Реле переменного тока Советский патент 1983 года по МПК H02H3/08 H01H83/20 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в быстродействующих токовых защитах сетей переменного тока. Известно электромеханическое реле тока, содержащее магнитопровод и поворотную систему 1 . Однако такие реле имеют значительное собственное время срабатывания. Известно также реле переменного тока, содержащее последовательно включенные промежуточный трансформатор тока, выпрямитель, пороговый элемент и логический элемент И, а также формирователь прямоугольных импульсов, дифференцирующую цепочку и расщиритель импульсов, включенные между выходом выпрямителя и вторым входом логического элемента И. И вестное реле имеет высокое быстродействие. Однако известное реле может ложно срабатывать при воздействии помехи импульсного типа, воздействующей на реле по входным цепям. Целью изобретения является повыщение помехоустойчивости по отнощению к импульсным помехам. Поставленная цель достигается тем, что в реле переменного тока, содержащее расщиритель импульсов, последовательно соединенные промежуточный, трансформатор тока, выпрямитель, пороговый элемент и логический элемент И, а также формирователь прямоугольных импульсов, подключенный выходом к входу дифференцирующего элемента , введены два селектора полярности с разнополярными выходами, логические элементы НЕ и ИЛИ, дополнительный рас щиритель импульсов и два дополнительных логических элемента И, причем первый селектор импульсов подключен входом к выходу дифференцирующего элемента, а дву мя разнополярными выходами - к первым входам обоих дополнительных логических элементов И, второй селектор импульсов подключен входом к выходу промежуточного трансформатора тока, а двумя разнополярными выходами - к вторым, входам обоих дополнительных логических элементов И, выходы которйх подключены к входам логического элемента ИЛИ, выход промежуточного трансформатора тока подключен к входу формирователя прямоугольных импульсов, а. выход логического элемента ИЛИ связан с вторым и третьим входами основного логического элемента И соответственно через основной расщиритель импульсов и через последовательно соединенные дополнительный расщиритель импульсов и логический элемент НЕ. На фиг. 1 приведена функциональная схема реле; на фиг. 2 - временные диафрагмы его работы. Реле содержит промежуточный трансформатор 1 тока, на выход которого подключены последовательно соединенные формирователь 2 прямоугольных импульсов, дифференцирующий элемент 3, селектор 4 импульсов, два дополнительных логических элемента И 5 и б, логический элемент ИЛИ 7, дополнительный расщиритель 8 импульсов, выход которого включен на один вход основного логического элемента И 9, последовательно соединенные основной расщиритель 10 импульсов и логический элемент НЕ 11, включенные между выходом логического элемента ИЛИ 7 и третьим входом основного логического элемента И 9, второй селектор 12 импульсов, включенный между выходом промежуточного трансформатора 1 тока и вторыми входами дополнительных логических элементов И 5 и 6, а также последовательно соединенные выпрямитель 13 и пороговый элемент 14, включенные между выходами промежуточного трансформатора тока и первым входом третьего логического элемента И 9. Принцип работы реле состоит в том, что измеряют одновременно величину тока на входе реле и времй от времени переходатока через нуль до момента достижения установки и, если оно меньще заданного, но больще, чем время отстройки от помехи, фиксируют замыкание в -зоне действия заПри коротком замыкании в зоне без апериодической составляющей (рис 2а) по обмотке промежуточного трансформатора 1 тока протекает ток, на выходе формирователя 2 прямоугольных импульсов -появляются разнополярные импульсы. На выходе дифференцирующего элемента 3 появляются импульсы, которые первым селектором импульсов разделяются на положительные и отрицательные, первые подаются на первый вход первого дополнительного элемента И 5, а вторые - на первый вход второго дополнительного элемента И 6. На вторые входы элементов И 5 и б поступают сигналы с выходов второго селектора 12 импульсов. При этом поочередно в зависимости от полярности тока срабатывают элементы 5 и 6, а следовательно, и элемент ИЛИ 7. Одновременно с появлением сигнала на выходе элемента ИЛИ 7 срабатывают расщирители 8 и 10 импульсов, причем сигнал с выхода расщирителя 8 импульсов подается на первый вход основного элемента И 9 непосредственно, а с выхода расщирителя 10 импульсов через элемент НЕ 11 на второй . Так как время расщирения импульсов расщирителем 8 (t).. больще, чем расщирителем 10 (tj., то на втором и третьем входах элемента И 9 логические единицы будут существовать в течение времени tj - t2,..a в это же время сработает пороговый элемент 14 и подаст сигнал на первый вход элемента И 9, вследствие чего появится сигнал на выходе элемента И 9, что является признаком срабатывания реле При коротком замыкании вне зоны без апериодической составляю,щей (рис. 26) элементы 1-12 срабатывают описанным образом. На nejpsoM и втдром входах элемента И 9 на время tj- t .появляются сигналы, однако пороговый элемент 14 сработает при ,Вследствие чего сигнал на первом входе третьего элемента И 9 появится только после того, как исчезает сигнал с второго входа. Вследствие этого реле не срабатывает. При коротком замыкании в зоне с апериодической составляющей (рис. 2в) возможно насыщение сердечника высоковольтного трансформатора тока (на рис. пунктирной кривой обозначен первичный ток, а сплошной - вторичной). При появлении вторичного тока срабатывает формирователь 2, элементы 3-6 и на выходе элемента ИЛИ 7 появляются однополярные импульсы в моменты перехода вторичного тока через нуль. Расширители 8 и 10 импульсов выставляют сигналы, вследствие чего ни двух входах элеа5мента И 9 в течение времени tt ..- t .присутствуют единицы. В течение этого же времени срабатывает пороговый элемент 14, выставляя сигнал на первом входе элемента И 9, и реле срабатывает. При воздействии помехи импульсного тока (рис. 2г) масштаб по времени увеличен в 4 раза), срабатывают элементы 2,3, 4,5 и 12. При этом на втором входе элемента И 9 появляется сигнал с выхода расширителя 8, а также на выходе расширителя 10 появляется сигнал, но на выходе элемента НЕ 11 сигнала нет. Одновременно на первый вход элемента И 9 подается сигнал с выхода порогового элемента 14. Реле не срабатывает ввиду отсутствия сигнала на третьем входе элемента И 9. Сигнал на третьем входе элемента И 9 появится только при ,,.однако tj .выбирается больше, чем время существования помехи, а при времени, большем времени существования помехи, исчезает сигнал с выхода порогового элемента 14, вследствие чего реле не срабатывает. Реле тока может быть использовано в качестве первых ступеней отсечек, так как оно обладает временем срабатывания порядка нескольких милисекунд:

РЕЛЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее расщиритель импульсов, последовательно соединенные промежуточный трансформатор тока, выпрямитель, пороговый элемент и логический элемент И, а также формирователь прямоугольных импульсов, подключенный выходом к входу дифференцирующего элемента, отличающееся тем, что, с целью повыщения помехоустойчивости по отношению к импульсным помехам, введены два селектора полярности с разнополярными выходами, логические элементы НЕ и ИЛИ. дополнительный расширитель импульсов и два дополнительных логических элемента И, причем первый селектор импульсов подключен входом к выходу дифференцирующего элемента, а двумя разнополярными выходами - к первым входам обоих дополнительных логических элементов И, второй селектор импульсов подключен входом к выходу промежуточного трансформатора тока, а двумя разнополярными выходами - к вторым входам обоих дополнительных логических элементов И, выходы которых подключены к входам логического элемента ИЛИ, выход промежуточного трансформатора тока подключен, к входу формирователя прямоугольных импульсов, а выход логического элемента СЛ ИЛИ связан с вторым и третьим входами основного логического элемента И соответственно через основной расширитель импульсов и через последовательно соединенные дополнительный расширитель импульсов и логический элемент НЕ. Ю ;о