柴油发电机晶体管继电保护装置 

1.功能

该装置具有欠压延时跳闸保护，特大短路瞬时跳闸保护；短路短延时跳闸保护及过载长延时跳闸保护功能。

2．继电保护电路原理

（1）直流稳压工作电源电路当发电机建立电压后，其输出的线电压加到变压器的原边，经降压后，从第2个副边绕组得74v电压，再经单相桥式整流电路整流，阻容滤波及稳压后，作为电路直流稳压工作电源。

（2）欠压延时保护电路

①欠压保护的电压形成从变压器第一个副边绕组降压后，得15V电压经二极管半波整流，电容滤波，电阻分压，在电阻上取出直流电压控制信号U_R20。此电压信号U_R20与发电机输出电压成正比，加到后面启动电路上。当发电机输出正常电压时，电阻上的电压U_R20，将稳压管击穿，三极管处于饱和导通，时限电路的延时电容被短路。由于三极管饱和导通，因此，故二极管截止，其单结晶体管和可控硅组成的出口电路，不输出欠压信号。

②欠压保护启动及延时电路欠压保护启动及延时电路由电阻和电容组成。当发电机输出电压下降到65％额定电压时，由于发电机输出的电压已低于欠压保护启动电压的整定值，此时，电阻上的电压，随之下降，低到不能使稳压管击穿，因此，三极管由饱和导通转为截止。此时，工作电源通过电阻及二极管对电容进行并联充电，随着充电过程的进行，电容的电压逐渐升高，电容充电达单结晶体管的峰点电压所需的时间：就是欠压保护的延时时限。

③出口电路它由单结晶体管和可控硅等零件组成无触点出口电路。欠压延时、特大短路电瞬时、短路短延时及过载长延时跳闸保护信号，由二极管组成的三端或门进行控制，只要前述保护其中的一种，就能启动出口电路，使单结晶体管触发器输出触发脉冲，触发可控硅导通，通过出口电路输出跳闸控制信号。

脱扣器线圈，当它失电时，开关就会自动跳闸。发电机在正常供电时，其输出电压经变压器降压，第三个副边绕组得到电压，经单相桥式整流电路整流，经可调绕线电阻下半部分，对脱扣器线圈供电，其电流的流向自动开关处于合闸状态。

④欠压保护的控制过程。当发电机输出电压低于欠压保护启动电压的整定值时，三极管由饱和导通转为截止，电容被充电，电容量电压达到峰点电压时，VT管导通，电容通过VT管对电阻放电，电阻得到尖脉冲电压，去触发可控硅导通，整流电路经上半部向脱扣器线圈反方向，提供电流，相互抵消，脱扣器线圈失压，开关自动跳闸。

（3）过流保护的电压形成电路当发电机对负载供电时，其三相电流分别由三只电流互感器LH1～LH3进行检测，经三个单相桥式整流电路VD1～VD12进行整流，再经电容Cl、C2、R1滤波和三相并联的分压器分压，将电流信号变换直流电压控制信号。各组分压器输出的直流电压控制信号与发电机输出的交流电流成正比。

（4）短路短延时保护电路

①启动和充电延时电路。该保护电路由稳压管及三极管构成的射极耦合触发器式的启动电路，由电容器、电阻组成充电延时电路。

短路短延时保护电路的控制信号从电阻和电位器分压电路中的检测环节输出，经二极管、稳压管及电阻加三极管的基极上。

短路短延时保护启动电流值的调整，可调整电位器，在（3～５）范围内整定启动电流值。电流变换器LH的额定电流。延时的时间可调整电位器阻值的大小，可在0.2～0.6S范围内整定延时时限。

②短路短延时保护的控制过程。发电机输出的电流在正常情况下，由于正常输出的电流小于短路延时的启动电流，因此，分压器输出的信号电压低于稳压管的击穿电压，故稳压管截止，三极管无基极电流而截止，三极管饱和导通，电容量的电压很低，二极管截止，出口电路不工作，短路短延时保护不起作用。

当发电机供电系统发生短路时，其系统中的电流增大，整流电路输出的电压升高，分压电路中电位器整定输出的直流控制电压使稳压管击穿，经二极管和电阻，将检测信号加到三极管的基极，使其导通，三极管截止，于是工作电源经电阻对电容进行充电，随着充电其电压使二极管正向导通后，电容被并联充电。电容的电压达到单结品体管的峰点电压时问，即为时限电路的延时时间，一般为0.2～0.6S。当充电到单结品体管的蜂点电压时，单结品体管导通，电容经单结品体管对电阻行放电，输出尖脉冲电压，使可控硅导通，使脱扣器线圈失压，开关自动跳闸。

（5）过载长延时保护电路

①启动和充电延时电路。它由稳压管、三极管构成射极耦合发器式的启动电路，由电阻、电容组成充电延时电路。

过载长延时保护启动电流值的调整，可调整电位器，在（1.0～2.5）范围内整定启动电流值。当启动电流值整定在1.2I_LH._e时，充电延时时回可调整电阻在5～30s之间整定。

②过载长延时保护的控制过程。发电机输出的电流在正常情况下，其电流小于过载电流，分压电路较低，电阻两端的电压也较低，稳压管截止，保护电路不起作用。

当发电机输出的电流出现过载时，分压电路中电阻的电压升高，稳压管击穿，信号加到三极管饱和导通。三极管的工作电源经电阻对电容进行充电，充电的时间常数t₃=C₃（R₁₁+R₃₀)，随着充电电容的电压逐渐升高，当上升到足以使稳压管击穿时，延时结束，稳压管击穿后，其后面的控制过程，同短路短延时过程相同使开关自动跳闸，不再赘述。

（6）特大短路电流瞬时跳闸保护如果短路故障发生在靠近电源的地方，由于短路径特短，其阻抗特小，因此，短路电流特大，要求电流速断保护，即瞬时跳闸。

特大电流保护检测信号，从电阻及电位器分压电路取得，经由稳压管和二极管组成的启动电路送到出口电路。

当发电机输出电流正常时，稳压管截止，出口电路和无信号输出，保护电路不起作用。

当发生特大短路时，电流特大，分压电路检测信号电压足以将稳压管击穿，经二极管，对电容迅速充电到管峰点电压，使VU管导通，电容经VU管对电阻放电，其电压触发可控硅导通，使脱扣器线圈失压，开关瞬时迅速跳闸保护。

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