Патент ссср 163254

 

Класс

21с, 68.-е

GHNCAHNE

ИЗОЬ РЕТЕНЫЖ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

go f Qggg

МПК

Н 02Д

Заявлено 09.1Ч.1963 (¹ 830057/24-7) 10СУЬЛРСТВЕ11НЬ1Й

kg Р Р о„" 1 110 Р БУ РДД

ЙЗОБРа1 е11 Й 14 ГткРь1тый

СССР

УДК

Олубликовано 22.V1.1954. Бюллетень № 12

i

1 железнодорожного

Подписная группа № :75

Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт транспорта

Авторы изобретения

В. Я. Овласюк и В. A. Быков

НАПРАВЛЕННАЯ ЗАИ ИТА ПОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

Существующие защиты сопротивлений имеют характеристику направленности либо в виде окружности, определенным образом расположенную относительно начала координат (системы R, Х), либо в виде эллипса или петли. Такие характеристики защиты не позволяют резко разграничить зоны срабатывания по углу сдвига модуля сопротивления и поэтому не могут обеспечить надежного отключения короткого замыкания от нагрузки

Предложенная электронная защита позволяет осуществить раздельную уставку срабатывания как по модулю сопротивления, так и по углу. Надежность предложенной защиты гораздо выше. Это достигается тем, что датчик фазы выполнен из двух блоков, один из которых подключен к трансформатору напряжения и состоит из резонансного контура, импульсной схемы, формирующей зону разрешения работы защиты, и схемы, формирующей зону запрета, соответствующую токам нагрузок. Второй блок датчика фазы подключен к трансформатору тока и состоит из резонансного контура и импульсной схемы, формирующей импульс, совпадающий с нулем синусоиды тока, Схема, формирующая зону разрешения, может быть выполнена из двух триодов, первый из которых работает в режиме глубокого насыщения и формирует прямоугольный импульс, совпадающий по фазе с полуволной синусоиды напряжения (Π— 180 ), поступающий через разрядную емкость и индуктивность на второй триод, формирующий предельную зону разрешения (Π— 90 ).

Схема, формирующая зону запрета, может быть выполнена из двух триодов и разрядной емкости. Один из триодов формирует регулируемую зону запрета, а другой инвертирует фазу импульсов зоны запрета.

Схема, формирующая импульс, совпадающий с нулем синусоиды тока, может быть выполнена из двух триодов, первый из которых формирует импульс, совпадающий по фазе с полуволной синусоиды (от О до 180 ), а второй формирует короткий импульс (2 — 3 ), совпадающий с началом импульса первого триода.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предложенной защиты; на фиг. 2 — диаграмма направленности защиты (Z„, Z,3 — фиктивные сопротивления линии при номинальной нагрузке и коротком замыкании; ЗУ вЂ” зона уставок защиты;

3P — зона разрешения работы защиты).

Ко 163254 n

Датчик модуля полного сопротивления выполнен на принципе сравнения выпрямленных напряжений, пропорциональных первичному напряжению и току. Датчик состоит из датчика тока (трансформатор ТТ» и выпрямительный мост В1) и датчика напряжения (трансформатор ТН» и выпрямительный мост В2), а также нуль-органа, выполненного на триодах Т„Т2.

Датчик фазы состоит из резонансного контура ТТ2 — С», настроенного на первую гармонику первичного тока, триодной формирующей схемы Т вЂ” Т4, фиксирующей фазу тока резонансного контура ТН2 — C2, настроенного на первую гармонику первичного напряжения формирующей схемы (тр иоды Т-,— Т ), фиксирующей фазу напряжения и фазовую зону, в которой разрешается работа защигы формирующей схемы (триоды Т,— Т8), фиксирующей регулируемую фазовую зону, в которой запрещается работа защиты и диодной схемы совпадений И.

Датчик модуля полного сопротивления работает на принципе сравнения выпрямленных напряжений U è U т,,пропорциональных соответственно первичному напряжению и току.

Момент равенства этих напряжений наступает при определенном, зависящем от параметров схемы, отношении первичных напряжения и тока, т. е. при определенном полном фиктивном сопротивлении Z линии, замеряемом со стороны вторичных обмоток трансформаторов напряжения и тока. Так как U„= a»U, U а»

U„= т, т = a2I, то — = — = Z. а2

Фиксация момента равенства напряжений

U è И т осуществляется триодами Т» и Т>, Переход база-эмиттер триода Т1 включен между плюсовыми шинками напряжений U„ и U ò (эмиттер подключен к шинке + Ur ). В случае, если потенциал шинки + U„, больше потенциала шинки + Ут, триод закрыт, при U больше U„— открыт. Нечувствительность схемы по отношению к разности U т и У„определяется величиной напряжения база-эмиттер триода, при котором он открывается. Для германиевых триодов это напряжение составляет величину = 0,1 в (напряжение базовой отсечки коллекторного тока). В результате этого возникает погрешность в измерении фиктивного сопротивления

Z, которая практически может достигать 5-7 . Уменьшается эта погрешность введением в базу триода Т> небольшого начального отрицательного смещения через сопротивление

R». Между триодами Т> и Т2 образована положительная обратная связь через сопротивление R2, придающая схеме небольшую триггерность.

Последовательно с переходом база-эммитер триода включен дроссель Др, уменьшающий величину пульсации тока в измерительной цепи. Изменение уставки срабатывания схемы осуществляется с помощью потенциометра, включенного со стороны первичной обмотки трансформатора ТТ» датчика тока. При таком способе регулирования уставки величина тока в первичной обмотке трансформатора остается примерно одинаковой при различных уставках защиты, что исключает влияние нелинейности трансформатора, вызываемой насыщением трансформатора.

Датчик фазы работает следующим образом.

Напряжение, пропорциональное по величине первичному напряжению и совпадающее с ним по фазе, снимается со вторичной обмотки резонансного трансформатора ТН> и подается на базу триода Т>. За счет резкого насыщения триода в коллекторе его получается прямоугольный импульс длительностью

1/2Т первичного напряжения. Передний фронт импульса совпадает с моментом перехода синусоиды первичного напряжения через нуль.

Точность совпадения тем выше, чем выше выбрана степень насыщения триода и чем меньше напряжение базовой отсечки триода ло отношению к напряжению на базе. Для уменьшения погрешности, вызванной напряжением базовой отсечки, в базу триода Т-, так же, как и в Т» введено небольшое начальное смешение (через сопротивление). Защита должна действовать при угле между напряжением и током, не превышающим 90 . С помощью транзисторно-емкостной схемы, выполненнои на триоде Тб и конденсаторе Сз, первоначально формируется прямоугольный импульс, совпадающий своим передним фронтом с нулем синусоиды первичного напряжения длительностью Ц4Т (т. е. 5 л»сек). Этим импульсом определяется предельная зона по углу, в которой возможна работа защиты. Схемой, выполненной на триоде Т, и конденсаторе С», формируется прямоугольный импульс, также совпадающий своим передним фронтом с нулем синусоиды напряжения и служащий для образования запрета работы защиты в диапазоне угла от 0 до 55 (угол, соответствующий нагрузке) . Этим импульсом определяется уставка защиты по углу. Длительность импульса, а следовательно, и уставка могут регулироваться с помощью сопротивления в пределах от 20 до 55 по углу. Регулирование угла возможно от 0 . Так как импульс. снимаемый с триода Т„является запрещающим, то на диодную схему совпадений О он подается с перевернутой на 180 фазой. Поворот фазы осуществляется инверторным каскадом, выполненным на триоде Т8.