Иновация в областта на защита от пренапрежение - ONS устройство

Преглед на развитието

Моделът на синхронен ограничител на напрежение е проектиран и сглобен само за оборудване с ниска мощност, изискващо автоматично възстановяване на мощността без много забавяне. експерименталенАз работя и основните тестове на него току-що са завършени (топлинните тестове предстоят). ONS (вижте снимката по-долу) може да бъде включен в пролуката на съществуващия електропровод или директно към контакта с товара, свързан през гнездата.

Ограничителят на напрежението е проектиран за мощност до 250 вата. Сглобява се на базата на стандартна дистрибуцияпървите кутии на компанията "Tyco electronics", - 75x75 мм. Трябва да се отбележи, че схемата за управление на баласта е една и съща за всички нива на мощност, само самия баласт (класически) се променя - мост, транзистор и охлаждащ радиатор. Тук няма как да се говори за решения на схемата, тъй като устройството е обект на ноу-хау и очаква сериозен бизнес одит в рамките на договорната работа. Можем само да кажем, че веригата е аналогова и тя използва елементи само с широко приложение. ONS е проектиран за редовно ограничаване на входното напрежение до 255 - 260 V, което е най-вероятното ниво, а краткосрочното - до 275 V, с ток на натоварване до 1A. За да се предпази от прегряване, на радиатора е фиксиран миниатюрен термоавтомат. Постигат се следните функционални свойства на синхронния ограничител:

1. Възможността за стационарна връзка в захранващата верига, тоест включване на натоварващата мощност със стартов ток (за превключване на захранвания) и ограничаване на напрежението или изключване на захранването, когато има прекомерно пренапрежение в мрежата.
2. Незабавен отговор на ограничителя в широк диапазон от импулсни и стъпаловидни пренапрежения, в зависимост само от честотните свойства на управляващите елементи и баласта (до около 3 MHz - за обикновени елементи с широко приложение).
3. Възможност за тестване в работен режим за ограничаване на максимално напрежение (проверка на баласт) и изключване на натоварването (чрез микро бутони).
4. Незабавно натоварване на натоварването, зависи само от времето на реакция на релето (няколко ms).
5. Автоматично възстановяване на захранващата верига със закъснение от няколко секунди, при условие че напрежението падне до приемливо ниво (по-малко от 250 V).

Трябва да се отбележи, че във връзка с характеристиките на товара, неговото предназначение са препоръчителни две модификации на ONS - с автоматично възстановяване на мощността и само ръчно възстановяване. Устройството на втората модификация на ограничителя е много по-просто, защото вместо релето и свързаните с него елементи се използва типичен, широко разпространен термоавтомат (прекъсвач), модернизиранот разработчика, за да осигури автоматично нулиране от защитната верига (вижте предишната статия -ново устройство за защита от пренапрежение) Тази машина поддържа свойството на защита срещу претоварване.

В минимална версия на дизайна баластният радиатор се охлажда конвективно, през дупките в кутията (защитени от мрежа). За да осигурите по-голяма мощност на защита (разсейване на топлината), можете да използвате допълнителна кутия, в която да поставите охладител с токов трансформатор и термичен прекъсвачдомат. Удобно е да свържете кутиите към долните равнини, като предварително сте направили прозорци или дупки за издухване на радиатора (този принцип е удобен и за други модули, поставени в подобни кутии и изискващи охлаждане).

Какво е значителното предимство на ONS?

В предишна статия разработчикът вече отбеляза, че всички консуматори в мрежата са 230 V, 50/60 Hz (номиналното напрежение на еднофазната мрежа според новия GOST, с допуск +/- 10%), които имат комутационни захранвания (със собствена стабилизация) изискват специален подход към защита от пренапрежение Всички те се нуждаят не просто от защита срещу повишено ниво, а от защита срещу широк спектър от пренапрежения и пренапрежения. Съвременният пазар е изключително наситен с филтри и волтови автомати (релета на напрежение), които включват елементи за защита от импулсен шум в микросекундния диапазон. Що се отнася до по-дългите импулси и скокове, скокове, трябва да се отбележи, че тези устройства имат известно изглаждане (филтриране) пред чувствителния елемент на машината (за да не дразнят собствениците с честа работа). Тоест те предават някаква част от импулсите. Що се отнася до зададената точка за работа, тя не трябва да бъде по-висока от 250 волта. Много „релета на напрежение“ имат външна настройка на зададената точка, но това трябва да се счита за недостатък, а не за добродетел. Той беше представен само с цел да не се дразни с чести изключения. Но напрежение над 250 волта е много опасно за всяко електронно оборудване.

Както вече беше споменато в предишната статия, за всички производители не е изгодно да осигуряват голям "запас на безопасност" на напрежението за своите продукти. По този начин цялата маса на пасивните устройства за филтриране и релейна защита е подходяща само за мрежи, които са стабилни по отношение на напрежение и смущения, тоест те са проектирани за рядко, случайно пренапрежение (по време на гръмотевична буря или мрежова авария). Много от тях обаче „карат” собствениците на „бяло-горещо”, до решителна замяна със стабилизатор. Въпреки това, съвременните стабилизатори, въпреки че изглеждат като перфектни устройства (включително рекламни характеристики, особено за обикновен купувач), все още имат редица съществени недостатъци, които могат да бъдат идентифицирани само чрез подходящи инженерни тестове в специална лаборатория. В Интернет има много малко статии по този въпрос и те съдържат само проверка на съдържанието и ограничаване на стационарните режими.

Каква е основната, фундаментална разлика между новия подход? Състои се от следното:

• синхронен ограничител (ONS) следи всяко напрежение на половин вълна и синхронно „прекъсва“ амплитудата му до приемливо ниво въз основа на изчисляването на допустимото ефективно напрежение под 250 волта;
• размерът на отрязаната част се определя само от граничното напрежение на баластния транзистор и подходящо ограничение на генерирането на топлина - за стабилна мрежа може да бъде изключително голям, например до 100 волта (тогава баластът ще отсече импулси с тази величина, без да изключва товара);
• целият спектър от импулси е отрязан, в зависимост само от честотните свойства на баласта и неговите контроли;
• недостатъкът на баластното разсейване на топлината не е толкова голям, колкото изглежда поради факта, че те се открояват импулси, чийто работен цикъл пропорционално намалява разпределената мощност, например в диапазона от 245 - 250 волта на изходното напрежение при входно напрежение 245 - 275, максималното генериране на топлина е приблизително шест пъти по-малко, отколкото при непрекъснато напрежение (работният цикъл се изчислява чрез синусоидните ъгли на границата на среза на синусоидалната вълна).

При натоварвания над 0,5 kW в мрежа с чести пренапрежения на напрежението е необходимо да се оборудва синхронен ограничител с вентилатор (охладител), който е препоръчително да се захранва от миниатюрен токов трансформатор (въз основа на понижаващ трансформатор). Започвайки с мощност 1–2 kW, препоръчително е да използвате тандема - „STAB - ONS“ - за ефективно комбиниране на свойствата на тези устройства. Стабилизаторът осигурява статичен режим, а ONS динамичен и активен филтъркато цяло, с минимизиране на отделянето на топлина.

Трябва да се отбележи, че използването на модерен автотрансформатПо принцип не е рационално за стабилизаторите с ниска мощност, тъй като самият трансформатор има значителна консумация. Тези стабилизатори са предназначени за група потребители и за тяхната обща мощност, близка до номиналната, за непрекъсната работа без значително намаляване на консумацията на енергия. Само в този случай се постига задоволителноth ефективност. По този начин предлаганият ONS изглежда практически необходимо и успешно допълнение към съвременните стабилизатори и тяхната ефективна подмяна на оборудване с ниска мощност, което става все повече и повече (като същевременно поддържа и увеличава цената и стойността си за собственика).

Съвет за разработчици

Източникът на повишено напрежение не трябва да бъде LATR, а конвенционален понижаващ трансформатор с няколко вторични намотки и изводи от първичната, така че когато вторичните намотки са свързани фазово с първичните и с помощта на определени първични проводници, може да се получи високо напрежение, например, до 270- 275 волта. Това напрежение трябва да се подава към контролната електронна част на защитното устройство през 10-20 kOhm променлив резистор. Консумацията на контролна електроника обикновено е (и трябва да бъде) не повече от 10-15 mA. И захранващата част трябва да бъде свързана директно към мрежата, като се вземе предвид фазата. С тази схема на захранване можете по-плавно и точно да настроите напрежението и да оформите идеален скок, като затворите целия променлив резистор или допълнителен.

Ще бъде интересно да прочетете:

• Инструкции за свързване на реле за наблюдение на напрежението
• Как да защитим домашното окабеляване със стабилизатор на напрежението?
• Защо RCD работи и какво да правя в този случай?