Устройство защиты от аварийного напряжения сети - Защита - Автоматика - Каталог статей - RADIOAMATOR
Изобретатель радио Суббота, 10.12.2016, 03:03
RADIOAMATOR
Поиск позывных в российском Callbook'e:
ON-LINE поиск предоставлен сервером QRZ.RU

Приветствую Вас Гость | RSS
Выбрать язык / Select language:
Ukranian
English
French
German
Japanese
Italian
Portuguese
Spanish
Danish
Chinese
Korean
Arabic
Czech
Estonian
Belarusian
Latvian
Greek
Finnish
Serbian
Bulgarian
Turkish
Поиск по сайту
Меню сайта
Категории раздела
Реле времени, таймеры [4]
Термостаты [6]
Сигнализаторы [3]
Датчики [4]
Включатели, Выключатели [6]
Регуляторы [1]
Защита [3]
Друзья сайта
Главная » Статьи » Автоматика » Защита

Устройство защиты от аварийного напряжения сети

Устройство защиты от аварийного напряжения сети
Л. СИТНИКОВ, п. Стулово Кировской обл.
Как известно, номинальное значение напряжения в сети (действующее значение) — 220 В. Разумеется, оно не равно в точности 220 В, так как Межгосударственный стандарт (ГОСТ 13109-97 "Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.") допускает отклонение от номинального значения до 10%. Поэтому электроприборы с питанием от сети должны нормально функционировать при напряжении 198...242 В. Некоторые из них, в частности с импульсными блоками питания, допускают и меньшее напряжение. Но большинство могут функционировать неустойчиво или вообще выйти из строя.
Последнее происходит, к сожалению, довольно часто. Причины отклонений сетевого напряжения могут быть разными: включение и отключение мощной нагрузки, аварии в системе электроснабжения, перегрузка сети и т. д. К пониженному напряжению сети (160...180 В) чувствительны приборы, имеющие электродвигатели: холодильники, микроволновые печи, стиральные машины, а к повышенному — подавляющее большинство. Наиболее опасна ситуация, когда в сети присутствует межфазное напряжение 380 В и резко увеличиваются токи потребления всех электроприборов. В этом случае часть элементов выходит из строя по причине превышения предельно допустимого напряжения или тока. Так, например, из-за насыщения магнитопровода ток асинхронного двигателя увеличивается в несколько раз. Естественно, все это ведет к порче дорогостоящих приборов, а также увеличивает вероятность возникновения пожара.
Описанное ниже устройство защищает приборы с потребляемой мощностью до 1,1 кВт, отключая их от электросети при снижении или превышении сетевым напряжением заранее установленных значений (в авторском варианте 195 и 245 В).
Технические характеристики
Напряжение сети, В.........100...380
Ток нагрузки, А .................0...5
Нижний порог отключения нагрузки, В..............160...195
Верхний порог отключения нагрузки, В..............230...260
Время отключения нагрузки при возникновении аварийной ситуации в сети, с -----1 ...3
Время включения после восстановления напряжения сети, с .............30...60
Схема устройства показана на рис. 1.
 
 На диодах VD2, VD3 собран выпрямитель с балластными конденсаторами С5, С6, а на стабилитроне VD6 и транзисторе VT1 — ограничитель выходного напряжения выпрямителя, резистор R1 ограничивает зарядный ток конденсаторов С5, С6 при подключении устройства к сети. Резисторы R6, R8 обеспечивают разрядку конденсаторов С5, С6 при отключении устройства, они включены последовательно, так как большинство постоянных резисторов мощностью 0,25 Вт (например, МЛТ, С2-23, Р1-4) имеют рабочее напряжение не более 250 В. На диоде VD1 собран однополупериодный выпрямитель, конденсаторы С2, СЗ — сглаживающие, С1, С4 подавляют высокочастотные помехи. ОУ DA1.1, DA1.2 — компараторы напряжения, светодиод HL1 индицирует включение устройства в сеть, a HL2 — нормальное напряжение сети. Диоды VD4 и VD5 образуют "монтажное ИЛИ", напряжение питания компараторов стабилизировано интегральным стабилизатором на микросхеме DA2, оно использовано и как образцовое.
После подключения устройства к сети на выходе микросхемы DA2 напряжение будет около 12В, на конденсаторах СЗ, С4 — постоянное напряжение, значение которого зависит от сетевого напряжения и сопротивления резисторов R2— R5. При напряжении сети 220 В это напряжение примерно равно 2,5 В. Резисторами R7 и R9 устанавливают верхний и нижний пороги отключения нагрузки. Если напряжение сети в норме, то на выходах ОУ низкий уровень, транзистор VT2 закрыт и начинается зарядка конденсатора С9 через резисторы R13, R14. Через 30...60 с напряжение на конденсаторе С9 становится достаточным для открывания полевого транзистора VT3, а затем и биполярного транзистора VT4. На реле К1 поступает напряжение питания, оно сработает и своими контактами К1.1 подключит нагрузку к сети. Одновременно светит светодиод HL2, сигнализируя, что сетевое напряжение в норме и оно подано на нагрузку.
Если напряжение сети превысит верхний порог отключения, компаратор на ОУ DA1.1 переключится, на его выходе установится высокий уровень, транзистор VT2 откроется и конденсатор С9 быстро разрядится через этот транзистор и резистор R14. Транзисторы VT3, VT4 закроются, светодиод HL2 погаснет и реле отключит нагрузку от сети. При уменьшении напряжения сети до нижнего порога переключится компаратор на ОУ DA1.2, процесс повторится и нагрузка также будет отключена от сети. Длительность временного интервала между моментом возникновения аварийной ситуации и отключением нагрузки (1...3с) зависит от скорости разрядки конденсатора С9 (т. е. от его емкости и сопротивления резистора R14), напряжения открывания транзистора VT3 и постоянной времени цепи выпрямителя (резисторы R4, R5, конденсаторы С2, СЗ).
Когда напряжение сети вернется в допустимые пределы, транзистор VT2 закроется, начнется зарядка конденсатора С9 и через 30...60 с реле К1 подключит нагрузку к сети. Время задержки зависит от сопротивления резистора R13, емкости конденсатора С9 и напряжения открывания транзистора VT3.
В устройстве применены конденсаторы С5, С6 — К73-17, оксидные — К50-35, остальные — К10-17. Транзисторы
2N2222 заменимы на КТ3102 с любыми буквенными индексами (VT2) или КТ3117А, КТ815А, КТ815Б, КТ815В (VT1, VT4). Транзистор BS170P можно заменить на КП501А, КП501Б, взамен стабилитрона КС518А можно применить любой маломощный стабилитрон с напряжением стабилизации 15...22 В. Светодиоды допустимы любые в пластмассовом корпусе диаметром 3...5 мм, желательно разного цвета свечения, с рабочим током 5....20 мА. Автор применил многооборотные подстроечные резисторы W3296 (R7, R9), но подойдут СП5-2ВБ, постоянные резисторы — С2-23, МЛТ, реле — TRJ-12VDC, но можно использовать и аналогичные TRIL-12VDC, JRU-12VDC, TRV-12VD с одной группой контактов на замыкание или переключение.
Все детали, кроме вилки ХР1 и розетки XS1, смонтированы на печатной плате из двусторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, ее чертеж показан на рис. 2.
 
 Плату устанавливают в корпус из изоляционного материала. На одной из стенок крепят розетку XS1 для подключения нагрузки, а на крышке делают отверстия для установки светодиодов.
Их соединяют с платой изолированными проводами.
Налаживание устройства проводят в следующей последовательности. После проверки правильности монтажа устройство подключают к выходу ЛATРа, на выходе которого устанавливают напряжение 220 В. Светодиод HL1 должен светить, на конденсаторе С11 — напряжение примерно 12В, а на выводах 2 и 5 микросхемы DA1 — около 2,5 В. Подстроечным резистором R7 устанавливают на выводе 6 микросхемы DA1 напряжение 2,9 В, что соответствует верхнему порогу отключения (около 245 В), а резистором R9 — напряжение 2,2 В на выводе 3 микросхемы DA1, что соответствует нижнему порогу отключения (около 195 В). После установки напряжений подключают нагрузку, например, лампу накаливания.
После того как реле сработает и лампа загорится, ЛАТРом плавно изменяют напряжение и проверяют напряжения отключения нагрузки. При необходимости их изменяют в нужную сторону подстроечными резисторами R7 и R9. Следует помнить, что наладочные работы производятся при напряжении, опасном для жизни!
От редакции. Примененные конденсаторы К73-17(C5, C6), хотя и имеют рабочее напряжение 630 В, но амплитуда приложенного к ним переменного напряжения не должна превышать 50 % этого значения, т, е- 315 В. Поэтому при сетевом напряжении 230 В и более конденсаторы будут работать в запредельном режиме, что снижает надежность устройства. Для ее повышения эти конденсаторы должны иметь большее рабочее напряжение, допустимо, например, использовать конденсаторы К75-10 (2 шт. 0,47 мкФ на 500 В или 1 шт. 1 мкФ на 500 В). Так как размеры этих конденсаторов больше, то устанавливают их в корпусе отдельно от платы и соединяют с ней изолированными проводами.
Радио №3/2015

 

Категория: Защита | Добавил: admin (20.04.2016)
Просмотров: 408 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Форма входа

Наша кнопка сайта

Радиолюбителям и электрикам схемы, программы и т.д.

Код кнопки

 

Locations of visitors to this page

 

Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Счётчик тиц Все для радиотехника! Информационная поддержка ремонта теле-видео-аудиоаппаратуры Сайт :: Паятель.at.ua - статьи и простые схемы, конструкции для начинающих и профессионалов. Сервер радиолюбителей России - схемы, документация,
 соревнования, дипломы, программы, форумы и многое другое! Всё для начинающих. Сборки сабвуферов для машин. Сборки сабвуферов для дома. Лаборатория. Электроника. Программы расчета. Выставка сабвуферов.

Copyright MyCorp © 2016Сайт создан в системе uCoz