在保护器处于正常工作带时,且工作电源端所加电压相序(L1、L2、L3)为相应正相序,工作保护触点吸合。如此时当L1电压呈断相状态时,则其余两相呈过压状态,保护器也随之进入保护状态(工作分析同过压保护)。在工作时序图中参看其保护触点“”5、6触点工作状态。在工作电源输入端,L1相从断相状态又重新恢复供电,且加入的电压L1、L2、L3都在其规定的正常工作带范围内时,则保护触点6又重新开始吸合工作,直到三相电源出现过、欠压时状态保护触点进入延时保护状态。在6触点工作状态中,如控制触点工作的内部继电器线圈呈失电状态时(线圈内部出现开路或线圈接线端开路时),控制触点由吸合接通变为释放断开。
当加入工作电源输入端由L1、L2、L3分别变为:L2、L1、L3;L3、L2、L1情况时,因加入的相序发生变化,此时保护器的保护触点都呈释放断开状态,无保护功能。在相应工作时序图中无触点保护工作。
保护器的正常工作状态(当无过压、欠压、灵敏度保护、相序保护)内部执行继电器呈吸合状态。当出现上述情况时,吸合状态的保护触点进入所设定延时保护工作状态,待延时结束后,保护触点释放。当保护器所加工作电压待又归至规定的正常工作电压时,保护触点又呈吸合状态,直到下个保护状态出现。
在图2中,由电源输入端⑤、⑥、⑦中所加的RC移相电路起相序鉴别和保护作用。相序变化矢量图示于图4~图9。
图4 正常相序
图5 正常相序矢量图
图6 变化相序I
图7 变化相序矢量图I
图8 变化相序II
图9 变化相序矢量图II
通过上述相序变化矢量分析,当相应相序发生变化后,其加入整流桥输入电压值UMQ也随之变化(当相序为逆相序时其电压值基本相同),并使得加入IC3A反相输入端②的Vcc电压随其变化。
当保护器所加相序为L1、L2、L3时,IC3A中同相输入端③端电压V③>V②(Vcc),此时则保证加入IC2手动复位控制端MR为“1”,计时器呈自动复位导通状态,如此时所加入的L1、L2、L3中有出现过压、欠压等状态时,吸合触点进入延时保护状态,待完成其延时保护状态后,吸合触点呈释放状态,直到所加工作电压L1、L2、L3又重归至安全电压工作带后,保护继电器又重新吸合。
保护器所加相序发生变化后(由L1、L2、L3变至L3、L2、L1和L2、L1、L3时),其加入整流桥输入电压值UMQ增大,从而也使Vcc随之增大,IC3A中同相输入端③的电压V③
触点保护状态
保护器通过对所供电压进行取样检测,如电压出现过压、欠压现象时(过压、欠压值可根据所需设定);所加相序发生变化;在正常电压工作带工作时,超出其所设定的灵敏度值,保护器内部执行继电器都会先延时(根据要求0~30s)可选择)后释放(保护电路正常工作时继电器及保护触点呈吸合状态)进行可靠的保护。
为实现上述状态,选择可编程定时电路4541来完成上述功能。延时部分可通过集成电路①~③脚外接RTC、CTC来完成延时功能;又通过集成输入、输出控制端的设定来控制输出端Q(8端)的起始电平状态。并在输出端处串接V2稳压管以保证控制输出满足要求(因集成CD4541提供的逻辑电平值“1”电平最小为11V,“0”电平最大为4V)。
保护器内部继电器线圈因从L3相中给予提供(L3与N),再加至C3电容的存在,其工作线圈始终有相应工作电流通过(工作时序图中L3);此时V2工作,继电器吸合(正常状况下),如发生过压、欠压情况时,V3在导通工作延时后变为截至状态,V2指示灯熄灭,继电器释放。在驱动保护电路增加其R12、R31、R30、V4则为保证产品在过压情况下起到相应保护使其可靠工作。
结语
该保护电路属典型电压取样检测型保护电路,因不受被保护电路及设备功率大小限制得到广泛应用。保护功能有过压、欠压、相序鉴别、灵敏度设定保护延时等特点,极大的便利了用电设备的有效保护,使其用电设备以及电器产品不因电源质量而造成不必要的损坏。