柴油發(fā)電機(jī)晶體管繼電保護(hù)裝置 

1.功能

該裝置具有欠壓延時(shí)跳閘保護(hù)，特大短路瞬時(shí)跳閘保護(hù)；短路短延時(shí)跳閘保護(hù)及過載長延時(shí)跳閘保護(hù)功能。

2．繼電保護(hù)電路原理

（1）直流穩(wěn)壓工作電源電路當(dāng)發(fā)電機(jī)建立電壓后，其輸出的線電壓加到變壓器的原邊，經(jīng)降壓后，從第2個(gè)副邊繞組得74v電壓，再經(jīng)單相橋式整流電路整流，阻容濾波及穩(wěn)壓后，作為電路直流穩(wěn)壓工作電源。

（2）欠壓延時(shí)保護(hù)電路

①欠壓保護(hù)的電壓形成從變壓器第一個(gè)副邊繞組降壓后，得15V電壓經(jīng)二極管半波整流，電容濾波，電阻分壓，在電阻上取出直流電壓控制信號U_R20。此電壓信號U_R20與發(fā)電機(jī)輸出電壓成正比，加到后面啟動(dòng)電路上。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出正常電壓時(shí)，電阻上的電壓U_R20，將穩(wěn)壓管擊穿，三極管處于飽和導(dǎo)通，時(shí)限電路的延時(shí)電容被短路。由于三極管飽和導(dǎo)通，因此，故二極管截止，其單結(jié)晶體管和可控硅組成的出口電路，不輸出欠壓信號。

②欠壓保護(hù)啟動(dòng)及延時(shí)電路欠壓保護(hù)啟動(dòng)及延時(shí)電路由電阻和電容組成。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓下降到65％額定電壓時(shí)，由于發(fā)電機(jī)輸出的電壓已低于欠壓保護(hù)啟動(dòng)電壓的整定值，此時(shí)，電阻上的電壓，隨之下降，低到不能使穩(wěn)壓管擊穿，因此，三極管由飽和導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止。此時(shí)，工作電源通過電阻及二極管對電容進(jìn)行并聯(lián)充電，隨著充電過程的進(jìn)行，電容的電壓逐漸升高，電容充電達(dá)單結(jié)晶體管的峰點(diǎn)電壓所需的時(shí)間：就是欠壓保護(hù)的延時(shí)時(shí)限。

③出口電路它由單結(jié)晶體管和可控硅等零件組成無觸點(diǎn)出口電路。欠壓延時(shí)、特大短路電瞬時(shí)、短路短延時(shí)及過載長延時(shí)跳閘保護(hù)信號，由二極管組成的三端或門進(jìn)行控制，只要前述保護(hù)其中的一種，就能啟動(dòng)出口電路，使單結(jié)晶體管觸發(fā)器輸出觸發(fā)脈沖，觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，通過出口電路輸出跳閘控制信號。

脫扣器線圈，當(dāng)它失電時(shí)，開關(guān)就會(huì)自動(dòng)跳閘。發(fā)電機(jī)在正常供電時(shí)，其輸出電壓經(jīng)變壓器降壓，第三個(gè)副邊繞組得到電壓，經(jīng)單相橋式整流電路整流，經(jīng)可調(diào)繞線電阻下半部分，對脫扣器線圈供電，其電流的流向自動(dòng)開關(guān)處于合閘狀態(tài)。

④欠壓保護(hù)的控制過程。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓低于欠壓保護(hù)啟動(dòng)電壓的整定值時(shí)，三極管由飽和導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止，電容被充電，電容量電壓達(dá)到峰點(diǎn)電壓時(shí)，VT管導(dǎo)通，電容通過VT管對電阻放電，電阻得到尖脈沖電壓，去觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，整流電路經(jīng)上半部向脫扣器線圈反方向，提供電流，相互抵消，脫扣器線圈失壓，開關(guān)自動(dòng)跳閘。

（3）過流保護(hù)的電壓形成電路當(dāng)發(fā)電機(jī)對負(fù)載供電時(shí)，其三相電流分別由三只電流互感器LH1～LH3進(jìn)行檢測，經(jīng)三個(gè)單相橋式整流電路VD1～VD12進(jìn)行整流，再經(jīng)電容Cl、C2、R1濾波和三相并聯(lián)的分壓器分壓，將電流信號變換直流電壓控制信號。各組分壓器輸出的直流電壓控制信號與發(fā)電機(jī)輸出的交流電流成正比。

（4）短路短延時(shí)保護(hù)電路

①啟動(dòng)和充電延時(shí)電路。該保護(hù)電路由穩(wěn)壓管及三極管構(gòu)成的射極耦合觸發(fā)器式的啟動(dòng)電路，由電容器、電阻組成充電延時(shí)電路。

短路短延時(shí)保護(hù)電路的控制信號從電阻和電位器分壓電路中的檢測環(huán)節(jié)輸出，經(jīng)二極管、穩(wěn)壓管及電阻加三極管的基極上。

短路短延時(shí)保護(hù)啟動(dòng)電流值的調(diào)整，可調(diào)整電位器，在（3～５）范圍內(nèi)整定啟動(dòng)電流值。電流變換器LH的額定電流。延時(shí)的時(shí)間可調(diào)整電位器阻值的大小，可在0.2～0.6S范圍內(nèi)整定延時(shí)時(shí)限。

②短路短延時(shí)保護(hù)的控制過程。發(fā)電機(jī)輸出的電流在正常情況下，由于正常輸出的電流小于短路延時(shí)的啟動(dòng)電流，因此，分壓器輸出的信號電壓低于穩(wěn)壓管的擊穿電壓，故穩(wěn)壓管截止，三極管無基極電流而截止，三極管飽和導(dǎo)通，電容量的電壓很低，二極管截止，出口電路不工作，短路短延時(shí)保護(hù)不起作用。

當(dāng)發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，其系統(tǒng)中的電流增大，整流電路輸出的電壓升高，分壓電路中電位器整定輸出的直流控制電壓使穩(wěn)壓管擊穿，經(jīng)二極管和電阻，將檢測信號加到三極管的基極，使其導(dǎo)通，三極管截止，于是工作電源經(jīng)電阻對電容進(jìn)行充電，隨著充電其電壓使二極管正向?qū)ê螅娙荼徊⒙?lián)充電。電容的電壓達(dá)到單結(jié)品體管的峰點(diǎn)電壓時(shí)問，即為時(shí)限電路的延時(shí)時(shí)間，一般為0.2～0.6S。當(dāng)充電到單結(jié)品體管的蜂點(diǎn)電壓時(shí)，單結(jié)品體管導(dǎo)通，電容經(jīng)單結(jié)品體管對電阻行放電，輸出尖脈沖電壓，使可控硅導(dǎo)通，使脫扣器線圈失壓，開關(guān)自動(dòng)跳閘。

（5）過載長延時(shí)保護(hù)電路

①啟動(dòng)和充電延時(shí)電路。它由穩(wěn)壓管、三極管構(gòu)成射極耦合發(fā)器式的啟動(dòng)電路，由電阻、電容組成充電延時(shí)電路。

過載長延時(shí)保護(hù)啟動(dòng)電流值的調(diào)整，可調(diào)整電位器，在（1.0～2.5）范圍內(nèi)整定啟動(dòng)電流值。當(dāng)啟動(dòng)電流值整定在1.2I_LH._e時(shí)，充電延時(shí)時(shí)回可調(diào)整電阻在5～30s之間整定。

②過載長延時(shí)保護(hù)的控制過程。發(fā)電機(jī)輸出的電流在正常情況下，其電流小于過載電流，分壓電路較低，電阻兩端的電壓也較低，穩(wěn)壓管截止，保護(hù)電路不起作用。

當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出的電流出現(xiàn)過載時(shí)，分壓電路中電阻的電壓升高，穩(wěn)壓管擊穿，信號加到三極管飽和導(dǎo)通。三極管的工作電源經(jīng)電阻對電容進(jìn)行充電，充電的時(shí)間常數(shù)t₃=C₃（R₁₁+R₃₀)，隨著充電電容的電壓逐漸升高，當(dāng)上升到足以使穩(wěn)壓管擊穿時(shí)，延時(shí)結(jié)束，穩(wěn)壓管擊穿后，其后面的控制過程，同短路短延時(shí)過程相同使開關(guān)自動(dòng)跳閘，不再贅述。

（6）特大短路電流瞬時(shí)跳閘保護(hù)如果短路故障發(fā)生在靠近電源的地方，由于短路徑特短，其阻抗特小，因此，短路電流特大，要求電流速斷保護(hù)，即瞬時(shí)跳閘。

特大電流保護(hù)檢測信號，從電阻及電位器分壓電路取得，經(jīng)由穩(wěn)壓管和二極管組成的啟動(dòng)電路送到出口電路。

當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電流正常時(shí)，穩(wěn)壓管截止，出口電路和無信號輸出，保護(hù)電路不起作用。

當(dāng)發(fā)生特大短路時(shí)，電流特大，分壓電路檢測信號電壓足以將穩(wěn)壓管擊穿，經(jīng)二極管，對電容迅速充電到管峰點(diǎn)電壓，使VU管導(dǎo)通，電容經(jīng)VU管對電阻放電，其電壓觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，使脫扣器線圈失壓，開關(guān)瞬時(shí)迅速跳閘保護(hù)。

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