő Ui feszültsége határozottan túllépje a Km megszólalási szintet. A 14A kioldóáramkör kioldását az alábbi egyenlőséggel írhatjuk le: 0J [Rll • Cl R12 • Cl R13 • Cl ahol t=0 a zárlati jelenség kezdete és t = Tm időpontban történik a kioldás. Az 1. ábrán látható, hogy fázisonként egy-egy 14A. 14B illetve 14C kioldóáramkör van, melyek 21A, 21B, illetve 21C kioldóbemenete a megfelelő A, B illetve C fázis különbségi ágához van kapcsolva, 22A, 22B illetve 22C referenciabemenete pedig a közös 13 jelkiválasztó áramkör 26 kimenetére. A 14A, 14B és 14C kioldóáramkörök 27A, 27B illetve 27C kimenete logikai VAGY-kapcsolatot biztosító 15 kapuáramkör bemenetelre vannak kapcsolva, melynek 31 kimenete képezi a differenciálvédelmi berendezés kimenetét. A 31 kimenet a 16A nyomógomb normál állapotban zárt 17 érintkezőpárján keresztül 20 működtetőegység bemenetére van kapcsolva. amely 30A és 40A kimenetén szolgáltatja az A fázishoz tartozó 3 és 4 megszakítók kikapcsoló bemenetelhez a működtető jeleket és 30B és 40B kimenetein a B fázishoz. 30C és 40C kimenetein pedig a C fázishoz tartozó kikapcsolást működtető jeleket. A differenciálvédelmi berendezés működőképességét a kezelő személy 16A nyomógomb lenyomásával tudja ellenőrizni. Ekkor először a 17 érintkezőpár nyit. megakadályozva ezzel a 20 működtetőegység indítását, és a 19 érintkezőpár is nyit megszüntetve az R4 ellenállás rövidrezárását. majd a 18 érintkezőpár az R4 ellenálláson levő feszültséget a 21A kioldó bemenetre kapcsolja, aminek folytán a 14A kioldóáramkör kioldójelet kap, és működését 27A kimenetére csatlakoztatott 28A jelzőlámpa jelzi. Hasonló módon lehet ellenőrizni adott esetben a B és C fázisok differenciálvédelmének működőképességét, amit 28B illetve 28C jelzőlámpa jelez. A 4. ábrán a találmány szerinti differenciálvédelmi berendezés kioldási karakterisztikája látható kétféle beállításban. Az egyik 50 karakterisztika azt az esetet mutatja, amikor a kioldás akkor történik, ha a különbségi ág jele meghaladja az összegág jelének 20%-át. A másik 51 karakterisztikánál ez az érték 50%. A diagramm tengelyein az áramértékek az In névleges áramra vonatkoztatott relatív léptékben vannak megadva. Az 5. ábrán a találmány szerinti berendezés működését szemléltető jelalakábrák láthatók belső zárlati áram esetén. A jeleket a t idő függvényében rajzoltuk fel. Tegyük fel, hogy a különbözeti ágban 5In értéknél kisebb szinuszos zárlati áram folyik. Amikor az ennek megfelelő AU különbségi feszültség meghaladja az Uref referencia feszültséget, a 41 komparátor nyugalmi állapotából átbillen, kimenő UI feszültsége pozitívból negatívba megy át, és kioldó irányba tölteni kezdi a 44 integrátor Cl kon5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
