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過(guò)流保護(hù)電路的工作原理介紹
  • 發(fā)布時(shí)間:2021-04-19 12:19:19
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過(guò)流保護(hù)電路的工作原理介紹
過(guò)電流保護(hù)(Over Current Protection)就是當(dāng)電流超過(guò)預(yù)定最大值時(shí),使保護(hù)裝置動(dòng)作的一種保護(hù)方式。當(dāng)流過(guò)被保護(hù)原件中的電流超過(guò)預(yù)先整定的某個(gè)數(shù)值時(shí),保護(hù)裝置啟動(dòng),并用時(shí)限保證動(dòng)作的選擇性,使斷路器跳閘或給出報(bào)警信號(hào)。
過(guò)電流保護(hù)(Over Current Protection)當(dāng)電流超過(guò)預(yù)定最大值時(shí),使保護(hù)裝置動(dòng)作的一種保護(hù)方式。
過(guò)電流保護(hù)主要包括短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)兩種類型。短路保護(hù)的特點(diǎn)是整定電流大、瞬時(shí)動(dòng)作。電磁式電流脫扣器(或繼電器)、熔斷器常用作短路保護(hù)元件。過(guò)載保護(hù)的特點(diǎn)是整定電流較小、反時(shí)限動(dòng)作。熱繼電器、延時(shí)型電磁式電流繼電器常用作過(guò)載保護(hù)元件。
在沒(méi)有太大沖擊電流的情況下,熔斷器也常用作過(guò)載保護(hù)元件。
在TN系統(tǒng)中,采用熔斷器作短路保護(hù)時(shí),熔體額定電流應(yīng)小于單相短路電流的1/4;用斷路器保護(hù)時(shí),斷路器瞬時(shí)動(dòng)作或短延時(shí)動(dòng)作過(guò)電流脫扣器的整定電流應(yīng)小于單相短路電流的2/3。
過(guò)流保護(hù)電路
電網(wǎng)中發(fā)生相間短路故障或者非正常負(fù)載增加,絕緣等級(jí)下降等情況下,電流會(huì)突然增大,電壓突然下降,過(guò)流保護(hù)就是按線路選擇性的要求,整定電流繼電器的動(dòng)作電流的。當(dāng)線路中故障電流達(dá)到電流繼電器的動(dòng)作值時(shí),電流繼電器動(dòng)作按保護(hù)裝置選擇性的要求,有選擇性的切斷故障線路,通過(guò)其觸點(diǎn)啟動(dòng)時(shí)間繼電器,經(jīng)過(guò)預(yù)定的延時(shí)后,時(shí)間繼電器觸點(diǎn)閉合,將斷路器跳閘線圈接通,斷路器跳閘,故障線路被切除,同時(shí)啟動(dòng)了信號(hào)繼電器,信號(hào)牌掉下,并接通燈光或音響信號(hào)。
當(dāng)出現(xiàn)負(fù)載短路、過(guò)載或者控制電路失效等意外情況時(shí),會(huì)引起流過(guò)穩(wěn)壓器中開(kāi)關(guān)三極管的電流過(guò)大,使管子功耗增大,發(fā)熱,若沒(méi)有過(guò)流保護(hù)裝置,大功率開(kāi)關(guān)三極管就有可能損壞。故而在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中過(guò)電流保護(hù)是常用的。最經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的方法是用保險(xiǎn)絲。由于晶體管的熱容量小,普通保險(xiǎn)絲一般不能起到保護(hù)作用,常用的是快速熔斷保險(xiǎn)絲。這種方法具有保護(hù)容易的優(yōu)點(diǎn),但是,需要根據(jù)具體開(kāi)關(guān)三極管的安全工作區(qū)要求來(lái)選擇保險(xiǎn)絲的規(guī)格。這種過(guò)流保護(hù)措施的缺點(diǎn)是帶來(lái)經(jīng)常更換保險(xiǎn)絲的不便。
在線性穩(wěn)壓器中常用的限流保護(hù)和電流截止保護(hù)在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中均能應(yīng)用。但是,根據(jù)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的特點(diǎn),這種保護(hù)電路的輸出不能直接控制開(kāi)關(guān)三極管,而必須使過(guò)電流保護(hù)的輸出轉(zhuǎn)換為脈沖指令,去控制調(diào)制器以保護(hù)開(kāi)關(guān)三極管。為了實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)一般均需要用取樣電阻串聯(lián)在電路中,這會(huì)影響電源的效率,因此多用于小功率開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的場(chǎng)合。而在大功率的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源中,考慮到功耗,應(yīng)盡量避免取樣電阻的接入。因此,通常將過(guò)電流保護(hù)轉(zhuǎn)換為過(guò)、欠電壓保護(hù)。
定時(shí)限過(guò)流保護(hù)動(dòng)作原理
定時(shí)限過(guò)流保護(hù),其動(dòng)作時(shí)限與故障電流之間的關(guān)系表現(xiàn)為定時(shí)限特性,即繼電器保護(hù)動(dòng)作時(shí)限與系統(tǒng)短路電流的數(shù)值大小無(wú)關(guān),只要系統(tǒng)故障電流轉(zhuǎn)換成保護(hù)裝置中的電流,達(dá)到或超過(guò)保護(hù)的整定電流值,繼電保護(hù)就以固有的整定時(shí)限動(dòng)作,使斷路器掉閘,切除故障。當(dāng)主電路出現(xiàn)過(guò)電流時(shí),電流繼電器3KA或4KA線圈獲電,繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,使時(shí)間繼電器KT開(kāi)始計(jì)時(shí),計(jì)時(shí)結(jié)束。KT的常開(kāi)觸點(diǎn)(延時(shí))閉合,并接通信號(hào)繼電器2KS及跳閘線圈YA-F,從而實(shí)現(xiàn)斷路器掉閘。速斷保護(hù)是由電流繼電器1KA或2KA控制中間繼電器KM動(dòng)作的(動(dòng)作無(wú)延時(shí)),當(dāng)1KA或2KA常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,KM線圈獲電后,KT的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,并接通信號(hào)繼電器1KS及跳閘線圈YA-F,從而實(shí)現(xiàn)斷路器掉閘。
電流回路中,1KC、2KC為速斷保護(hù)元件,有較大的整定電流。3KC、4KC為過(guò)電流保護(hù)元件,有較小的整定電流。串接于同一電流互感器回路。在正常情況下,繼電器均流過(guò)負(fù)荷電流,由于負(fù)荷電流小于速斷保護(hù)元件和過(guò)電流保護(hù)元件的整定值,繼電器不起動(dòng),保護(hù)不動(dòng)作,斷路器不跳閘。當(dāng)變壓器低壓出線發(fā)生短路故障時(shí),3KC(4KC)起動(dòng),接通時(shí)間元件KT,開(kāi)始汁算時(shí)間,過(guò)電流保護(hù)元件動(dòng)作順序如下:3KC(4KC)→KT(線圈)→KT延時(shí)閉合接點(diǎn)→2KS→2XB→YR變壓器高壓側(cè)斷路器跳閘。當(dāng)變壓器高壓側(cè)發(fā)生短路故障時(shí),速斷保護(hù)元件1KC、2KC起動(dòng),速斷保護(hù)元件動(dòng)作順序如下:1KC(2KC)→KA→1KS→lXB→YR斷路器跳閘,切除故障點(diǎn)。
反時(shí)限過(guò)流保護(hù)動(dòng)作原理
在正常情況下,lKC,2KC過(guò)流繼電器中流過(guò)經(jīng)變換的負(fù)荷電流,由于該負(fù)荷電流小于繼電器的整定值,感應(yīng)轉(zhuǎn)盤在負(fù)荷電流作用下勻速轉(zhuǎn)動(dòng),繼電器不動(dòng)作,其常開(kāi)、常閉接點(diǎn)不轉(zhuǎn)換,過(guò)電流脫扣器(KCT)中無(wú)電流,斷路器不跳閘。這時(shí)繼電保護(hù)起監(jiān)視作用。
當(dāng)變壓器低壓出線回路短路故障時(shí),故障電流大于lKC、2KC繼電器整定值,感應(yīng)過(guò)流元件也起動(dòng),經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間動(dòng)作,接點(diǎn)轉(zhuǎn)換,其常開(kāi)接點(diǎn)先閑合,接通了過(guò)電流脫扣器線圈,常閉接點(diǎn)后打開(kāi),去分流作用消失,使短路電流全部通過(guò)斷路器的過(guò)電流脫扣器,斷路器可靠掉閘。
當(dāng)變壓器低壓母線短路故障時(shí),1KC,2KC:繼電器感應(yīng)過(guò)流元件起動(dòng)(電磁元件不動(dòng)作),經(jīng)過(guò)反時(shí)限延時(shí),接點(diǎn)轉(zhuǎn)換,斷路器跳閘。
當(dāng)變壓器高壓側(cè)發(fā)生短路故障時(shí),短路電流大于電磁元件和感應(yīng)元件整定值,兩元件均起動(dòng),由于電磁元件動(dòng)作,接點(diǎn)轉(zhuǎn)換使斷路器跳閘。
反時(shí)限過(guò)流保護(hù):反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間是一個(gè)變數(shù),隨短路電流大小而變,短路電流大,動(dòng)作時(shí)間快,短路電流小,動(dòng)作時(shí)間慢,表現(xiàn)為反時(shí)限特性。就是說(shuō)繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流大小有關(guān),成反比例關(guān)系。
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