194635. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés stabilizált tápfeszültség előállítására
1 194 635 2 A találmány eljárás és kapcsolási elrendezés stabilizált tápfeszültség előállítására, különösen hálózatvédelmek táplálásához. A villamosgépek és hálózatok rövidzárlatvédelmére a legegyszerűbb megoldást a túláramvédelmek adják. Ma két jól elválasztható fajtát alkalmaznak az iparban: az elektromechanikus és az elektronikus túláramreléket. Az elektromechanikus túláramrelék nagy hátránya, hogy igen finom szerkezeti felépítésük miatt érzékenyek külső mechanikai behatásokra, így pl. rázkódásra, porosodásra és nedvességre. Ezen hibák kiküszöbölésére hozták létre az elektronikus túláramreléket, amelyek hátránya viszont, hogy egyenáramú segédenergiára van szükségük. Az egyenáramú segédenergiát vagy a hálózattól függetlenül egyenfeszültségből DC/DC konverterrel, vagy valamilyen öntápos megoldással (pl. telítődő áramváltós vagy zénerdiódás vagy áteresztő tranzisztoros stabilizálással) a hálózat áramváltóköréből nyerik. A gyakorlatban a DC/DC konverteres táplálás az elterjedtebb, mivel gyártása egyszerűbb, könynyebben kézben tartható, hátránya viszont az öntápos rendszerekkel szemben, hogy állandó fogyasztást jelent. Az öntápos túláramreléknél az áramváltóköri fogyasztás megnövekedése és a stabilizálás következtében keletkező hő jelenti a problémát. A találmány a fentieknél előnyösebb megoldást ad stabilizált tápfeszültség előállítására, különösen hálózatvédelmek táplálásához. A találmány tehát egyrészt eljárás stabilizált tápfeszültség előállítására, amelynél áramváltóval váltakozó áramú hálózat áramával arányos szekunder áramot hozunk létre, a szekunder áramot egyenirányítjuk és az egyenirányítóit áram által impedancián ejtett egyenirányított feszültséget stabilizáljuk. A találmány szerint úgy járunk el, hogy a stabilizáláshoz az áramváltót az egyenirányított feszültség nagyságának megfelelően időszakosan rövidrezárjuk. Előnyös, ha a stabilizáláshoz az egyenirányított feszültséget referenciafeszültséggel hasonlítjuk öszsze, és ha az egyenirányított feszültség nagyobb a referenciafeszültségnél, az áramváltót rövidrezárjuk. Az áramváltót a találmány szerint többféle módon zárhatjuk rövidre. Lehetséges olyan megoldás, hogy az áramváltónak az egyenirányítóhoz kapcsolódó szekunder tekercsét zárjuk rövidre. Adott esetben célszerű lehet az olyan megoldás is, amikor az áramváltónak az egyenirányítóhoz kapcsolódó középmegcsapolású szekunder tekercsénél félperiódusonként váltakozva mindenkor csak az egyik tekercsfelet zárjuk rövidre. Lehetséges továbbá olyan foganatosítási mód is, amelynél az áramváltón elhelyezett egy további szekunder tekercset zárunk rövidre. A találmány szerinti eljárás azt az előnyt biztosítja, hogy a tápfeszültség szabályozása során minimális a disszipáció, továbbá az áramváltó a természetes rövidrezárt állapotába kerül, így telítődése csak nagyobb áramértéknél következik be. Ez túláram érzékelésnél előnyös. A találmány másrészt kapcsolási elrendezés stabilizált tápfeszültség előállítására, különösen hálózz tvédelmek táplálásához, amelynek áramváltója, ennek szekunder tekercsére csatlakozó egyenirányítója és az egyenirányítóhoz kapcsolódó feszültség stabilizá tora van. A találmány szerint a feszültség stabilizátornak a tápfeszültséggel arányos feszültséget referenciafeszültséggel összehasonlító egysége és ennek kimenetére csatlakoztatott, az á amváltót diódákon keresztül rövidrezáró k ipcsolóeleme van. Egy igen előnyös kiviteli alakban a kapcsolóelem egyik kapcsolópontja az áramváltó szekunder tekercsére kapcsolódó kétutas egyenirányító egyeníi ányított feszültségű egyik átlós pontjára, másik kapcsolópontja pedig egy-egy diódán keresztül az egyenirányító váltakozó feszültségű átlós pontjaira van csatlakoztatva. Ennél a kialakításnál lehetőség van arra, hogy a kapcsolóelem említett egyik kapcsolópontja a kétutas egyenirányító egyenirányított feszültségű említett egyik átlós pontjára soros ellenálláson át csatlakozzék, eme soros ellenálláson így mindenkor a pillanatnyi áramértékkel arányos áram folyik át, s ezért eme soros ellenálláshoz a rajta eső feszültség határértékét érzékelő komparátor csatlakoztatható, amely komparátor kimenetére túláramra megszólaló relé van kapcsolva. Ilyen módon ez a kialakítás egy öntápos megoldású túlá ramrelét ad. A találmány egy további előnyös kiviteli alakjáíál a kapcsolóelem egyik kapcsolópontja az áramváltó szekunder tekercse középmegcsapolású kapcsához, másik kapcsolópontja pedig egy-egy dióján keresztül a szekunder tekercs kétutas egyenirányítóhoz csatlakoztatott szélső kapcsaihoz van csatlakoztatva. Kialakítható a találmány szerinti kapcsolási elrendezés olyan módon is, hogy az áramváltónak további szekunder tekercse is van, ehhez diódás további kétutas egyenirányító van csatlakoztatva, és a kapcsolóelem kapcsolópontjai a további kétutas egyenirányító egyenirányított feszültségű átlós pontjaihoz vannak csatlakoztatva. A találmányt a továbbiakban a rajzokon szemléltetett előnyös kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés elektronikus túláramreléként ‘ kialakított kiviteli alakjának kapcsolási vázlatát mutatja, a 2. és 3. ábra pedig a találmány szerinti kapcsolási elrendezés tápegységként kialakított egy-egy kiviteli alakjának kapcsolási vázlatát szemlélteti. Az 1. ábrán közbenső AV áramváltó P primer tekercsének kapcsaival csatlakozik a védendő objektum rajzon nem ábrázolt áramváltójára. A P primer tekercs I áramával arányos áram ébred az AV áramváltó SÍ szekunder tekercsében, ezt egyenirányítja a Dl, D2, D3 és D4 diódákból álló kétutas El egyenirányító. A kétutas El egyenirányító egyenirányított feszültségű egyik átlós pontja párhuzamos RÍ ellenálláson és D7 diódán keresztül az A tápfeszültségpontra, másik átlós pontja pedig B tápfeszültségpontra van csatlakoz5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
