Реле тока с зависимой выдержкой времени

 

О П И С А Н И E ()951528

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республии (Sl ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.10.80 (2 I ) 2988536/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.08.82. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 1 5.08.82 (5 I ) M. Кл.

Н 02 Н 3/08 фйвударстванай квинтет

СССР ае аеаи ювйрвтенкй и открытый (53) УДК 621.316. .925(088. 8) (72) Автор изобретения

Л. А. Надель

БИЬ

Всесоюзный научно-исследовательский, проеЖ"йо= и технологический институт релестроения (ВНИИР) (7l ) Заявитель (54) РЕЛЕ ТОКА С ЗАВИСИМОЙ ВЫДЕРЖКОЙ

ВРЕМЕНИ!

Изобретение относится к релейной защите и может быть использовано, в частности, для защиты распределительных ли- ний электропередачи от перегрузок и коротких замыканий.

Известно реле тока с зависимой вы5 держкой времени, содержащее преобразователь .контролируемыс токов в выпрямленное напряжение, функциональный преобразователь, интегратор, пороговый де1О тектор и выходной орган (1)

В данном . устройстве преобразователь тока выполнен в виде одного, двух или трех трансформаторов тока, нагруженных на одинаковые резисторы, блока выпрям- 15 ления переменных напряжений, пропорциональных фазным токам, являющегося селектором максимальных мгновенных значений напряжения, и блока амплитудного сглаживания, состоящего иэ диода и кон- 2о денсатора, нагруженного на входное сопротивление функционального преобразователя. С выхода функционального преобразователя сигнал поступает на вход интегратора, уровень заряда которого фиксируется пороговым детектором, возбеждакшим выходной блок.

Если постоянная времени разряда конденсатора блока амплитудного сглаживания на входное сопротивление функционального преобразователя много больше постоянной времени его заряда, то среднее значение .напряжения на конденсаторе будет близко к амплитудной величине и, следовательно, пропорционально максимальному фазному току независимо от вида питания.

Однако такое выполнение реле приводит к увеличению инерционной ошибки, т.е. к воэможности ложного срабатывания реле уже после снижения тока на его входе до нуля эа счет медленного разряда конденсатора на входное сопротивление функционального преобразоваНаиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является реле тока с эвви8 4 го усилителя подключена вторая цепь, выполненная в виде симметричного Т-образного КС-фильтра.

На чертеже предс гавлена функциональная схема реле гока.

Реле тока с зависимой выдержкой времени содержит датчики контролируемого параметра - трансформаторы тока 1, 2 и 3, выпрямительные мосты 4, 5 и 6, балластный, резистор 7, блок 8 преобразования входного сигнала функционального преобразователя 9 иа операционном усилителе 10, интегратор 11, пороговый

12 и выходной 13 блоки, пусковой блок

14. Елок 8 преобразования входного сигнала функционального преобразователя 9 выполнен в виде однополупериодного выпрямителя на операционном усилителе 15 с резисторами 16 — 18 и диодами 19 и 20, инвергируюший вход операционного усилителя 1 5 через

КС-цепь 21 и.22 подключен к первому зажиму балластного резистора 7, выход через несимметричный Т-образный

КСфильтр, резисторы 23 и 24, конденсатор 25 — к инвертирующему входу операционного усилителя 10 функционального преобразователя 9, между инвертирукещм и неинвертирукзцим входами операционного усилителя 10 включен симметричный Т-образный и С-фильтр, резисторы 26 и 27, конденсатор 28.

Репе работает следующим образом.

При отсутствии повреждения на линии токи фаз малы и недостаточны для срабатывания пускового блока 14, в связи с чем напряжение на выходе интегратора

11, порогового 12 и выходного 13 блоков равно нулю.

При возникновении короткого эамыка ния s зависимости от er o вида появляются токи в первичных обмотках одного, двух, либо трех трансформаторов тока 1-3.

На балластном резисторе 7 выделяеч ся выпрямленное напряжение. С помощью симметричного Т-образного моста

26-28 напряжение сглаживается с ñîõранением среднего значения и поступает на суммирующий вход операционного усилителя 10 функционального пцеобраэова тела 9. Uenb 21 и 22 выделяет переменную составляющую выпрямленного . сигнала. Операционный усилитель 15 совместнд с диодами 19 и 20 и резисторами 16-18 осуществляет прецезионное однополупериодное выпрямление, инвертирование и усиление входного сигнала, в резулыатечего на выходе каскада (точка Е) пояииется последовательность

3 - ОВ.182 симой выдержкой Ьремени, содвраипи96 датчик контролируемого параметра, вторичные обмотки которых подключены к входам переменного тока трех выпрями тельных мостов, выходЫ црстоянцого то ка которых соединены последовательно и нагружены на общий балластный резистор, к выходным зажимам которого подключены последовательно соедннениые блок преобразования -входного сигнала 3ф функционального преобразователя на опарационном усилителе, выполненного в виде амплитудного детектора, состоящего иэ диода и конденсатора,. интегратор, порОГОВый и ВыхОДНОЙ блоки, пускОВОЙ блок, 15 вход которого подключен к первому зажиму балластного резистора, выход - к второму Входу интегратора (2) .

Однако известное реле имеет болыпую инерционную погрешность и низкую.ста» бильность характеристик при малых краъностях входного сигнала за счет температурных вариаци и падения напряжения на диоде амплитудного детектора.

Бель изобретения - повышение точ- д нос ги работы.

Поставленная цель дос гигается тем, что в реле гока с зависимой выдержкой времени, содержащее датчики контролируемого napaMerpa орине обмти 30 которых подключены к .входам переменного тока трех выпрямительных мос гов, выходы постоянного тока которых соединены последовательно и нагружены на общий балластный резистор, к выходным эажи35 мам которого подключены последовательно соединенные блок преобразования входного сигнала функционального преобразователя на операционном усилителе, интегратор, пороговый и выходной Моки, 40 пусковой блок, вход которого подключен к одному из зажимов балластного резистора, выход - ко второму входу интм ратора, блок преобразования входного сигнала функционального преобразователя

45 выполнен в виде двух параллельных це- пей, одна иэ которых состоит из однополупериодного выпрямителя на операционном усилителе, инвертируюций,вход которого через RC-цепь подключен к первому . зажиму балластного резис гора, неинвертирукеций вход - ко второму зажиму балластного резистора, выход через несимметричный Т-образный ВС-фищ тр - к инвертирукицему Входу операционного усилителя функционального преобразователя, к первому зажиму балластного резистора, инвертирухицему и неинвертирующему входам указанного операционноИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Реле AK 301 фйрмы АЕ . Каталог фирмы AFG "Юе 1 eto1s SbvtswefcRs

1н Ин сЬоЬФесЬМ1А ", 1978.

2. Реле типа К5АС(%ЕЬА1 ШТАТ?01 Е

А ММ1МОМОЕ COURANT ATEhAPS INVERSE).

Фирма COMPAGNIE MES СОМРТе(Я6. Каталог ТЕР4375.

5 9515 импульсов почги греугольной формы, амплитудные значения которых соответствуют минимальным значениям выпрямленно го сигнала на балластном резисторе 7.

Среднее значение импульсов пропорцио- 5 нвльно раэносги между амплитудным и средним значениями напряжения нв балластном резисторе 7 при любых видах питании — однофазном, двухфазном и трехфазном.

Импульсный сигнал сглаживается несим- 10 метричным Т-образным мостом 23-25 и поступает на суммирующую точку 0 операционного усили-еля 10 функционального преобразователя 9. Коэффициент передачи всего канала выбором сопротив- ts лений резисторов 23 и 24 устанавливается таким, чтобы среднее значение тока

s суммирующей точке было пропорциональ= но амплитуде тока на входе реле незави-.: симо от вида питания и короткого эаьпйкв,:, ния. Постоянные времени .заряда и разряда конденсатора 25 выбором соотношения сопротивлений резисторов 23 и 24 устанавливак гся гаким, чтобы переменные составляющие токов через резисторы 27 и 24 находи- лись в противофазе. Это соответствует минимуму пульсаций суммарного сигнала при минимальной постоянной времени всего преобразователя.

Выходной сигнал .функционального 30 преобразователя 9 подается на вход интегратора 11 .с фиксированными пределами интегрирования, устанавливаемыми пусковым органом 14 и пороговым бло-: ком 12. Сигнал срабатывания на

35 выходе последнего управляет выходным блоком 13 реле.

В рассмогрениом реле среднее значение сигнала на входе, в следовательно, и на выходе функционального преобразова40 теая 9 зависит только от фаэного тока, и лишь уровень пульсаций определяется видом питания, что повышаег точность работы, Испытания макетов реле показали, что

„ф5 при постоянной времени цепи 22 и 21

- 9 — 10 мс, постоянных времени цепей дополнкгельного сглаживания (3-5) мс зависимость среднего значения напряжения на выходе функционального преобразователя 9 от вида короткого замыкания не

50 превышает 1,0%, в то время как для получения таких . результатов в схеме с

28 6 амплитудным детекгором потребовалась бы постоянная времени разряда «онденсвтора порядка (40-50) мс.

Формула изобретения

Реле тока с зависимой выдержкой времени, содержащее датчики ксжтролируемого параметра, вторичные обмотки которых подюпочены к входам переменного тока трех выпрямительных мостов, sstходы постоянного тока когорых соединены последовательно и нагружены нв . общий балластны и резистор, к выходным зажимам которого подключены последовательно соединенные блок преобразования входного сигнала функционального преобразователя нв операционном усилггеле, ин;гегратор, пороговый и выходной блоки, пуФковой блок, вход которого подключен к первому зажиму балластного резистора, выход - ко второму входу интегратора, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности работы, блок преобразования входного сигнала функционального преобразователя выполнен в виде двух параллельных цепей, одна иэ которых состоит иэ однополупериодного выпрямителя нв операционном усилителе, инвертируюший вход которого через

QC-цепь подключен к первому зажиму балластного резистора, неинвертируюший вход - ко второму зажиму балластного резистора, выход через несимметричный

Т-образный R ильтр — к ннвертирукв;. шему входу операционного усилителя функционального преобразователя, к первому зажиму бвлласгного резистора, ннвертируюшему и неинвертируюшему входам указанного операционного усилителя подключена вторая цепь,- выполненная в виде симметричного Т-образного ЯС -фили тра. Г ЪГ 1 т e) фд

Составитель Л. Воропаева

Редактор M. Бандура Техред 3.Палий Корректор Н. Король

Заказ 5963/66 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государс венного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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