Реле защиты на герконе

 

РЕПЕ ЗАЩИТЫ НА ГЕРКОНЕ, содержащее обмотку поляризации, связанную С рёгулируег шм источником тока , и обмотку возбуждения,включенную . в цепь контролируемого тока, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено дополнительной обмоткой возбуждения, включенной встречно основной обмотке возбужде ния, и электрическим конденсатором, подсоединенным параллельно дополнительной обмотке возбужде1Шя. (Л 4 СП оо ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕО (ИХ, РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМЪ СОИДЕТЕЛЬГГВУ

ГОСУДАРСТВЕННИЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 t) 3653734/24-07 (22) 17 ° 10. 83 (46) . 15.03.85. Бюл. Р 10 (72) В.В.Атрощенко, P.P.Èóõóòäèíîâ и В Г.Филимонов (71) уфимский ордена Ленина авиационный институт.им,Серго Орджоникидзе (53) 621.318.56(088.8) (56) 1. Реле тока на магнитоуправляе мых герметизированных контактах. (:ерия ТС-7. Аппараты низкого напряжения. Информэлектро, 1978, с. 4-5. .2. ТаМ.же, с. 11-12.

3. Там же, с. 28-29.

4(51) Н 01 Н 83/22" Н О1 Н 51/28 (54) (57) РЕЛЕ ЗАЩИТЫ НА ГЕРКОНЕ, содержащее обмотку поляризации, связанную с регулируемыи источником тока, и обмотку возбуждения, включенную . в цепь контролируемого тока, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьииения быстродействия, оно снабжено дополнительной обмоткой возбуждения, включенной встречно основной обмотке возбуждения, и электрическим конденсатором, подсоединенным параллельно дополнительной обмотке возбуждения.

1 11453

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано как устройство предотвращения ава-. рийных ситуаций в электрических линиях и установках постоянного тока при аномальных значениях тока.

Одним из основных элементов релейной защиты является реле тока (защиты}, срабатывающее при достижении тока в контролируемой цепи определенной (пороговой) величины. Реле защиты должны обладать достаточно высоким быстродействием, широким диа пазоном регулирования тока срабатывания, высоким коэффициентом возврата, высокой надежностью, простотой конструкции, удобством в эксплуатации.

Известны реле тока на герконах, использующие для измерения больших значений тока (сотии и тысячи ампер) токоведущую шину, выполненную на некотором отрезке длины из двух параллельных ветвей, между которыми распо лагается геркон. При этом иа геркон действуют два встречно направленных магнитных потока Ф, и 9, создаваемых двумя составляющими I, и Х полного тока в шине. Предварительная настройка реле на заданный ток срабатывания осуществляется выбором eo-.

ЗО ответствующего соотношения между токами I и I (за счет изменения площади поперечного сечения параллельных ветвей) и выбором положения геркона P1) .. 35

Недостатками этих реле являются низкое быстродействие, отсутствие возможности регулировки тока срабаты. вания и сложность конструкции.

Низкое быстродействие. обусловлено срабатыванием реле только при достижении контролируемым током заданной пороговой .величины. При этом постоянная времени нарастания, тока определяется реактивными параметрами кон тролируемой цепи, являющимися значительными в силовых электрических линиях и установках. Отсутствие возмож

Йости регулировки тока срабатывания связано с жестким заданием соотношения между токами I ..и Х или положения геркона. Дня изменения значения тока срабатывания необходимо либо изменить площади поперечного сечения 55 параллельных ветвей, либо выбрать но, вое положение геркона между ниии (для этого необходимо трехкоординат75 2 ное перемещение геркона в области па раллельных ветвей).

Сложность конструкции связана с обязательным расщеплением шинопровода на параллельнне ветви.

Известны также реле защиты на герконах с плавной регулировкой тока срабатывания. Регулирование тока сра батывания реле данного класса производится путем изменения параметров магнитной системы за счет применения ферромагнитных трубок, охватывающих баллон геркон (2) .

Недостатком данных устройств явля ется низкое быстродействие срабатыва ния, обусловленное, как и в первом случае, срабатыванием реле только при достижении контролируемым токам заданной пороговой величины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является реле защиты на герконе, содержащее подвижную обмотку поляризации, связанную с регулируемым:источником постоянного тока и неподвижную обмотку возбуящения, включенную в цепь контролируемого то ка. Обмотка поляризации свободно перемещаетея по баллону геркона. Изменяя зазор между обмотками или ток в обмотке поляризации, регулируют на-. магничивающую силу срабатывания реле, а следовательно, и величину порогового. тока, протекающего через об мотку возбуждения P3) .

Недостаткам. данного устройства янляется низкое быстродействие срабатывания, связанное с тем, что при возникновении аварийной. ситуации, ток в контролируемой цепи нарастает с некоторой скоростью, обусловленной параметрами цепи. В момент достижения контролируемым током своего порогового значения реле сработает, но не мгновенна, а через некоторое время. Величина t зависит от типа

tPQ 6 геркана и .находится в пределах 510 мс. В результате за время контролируемый ток возрастет до йеко торой величины и характеризует собой режим недопустимых перегрузок. .Целью изобретения является повышелке быстродействия срабатывания устройства., Поставленная цель достигается тем, что реле защиты на герконе, содержащее обмотку поляризации, связанную с регулируемым источником постоянного тока, обмотку возбуждения, 3 114537 включенную в цепь контролируемого тока, снабжено дополнительной обмоткой возбуждения, включенной встречно основной обмотке возбуждения, и электрическим конденсатором, подсоединен- 5 ным параллельно дополнительной обмотке возбуждения.

На фиг.1 изображено реле защиты на герконе1 иа Фиг.2 — ампер-секундная характеристика, поясняющая рабо- щ ту данного реле защиты на герконе.

Реле защиты содержит геркон, на .баллоне которого размещены основная обмотка возбужцения Q<, дополнитель иая обмотка возбуждения и с параллельно подсоединенным конденсатором

С и обмотка поляризации сд . Причем обмотка д включена в цепи контроли2 руемого тока встречно обмотке Q<

Реле защиты работает следующим об. З< разом.

При постоянном или медленно изме- няющемся токе I=I ц„„в контролируемоФ цели (фиг.2, прямая l) ток I проте. кающий через конденсатор С, равен нулю» а ток I2 через Обмотку 6 2 ра вен току I (фиг.1). Встречно включенные обмотки возбуждения Я, и 6hz создают противоположно направленные намагничивающие силы Р, я I<,и F2 =

=- 9 I обмотка поляризации — намагничивающую силу F =M I, где Iy — ток регулируемого источйика постоянного тока (не показан). Величину Р выбирают меньше величины Р< .

При Я = Q Р, +Р =0 на геркон действует только намагничивающая сила

F, удерживающая его в исходном (замкнутом) состоянии. В момент аномального (резкого) изменения контролируемого тока с некоторой скоростью

V= — (Фиг.2, прямая.2), емкость С

ЙХ

dt шунтирует обмотку я, ток I< становится равным току Х, а ток Ig стремится к нулю. Намагничивающие сиды

5 4

F «F выходят из равновесия и создают результирующую намагничивающую силу F=F< +Р =, I-я ТрИ. Последняя компенсирует действие намагничи- вающей силы Р1. При этом раэностная намагничивающая сила F=F+F> = Iv<—

-1 <о вызывает срабатывание геркона.

Таким образом, принцип действия пред. лагаемого реле защиты основан на фик. сации скорости изменения тока V в контролируемой цепи. Чем больше скорость V тем быстрее нарушится равен. ство намагничивающих сил Р< и F< и тем быстрее сработает реле.

В данном случае (фиг.2) срабатыва. ние реле начинается в момент времени

4<,когда:ЧфО, и заканчивается в момент t, соответствующий достижению контролируемым током значения 1 т.е. когда ток еще не превысил значения порогового тока

Включение в цепь контролируемого тока в предложенном устройстве допол. нительной обмотки возбуждения с параллельно подсоединенным конденсатором позволяет настраивать реле защиты на определенную величину скорости изменения контролируемого тока в момент появления аварийных ситуаций.

Это существенно увеличивает быстродействие срабатывания реле защиты.

В известных реле срабатывание начинается B момент времени tq cooTветствующий достижению контролируемым током значения I и заканчивается в момент t когда ток достигает величины I«„,) Iù, . Это в конечном счете приводит к указанным (часто недопустимым) перегрузам в электрических линиях и установках.

По сравнению с известными предлагаемое реле защиты позволяет в 23 раза повысить быстродействие срабатывания и исключить опасные перегрузки в силовых электрических линиях и установках.

r0mia.z

Inap amain.i

Составитель С..Гордон

Редактор М.Недолуженко Техред Т,Фанта Корректор Е.Рошко

Заказ 1179/38 Тираж 679, . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал Пйй "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4