Схема защиты от короткого замыкания в нагрузке с регулируемым рабочим напряжением Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Ivanov Denis Aleksandrovich, postgraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula State University

УДК 621.833

СХЕМА ЗАЩИТЫ ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В НАГРУЗКЕ С РЕГУЛИРУЕМЫМ РАБОЧИМ

НАПРЯЖЕНИЕМ

В.М. Степанов, А.О. Казаков

Рассмотрены преимущества использования реле напряжения для защиты цепей питания постоянного тока от короткого замыкания в нагрузке. Дополнена оригинальная схема защиты двухполярного блока питания и защита нескольких питающих цепей от короткого замыкания в нагрузке.

Ключевые слова: реле, цепь питания, постоянный ток, оперативный ток, короткое замыкание.

Защита электронных устройств от короткого замыкания в нагрузке часто выполняется достаточно простым способом - установкой плавких вставок-предохранителей. Данный способ защиты достаточно дешев, но имеет существенных недостаток - низкое быстродействие из-за высокой тепловой инерции вставок.

Известно, что в системах релейной защиты применяются реле напряжения с фиксированными значениями напряжения питания защищаемой цепи. Подача повышенного напряжения на систему защиты приводит к превышению тока в катушке реле, что, в свою очередь, вызывает увеличение падения напряжения на катушке реле. Данное явление вызывает перегрев и преждевременный износ реле и при значительных превышениях может вывести его из строя. В этом случае приходится для разных рабочих напряжений использовать различные реле, что не всегда целесообразно исходя из соображений экономичности. Аналогичным недостатком обладает схема реле напряжения, изображенная на рис. 1 и описанная в [1].

Защита представляет собой четырехполюсник, включаемый между блоком питания и нагрузкой. После подачи напряжения на контакты ХБ1 ивх, на входе устройства появляется напряжение, но оно не поступает в нагрузку. Для включения защиты нужно кратковременно нажать на кнопку Б1 «Пуск». Это приведет к кратковременному поступлению напряжения на катушку реле К1. Реле включится, его контакты К1.1 замкнутся, защита перейдет в рабочий режим.

Для совершенствования и универсализации реле напряжения предлагается использовать низковольтное реле в составе системы для защиты цепей с напряжениями питания, превышающими рабочее напряжение реле. Для этого последовательно с катушкой реле включается дополнительное сопротивление Я2, позволяющее системе защиты работать на одно повышенное напряжение (рис. 2, а), либо повышенные напряжения, в зависимости от выбранного необходимого сопротивления Я2 переключателем Б1 (рис. 2, б).

Рис. 1. Схема защиты от короткого замыкания в нагрузке

Расчет дополнительного сопротивления осуществляется по закону Ома для замкнутого участка цепи.

Рис. 2. Схема защиты от короткого замыкания в нагрузке с дополнительным сопротивлением: а - для повышенного напряжения; б - для использования при различных напряжениях

109

Многоступенчатое регулирование напряжения срабатывания в системе защиты позволяет использовать схему для защиты в различных схемах, начиная от низковольтной портативной аппаратуры и заканчивая защитой вторичных цепей на высоковольтных распределительных подстанциях.

Список литературы

1. Степанов В.М., Казаков А.О. Многоканальная схема защиты от короткого замыкания в нагрузке на базе реле напряжения // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 12. Ч.2 Тула: Изд-во ТулГУ. 2013. С. 95-99.

2. Звуковая схемотехника для радиолюбителей / под ред. С.М. Янковского. СПб.: Наука и техника, 2003. 400 с.

3. Устройство и обслуживание вторичных цепей электроустановок. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1986. 152 с.

Степанов Владимир Михайлович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, ener-gy@tsu. tula. гиРоссия, Тула, Тульский государственный университет,

Казаков Александр Олегович, магистрант, kazakov [email protected] Россия, Тула, Тульский государственный университет

SHORT-CIRCUIT PROTECTION CIRCUITIN THE LOAD VARIBLE DISPLACEMENT VOLTAGE

V.M. Stepanov, A.O. Kazakov

The advantages of using the relay voltage protection DC power from a load short-circuit are considered. The authors supplemented the original protection circuit dual power supply and protection of multiple supply circuits from short-circuit in the load.

Key words: relay, the power supply circuit, DC, operating current, short-circuit.

Stepanov Vladimir Michailovich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, energy@tsu. tula. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Kazakov Alexandr Olegovich, candidate of master, [email protected], Russia, Tula, Tula State University