Устройство для токовой защиты с зависимой выдержкой времени

 

О П И С А Н И Е 7ЗВОЗ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 23.08.77 (2l ) 2520043, 07 (51 ) М, 3(л.

Н 02 Н 3/08 с присоединением заявки №

Гасударственный квинтет

СССР но делан нзвбретеннй н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.80. Бюллетень №20 (53) УДК 621.316.

Я2 5 (088. 8) Дата опубликования описания 30.05.80 (72) Авторы изобретения

Л М. Гурфинкель, А. Г, Дмитриенко и П. А. Суворов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗА1ЦИТЫ С ЗАВИСИМОЙ

ВЫДЕРЖКОЙ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к области релейной защиты, а именно к устройствам токовой защиты с зависимой от величины тока выдержкой времени.

Известны устройства токовой защи- ты с характеристикой срабатывания, обратно зависимой от величины входного сигнала tl), содержащие датчик тока, формирователь сигнала, органы срабатывания и времязадающую РС цепь. Эти устройства нли сложны в исполнении или не обеспечивают необходимой характеристики срабатывания.

Известное устройство токовой защиты с зависимой выдержкой времени (2), которое принято за прототип, содержит

: датчики тока, источник стабилизирован ного напряжения, интегрирующий конденсатор с транзисторами в цепях и разряда, пороговый элемент и исполнительный орган. В этом устройстве для согласования характеристик защиты и защищаемого объекта, транзисторы включены по схеме с обшей базой.

Наличие в устройстве транзисторов, ( не обладающих четким порогом срабатывания, циркуляция измеряемого тока через источник питания, имеющий неопределенное сопротивление, необходимость в высококачественном фильтре на выходе датчика тока снижают точность работы защиты. Интегрирующий конденсатор содержит цепи утечки тока через транзисторы, влияние которых особенно заметно

1 . при больших выдержках времени. Зто обстоятельство сужает диапазон выдержек времени и снижает коэффициент возврата.

Белью изобретения является повышение надежности функционирования устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве токовой защиты с зависимой выдержкой времени, содержа20 щем датчик тока, цепь заряде интегрирующего конденсатора с времязедающим резистором и входным пороговым элементом, цепь разряда интегрирующего конф тор, Be?IE управления которого подключена к однопереходному транзистору.

Устройство работает следующим образом.

8031

73 денсатора, выполненную в виде электронного ключа, унравляющий вход которого подключен параллельно стабилитрону, а выход электронного ключа подсоединен параллельно интегрирующему конденсатору и входу выходного порогового элемента с исполнительным органом и источником, стабилизированного напряжения, в цепь заряда интегрирующего конденсатора введены два последовательно соединенных разделительных диода, подключенных к времязадающему резистору, входной пс роговый элемент выполнен в виде динистора, который анодом подсоединен к положительному выводу датчика тока, а катОдом к аноду первого разделитель ного диода в цепи заряда интегрирующего конденсатора и через резистор к отри-. цательному выводу датчика тока, алектронный ключ выполнен в виде полевого транзистора, причем управляющий вхрд электронного ключа подсоединен к обшей точке соединения разделительных диб дов и зашунтирован вновь введенным до ": полнительным конденсатором, а выходной пороговый алемент выполнен в виде однопереходного транзистора.

Схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит датчик тока 1, цепь заряда 2, цепь разряда 3, интегрирующий конденсатор 4, выходной пороговы элемент 5, исполнительный орган 6, источник стабилизированного напряжения

7. Датчик тока 1 содержит трансреактор

8, выпрямительный мост 9 и перемен.ный резистор 10. Между датчиком тока

1 интегрирующим конденсатором 4 включейа цепь заряда 2, состоящая из последовательно соединенных входного порогового элемента в виде динистора 11, разделительных диодов 12 и 13, времязадающего резистора 14. Резистор 15 цодключен между динистором и минусовой шиной питания. Полевой транзистор 16 цепи разряда 3 подключен сток-истоковыми выводами параллельно интегрирующему кощ енсатору 4, а затвором через резистор 17 — к точке соединения диодов

12 и 13. Между затвором и минусовой шиной питания подключены конденсатор

18 и стабилитрон 19. Выходной: порого-. вый элемент S выполнен в виде однопереходного траж истора, подключенного эмиттером K интегрирующему конденсатору 4, а базами через резисторы к источнику стабилизированного напряжения.

Исполнительный орган 6 содержит тирисПри отсутствии входного сигнала напряжение на затворе транзистора 16 снижается за счет разряда конденсатора

18 по цепи: резистор 17, диод 13, резистор 14, конденсатор 4. Транзистор в этом случае открывается и разряжает конденсатор 4 до нуля, т.к. сток-истоковый переход имеет линейную характеристику. Таким образом все устройство имеет коэффициент возврата равный единице". Исполнительный орган 6 срабатывает при достижении на конденсаторе

4 напряжения срабатывания выходного порогового элемента 5. Источник стабилизированного напряжения 7 служит для повышения точности срабатывания выход)5

Преобразованныф входной сигнал поступает на переменный резистор 10 датчика тока 1. Пульсирующее выпрямленное напряжение с резистора 10 в соответствии с заданной уставкой поступает на динистор 11 цепи заряда 2. Динистор 11 открывается при достижении соответствующего уровня напряжения и самопроизвольно закрывается при снижении тока ниже уровня удержания. Открытие и закрытие динистора 11 происходит два раза за период промышленной сети. Резистор 15 служит для восстановления нулевого потенциала на динисто20 ре в закрытом состоянии и сохранения неизменным порога открытия. Для этой же цели служат разделительные диоды

12 и 13. Ток заряда ийтегрирующего конденсатора 4 зависит от уровня вход2S ! ного сигнала и фазы включения динистора, что при нулевом сопротивлении динистора в открытом состоянии и при использовании полевого и однопереходного транзисторов,> устраняющих токи утечки в

ЗО цепи заряда, позволяет получить гиперболическую времятоковую характеристику. и При этом коэффициент возврата в цепи заряда равен 4 единице". Полевой транзистор 16 в цепи разряда 3 при наличии

35 входного сигнала закрыт за счет положительного смещения на затворе, создаваемого падением напряжения на.резисторе 17, ограниченного стабилитроном 19 и сглаженного конденсатором 18.

Резистор 17 и конденсатор 18 являются одновременно помехозащитной цепочкой.

5 73803 ного порогового элемента 5. Благодаря тому, что в однопереходном транзисторе выходного порогового элемента 5 отсутсувует ток утечки, à s полевом транзисторе 16 цепи разряда 3 ток утечки ничтожно мал, устройство обеспечивает при небольших перегрузках защищаемого обьекта значительные выдержки времени.

1О

В устройс:гве отсутствуют контакты, подвижные и вращающиеся части, использовано небольшое число полупроводников и деталей, что снижает его габариты и стоимость . Устройство легко настраи- 15 вается, просто в обслуживании, обладает большой универсальностью.

Формула йзобретеиия о

Устройство для токовой защиты с зависимой выдержкой времени, содержащее датчик тока, цепь заряда интегрирующего конденсатора с времязадающим резистором и входным пороговым элементом, цепь разряда интегрирующего конденсатора, выполнен в виде электронного ключа, управляющий вход которого подключен параллельно стабилитрону, а выход электронного ключа подсоединен параллельно

1 б интегрирующему конденаатсру и входу выходного порогового элемента с исполнительным органом и источником стабилизированного напряжения, о т л и ч а ющ е е с .я тем, что, с целью повышения йадежности функционирования, в цепь заряда интегрирующего конденсатора введены два последовательно соединенных разделительных диода, подключенных к времязадающему резистору, входной пороговый элемент выполнен в виде динистора, который анодом подсоединен к положительному выводу датчика тока, а катодом к аноду первого разделительного диода в цепи заряда интегрирующего конденсатора и через резистор к отрицательному выводу датчика тока, электронный ключ выполнен в виде полевого транзистора, причем управляющий вход электронного ключа подсоединен к общей точке соединения разделительных диодов и зашунтирован вновь введенным дополнительным конденсатором, а выходной пороговый элемент выполнен в виде однопереходного транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 448 529ý кл. Н 02 Н 3/081 1 97 4.

2. Авторское свидетельство СССР № 519808, кл. Н 02 Н 3/08, 1976.

ЦНИИПИ Заказ 2676/32 Тираж 783 Подписное

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