Устройство защиты от перенапряжения, страница 5

При возникновении перенапряжения, превышающего напряжение U3аккумуляторной батареи, по команде от блока БУ через несколько десятков микросекунд включается тиристор V2, который подключает параллельно цепям нагрузки резистор R1, практически прекращается действие перенапряжения, вызванного обрывом цепи в аварийной ситуации. После включения тиристора V2 нагрузка автоматически отключается от основного выпрямителя B1, так как возникшее пере­напряжение является следствием аварийной ситуации в цепи, подклю­ченной к аккумуляторной батарее. Для этой цели используется реле P1, катушка которого замыкается накоротко тиристором V2, При от­ключении реле Р1 его контакты отключают цепи питания катушек кон­тактора К1 и реле Р2. Контактор K1 отключает нагрузку RHот гене­ратора, а реле Р2 разрывает цепь питания обмотки возбуждения гене­ратора (на рис. 116 не показана), вследствие чего уменьшается напря­жение на выходе основного выпрямителя B1.

Для улучшения условий работы контактора К1 и исключения до­полнительных коммутационных перенапряжений контактор К1 от­ключается с выдержкой времени по отношению к моменту отключения реле Р2, для чего катушка контактора К1 и резистор R2 шунтируют­ся конденсатором С1. Постоянная времени цепи R2С1 выбирается таким образом, чтобы отключение контактора К1 происходило после того, как существенно уменьшатся напряжение на выходе выпря­мителя В1 и ток нагрузки. После отключения контактора К1 снимается напряжение с защитной цепи тиристор V2резистор R1 и тиристор V2 восстанавливает свои запирающие свойства. После устранения неисправ­ности, вызвавшей срабатывание тиристорной защиты, работоспособ­ность схемы может быть восстановлена нажатием кнопки Кн.. При этом реле Р2 и контактор К1 включаются, замыкается цепь питания обмот­ки возбуждения генератора, нагрузка RНи защитная цепь подключают­ся  к основному выпрямителю.

Блок управления БУ тиристорной защиты (рис. 116, б) состоит из двух узлов: измерения напряжения на входе нагрузки и усилителя. Узел измерения состоит из измерительного моста, первые два плеча которого образуют последовательно включенные резисторы R3, R4 и R5, а вторые последовательно включенные резистор R6, диоды УЗ, У4 и стабилитрон V5. Параллельно цепи VЗ, V4 и V5 подключен кон­денсатор С2. В диагональ моста включен переход эмиттер-база тран­зистора У6 и защитный диод У7. Коллектор транзистора У6 через ре­зистор R7 соединен с минусовым проводом.

      Усилитель блока БУ выполнен на транзисторе V8 и тиристорах V9 и V10, Блок БУ, подключенный через развязывающие диоды V11 и V12 параллельно цепям нагрузки к точкам а и б, работает следую­щим образом.

Параметры элементов узла измерения выбраны так, что в нормаль­ном режиме потенциал эмиттера, транзистора V6 был выше потенциала базы, поэтому транзистор V6 открыт, а к переходу эмиттер-база тран­зистора V8 приложено напряжение, равное падению напряжения на диодах V3 и V4, и он закрыт. В результате отсутствия питания в цепях управления тиристоры v9, V10 закрыты и сигнал на включение тири­стора  V2 защиты отсутствует.

Допустимый уровень перенапряжения в цепях нагрузки (между точ­ками а и б), при превышении которого с выхода блока управления пода­ется команда на включение тиристора защиты V2, устанавливается соответствующим подбором сопротивлений резисторов R3, R4, R5 и может регулироваться изменением положения подвижного контак­та регулируемого резистора R4, к которому подключена база транзи­стора V6. В переходном режиме потенциал базы транзистора V6 изме­няется практически мгновенно, а потенциал эмиттера изменится скач­ком не может, так как этому препятствует конденсатор С2. Поэтому при появлении в цепях нагрузки перенапряжения, превышающего уста­новленный уровень, потенциал базы транзистора V6 становится выше потенциала эмиттера, и он запирается. В результате база транзистора V8 через резистор R7 подключается к минусовой шине и оказывается под меньшим потенциалом, чем эмиттер транзистора V8, соединенный со стабилизатором V5. Транзистор V8 открывается и на управляющий электрод, тиристора V2 по цепи плюс источника питания - диод V11 - резистор R6диоды V3, V4 эмиттерно-коллекторный переход транзистора V8 диод V13управляющий электрод, катод тиристора V9 - диод V14 - управляющий электрод, катод тиристора V10 подает­ся отпирающий импульс напряжения. При этом тиристор V9 включа­ется, шунтируя часть указанной цепи и облегчая условия включения тиристора V10, который в свою очередь надежно включает тиристор защиты V2. Рассмотренный блок управления обеспечивает достаточное быстродействие защиты от коммутационных перенапряжений.

 Защита электрооборудования вагонов от повышения напряжения

При нормальной работе регулятор РНГ автоматически поддержи­вает некоторое среднее значение Iв1 тока возбуждения генератора, соответствующее его частоте вращения п и нагрузке (рис. 117). Оно определяется точкой А1 пересечения характеристики холостого хода 2 генератора при частоте п1 с вольт-амперной характеристикой 1 цепи возбуждения генератора при исправном состоянии регулятора на­пряжения. Данному значению тока возбуждения соответствует сред­нее значение напряжения генератора Ur1и напряжения на зажимах потребителей (на нагрузке)  Ur1 = UH0M(кривая 4), причем для простоты принимается, что напря­жение на нагрузке равно на­пряжению генератора.

 В аварийных режимах, свя­занных с выходом из строя РНГ, автоматическое регулирование генератора прекращается и его напряжение может резко увели­читься в результате протекания по обмотке большого тока воз­буждения. В тиристорных регуляторах этот режим возникает из-за неисправностей, при которых тиристор остается все время во включенном состоянии. В угольных регуляторах это может про­изойти, например, при обрыве цепи обмотки электромагнита, вследст­вие чего сопротивление угольных столбов будет наименьшим.