Устройство для максимальной токовой защиты с зависимой характеристикой срабатывания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ С ЗАВИСИМОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ СРАБАТЫВАНИЯ, содержащее последовательно соединенные трансформатор тока и двухполупериодный полупроводниковый выпрямитель, на выходе которого параллельно включены два делителя напряжения и последовательно соединенные резистор и два стабилитрона, зашунтированные конденсатором, третий делитель напряжения , исполнительный орган и два измерительных преобразователя, первый из которых выполнен на двухвходовом интегрирующем генераторе тока, а второй - на транзисторе, причем их первые входы подключены к средним точкам соответственно первого и второго делителей напряжения , а выход первого измерительного преобразователя подключен к входу элемента сравнения, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, i третий делитель напряжения включен параллельно стабилитронам и подклюСЛ чен средней точкой к второму входу первого измерительного преобразователя , первый вход второго измерителы ного преобразователя подключен дополнительно к выходу элемента сравс нения, а второй вход указанного преобразователя подключен к общей точке стабилитронов. со СЛ to CD ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

М59Н 02 Н 3 08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1?

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Q (21) 3490967/24-07 (22) 20.07.82 (46) 30.05.84. Бюл. У 20 (72) Г.П.Могилев и А.A.Никитин (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский,проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Алексеев В.С. и др. Реле защиты, M. "Энергия", 1976, с.163.

2, Гельфанд Я.С. Релейная защита распределительных сетей, М., "Энергия", 1975, с. 53.

3. Патент CtdA В 3334272, кл.31636, 1976. (54 ) (57)уСТРОЙСТВО ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОЙ

ТОКОВОЙ ЗОНТЫ С ЗАВИСИМОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ СРАБАТЫВАНИЯ, содержащее последовательно соединенные трансформатор тока и двухполупериодный полупроводниковый выпрямитель, на выходе которого параллельно включены два делителя напряжения и последовательно соединенные резистор и два стабилитрона, эашунтированные конденсатором, третий делитель напряжения, исполнительный орган и два измерительных преобразователя, первый иэ которых выполнен на двухвходовом интегрирующем генераторе тока, а второй — на транзисторе, причем их первые входы подключены к средним точкам соответственно первого и второго делителей напряжения, а выход первого измерительного преобразователя подключен к входу элемента сравнения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, третий делитель напряжения включен параллельно стабилитронам и подключен средней точкой к второму входу первого измерительного преобразователя, первый вход второго измерител ного преобразователя подключен дополнительно к выходу элемента сравнения, а второй вход укаэанного преобразователя подключен к общей точке стабилитронов °

10952 92

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к релейной з ащи те и автомати ке энер госи стем и может быть использовано для защиты установок переменного тока при перегрузках и коротких замыканиях. 5

Известна токовая защита установок переменного тока на индукционном реле тока PT-80, для функционирования которой нет необходимости в источнике оперативного напряжения О питания. Реле тока РТ-80 — комбинированное и состоит из трех элементов: индукционного с зависящей от тока выдержкой времени, электромагнитного мгновенного действия и сигнального (1).

Недостатками реле РТ-80 являются сложность конструкции, обусловленная применением индукционной системы, большой вес, значительные габариты, плохая виброустойчивость, Потребляемая мощность при токе срабатывания достигает 10 В.А.

Известна токовая защита с зависимой характеристикой срабатывания, которая не требует источника оперативного напряжения, если в качестве реагирующего органа используется чувствительное электромеханическое реле, содержащая входной трансформатор тока с отпайками для регулиро- З0 вания вставки, насыщающийся и промежуточный трансформаторы тока, последний из которых имеет две вторичные обмотки, пусковое реле, три выпрямительных моста., два из которых 35 замкнуты на обмотки, а третий замкнут на резистор, включенный между входным и насыщающимся трансформаторами, набор резисторов и батарея конденсаторов для формирования характеристики срабатывания (2 )..

Недостатки этого устройства большие габариты из-за наличия трех трансформаторов, батареи конденсаторов и пускового злектромеханического реле, необходимость выполнения сер- 45 дечника одного иэ трансформаторов из пермаллоя для сведения к минимуму тока намагничивания. В случае использования в реле полупроводникового реагирующего органа возникает необ- 50 ходимость подведения оперативного напряжения, что лишает реле преимущества перед другими устройствами аналогичного назначения.

Известно также устройство для токовой защиты, содержащее входной трансформатор тока, вторичная обмотка которого замкнута на резистор.

На резисторе выделяется напряжение пропорцио н ал ьное входному току. Это напряжение выпрямляется мостовой схе60 мой, на выходе которой включены параметрический стабилизатор напряжения, обеспечивающий питание схем, и два делителя напряжения, к средней точке первого нз которых подключен вход 65 первого измерительного преобразователя, а к средней точке второго вход второго измерительного преобразователя. Выходы обоих преобразователей соединены с входом элемента сравнения, выход которого соединен с входом исполнительного органа.

Каждый иэ преобразователей включает в себя по одному интегрирующему конденсатору,,один из которых обеспечивает большую выдержку времени, а другой — малую. Порог срабатывания элемента сравнения задается третьим делителем напряжения, включенным параллельно стабилитрону стабилизатора (3 ).

Недостатком этого устройства является большая величина потребляемой мощности, обусловленная необходимостью преобразования входного тока в пропорциональное напряжение, по величине достаточное для работы параметрического стабилизатора напряжения, включенного через выпрямительный мост параллельно резистору, шунтирующему вторичную обмотку трансформатора. Вследствие большой величины потребляемой мощности трансформатор, а следовательно, и все устройство в целом; должны быть достаточно больших габаритов.

Цель изобретения — уменьшение потребляемой мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для максимальной токовой защиты с эависимой характеристикой срабатывания, содержащем последовательно соединенные трансформатор тока и двухполупериодный полупроводниковый выпрямитель, на выходе которого параллельно включены два делителя напряжения и последовательно соединенные резистор и два стабилитрона, зашунтированные конденсатором, третий делитель напряжения, исполнительный орган и два измерительных преобразователя, первый из которых выполнен на двухвходовом интегрирующем генераторе тока, а второй — на транзисторе, причем их первые входы подключены к средним точкам соответственно первого и второго делителей напряжения, а выход первого измерительного преобразователя подключен к входу элеменra сравнения, третий делитель напряжения включен параллельно стабилитронам и подключен средней точкой к второму входу первого измерительного преобразователя, первый вход второго измерительного преобразователя подключен дополнительно к выходу элемента сравнения, а второй вход укаэанного преобразователя подключен к общей точке стабилитронов.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

1095292

Составитель Ю. Барабанов

Редактор И.Касарда Техред И.Метелева Корректор И.Шулла

Заказ 3685/37 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство содержит трансформатор

1 тока, вторичная обмотка 2 которого через выпрямитель 3 подключена к последовательно включенным балластному резистору 4 и стабилитронам 5, а также делителям 6 и 7 напряжения. 5

Третий маломощный делитель 8 напряжения включен параллельно стабилитронам 5, измерительный преобразователь 9 выполнен в виде двухвходового интегрирующего генератора тока, один вход которого соединен с средней точкой делителя 6, другой — с средней точкой делителя 8, а вывод подключения нагрузки соединен с интегрирующим конденсатором, другой измерительный преобразователь 10, выполненный на транзисторе, вход которого соединен с средней точкой делителя 7, элемент 11 сравнения подключен входом к выходу измерительного преобразователя 9, а выходом — 2О к входу измерительного преобразователя 10, выход которого соединен с входом исполнительного органа 12.

Стабилитроны 5 эашунтированы конденсатором 13. . 25

Напряжение, выделяемое на балла .стном резисторе 4, находится за пределами допустимого синфазного напряжения операционного усилителя, на котором выполнен двухвходовой интегрирующий генератор 9 тока.

С помощью делителя 6 входной сигнал генератора 9 тока смещается в область допустимых синфазных напряжений.

Потенциал средней точки делителя

8 в режиме, когда входной ток равен току срабатывания, должен быть равен потенциалу средней точки делителя 6.

Если входной ток меньше тока .срабатывания, то разность потенциа- 4О лов между входами генератора тока отрицательна потенциал средней точки делителя 6 меньше потенциала средней точки делителя 8) и генератор

9 тока генерирует отрицательный 45 ток, открывающий диод, который шунтирует интегрирующий конденсатор, заряженный в этом случае до отрицательного напряжения (относительно точки соединения стабилитрона 51 равного падению напряжения на открытом диоде.

Если же входной ток реле превышает ток срабатывания, то разность потенциалов между входами генератора положительна, а генератор 9 генерирует положительный ток, который запирает диод и заряжает конденсатор. Напряжение на выходе операционного усилителя, на котором выполнен генератор 9 тока, пропорционально напряжению на конденсаторе.

Время, эа которое происходит нарастание выходного напряжения операционного усилителя до порога срабатывания элемента 11 сравнения, тем меньше, чем больше кратность входного тока по отношению к току срабатывания. Элемент 11 сравнения при срабатывании подает сигнал через второй измерительный преобразователь 10 на исполнительный орган 12.

Если входной ток превышает задаваемую делителем 7 уставку срабатывания измерительного преобразователя

10, то последний подает на исполнительный орган 12 сигнал без выдержки времени или с небольшой выдержкой времени.

Сигнал, пропорциональный входному току реле, выделяется на ниэкоомном балластном резисторе 4, через который протекает вторичный ток трансформатора 1, благодаря чему достигается строгая пропорциональность напряжения на резисторе 4 и тока. Напряжение, необходимое для питания схемы, выделяется на стабилитронах

5, включенных последовательно с балластным резистором 4. Следовательно, потребляемая реле мощность определяется, в основном, нагрузкой, включенной параллельно стабилитронам, и имеет незначительную величину.

Таким образом, снижена потребляемая мощность защиты, что делает ее более экономичной и позволяет использовать менее мощные трансформаторы тока.