Реле тока с зависимой характеристикой времени действия Советский патент 1983 года по МПК H02H3/08 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам релейной защиты с зависимой характерисТикой време.ни действия, и. может быть примененО для защиты электродвигателя, линий электропередач и трансформаторов. По основному авт. св. 866634 известно реле тока с зависимой характеристикой времени действия, содержащее линейный преобразователь переменного тока защищаемой электроустановки в пропорциональное ему поёТояннов напряжение, решающий усилитель, один вход которого соединен с выходам линейного преобразователя второй - с источником постоянного напряжения, пусковой блок, подключенный к выходу решающего усилителя генератор треугольного напряжения, блок сравнения/ один выход которого присоединен к выходу генератора треугольного напряжения., другой - к выходу- решающего усилителя, операционный усилитель, первый и второй входы которого подключены к неподвижным контактам переключателя, подвижный кЬнтакт которого соединен с выходом решающего усилителя, выход операционного усилителя нагружен на потенциометр, р взисторно-конденсаторный интегрирующий блок, состоящий из зарядного резистора и конденсатора/ инвертор, подключенный к выход схемы сравнения, первый электронный ключ, управляемый инвертором и подвключенный одним Концом к выходу потенциометра, другим - к разрядному резистору, подключенному к конденсатору интегрирующего блока/ второй электронный ключ, нормально шунтйрунвдий Конденсатор интегрирующего блока и управляемый выходом пускового блока, третий электронный ключ, уп равляемый выходом блока сравнения и включенный между источником постоянного зарядного напряжения и зарядным |зезйстором интегрирующего блойа, реагирующий блок, один вход которого подключен К незаземленной обкладке конденсатора интегрирующего блока, второй - к источнику опорного напряжения, выход реагир тощего блока является выходом реле тока fl. Недостатком известного устройства является зависимая регулировка минимального и -максимального времени срабатывания реле, что ограничивает область его использования а также снижает надежность реле при осуществлении регулировок указанных величиниз-гза малых значений зарядных и разрядных токов конденсатора, протекающих через контакты в цепях, регулирования.сопротивлений зарядных и разрядных резисторов. . Цель изобретения - расширение области использования реле путем обес- печения независимой регулировки максимального и минимального времени срабатывания.. Поставленная цель достигается тем, что в реле тока с зависимой характеристикой времени действия введен амплитудный детектор, а источник опорного напряжения содержит второй реша-; ющий усилитель, второй И третий потенциометры, токоограничивающий: резистор, диод и сумма р, причем инвертирующий и .неинвертирующий входы второго решающего усилителя объединены черед диод, неинвертирующий вхрд второго решающего усилителя подключен через амплитудный детекторк выходу генератора треугольного напряжения, инвертирующий вход. Через токоограничивающий резистор подключен к выхсщу первого решающего -усилителя, а также через второй потенциометр - К первому входу сукпиатора.9 выход - через третий потёнциpMetp к; второму входу сумматора, выз4од которого является выходом источника опорного напряжёния. : i На фиг, 1 изображена структурная юХема реле тока с зависимой характе ристикой времени Действия; на фиг.2 диаграммы напряжений в характерных : точках схемы; ; Реле тока с;зависимой характеристикой времени действия содержит лиНейный преобразователь 1 перемеиного тока в пропорциональное постоянное напряжение, первый решающий усилитель 2 с регулируемым коэффициентом усиления, источник постоянного напряжения , определяющий ток срабатывания реле, пусковой блок .3, блок .4 сравнения, генератор 5 треугольного напряжения, первый потенциометр 6, первый электронный ключ . 7 второй электронный ключ 8, резисторно-кондёнсаторный блок 9, выполненный в виде последовательно соединенных резистора 10и конденсатора 11, реагирующий блок 12, источник постоянного зарядного напряжения Useip, третий электронный ключ 13, разрядный резистор 14, инвертор 15, ояерационный усилитель 16, двухпозиционный переключатель 17, дополнительно введенный амплитудный детектор 18. При этом источник 19 опорного аапряжениЯ состоит из второго потенциометра 20, второго решающего усилителя 21, третьего потенциометра 22, токоограничивающего резистора 23, диода 24 сумматора 25. Устройство работает следующим обра;зом. Линейный преобразователь 1 формирует из контролируемого переменного пропорциональное ему постоянное напряжение U , которое подводится к первому входу первого ре: шакяцего усилителя 2с регулируемым коэффициентом усиления, к второму входу которого подводится напряжение cpaf aTHBaHBH Uj.p , соответствующее току срабатывания реле Выходное напряжение U2.первого решающего усилителя 2 пропорционально разности напряжений U2 J JcpЬ где К коэффициент усиления решающего усилителя. Напряжение Ug подается, на

вход пускового блока 3, первый вход

блока 4 сравнения, на подвижный контакт двухпрзиционного выключателя 17 и на вход источника 19 опорного напряжения. Пусковой блок 3 выполнен в виде нуль-индикатора, выходной сигнал которого Меняется дискретно при изменении знака входного напряжения В случае превышения входньвд током тока срабатывания реле пусковой блок 3 срабатывает и воздействует на второй электронный ключ 8, который дешунтирует в резисторно-конденсатор-, ном интегрирующем блоке 9 конденсатор 11 и разрешает заряд конденсатора 11 через резистор 10. Блой 4 сравнения сравнивает напряжение, Uy на выходе генератора 5 треугольного напряжения с напряжением (2 на выходе решаквдего усилителя 2 и имеет

.два дискретных значения выходного сигнала: одно при 5 Другое при 1/2 Uj .

В прсмежуткгих времени, когдаУ-Оу (фиг. 2), напряжение И, выхода блока 4 сравнения поступает на вход инвертора 15 и на управляющий вход третьего электронного ключа 13, при этом первый электронный ключ 7 находится в отключенном состоянии, так как на выходе инвертора 15 нет управляющего сигнала, а третий электронный ключ 13 включен. При этом происходит заряд конденсатора 11 (напряжение Ц) от источника постоянного зарядного напряжения Cljap через резистор- 10.

В промежутках времени, когдаи2 и состояние Первого и третьего электронных ключей 7 и 13 соответственно изменяется на обратное, и происходит разряд Конденсатора 11 через разрядный резистор 14, первый электронный ключ 7 и Первый потенциометр б, Для регулирования интенсивности разряда конденсатора ,что пoзвoляet менять изгиб время токовой характеристики реле, первый потенциометр 6 подключен к выходу операционного усилителя 16, выходное напряжение которого в зависимости от положения появижного контакта двухпозиционного переключателя 17 может иметь как положительный, так и отрицательный уровень

Выходное напряжение первого решающего усилителя 2 через токоограни, чивающий резистор 23 подается на анод диода 24, второй потенциометр 20 и инвертирующий вход второго решающего усилителя 21 с единичньви коэффициентом усиления, неинвертирую щий вход которого подключен к выходу амплитудного детектора 18, выход-ное напр1Р{жение которого постоянно

0 и равно амплитуде напряжения треуз олЬ ной формы, и к катоду диода 24. Второй реша:ющий усилитель 21 нагружен на третий потенциометр 22. Сигналы с ,движков второго и третьего потенци5рметров подаются на вход сумматора 25, на выходе которого получаем на прйжение.:, /-,- . .

(. где р - коэффициент деления вто0рого потенциометра 20; у - коэффициент деления

Третьего потенциомет., : ; :---ра 22; ;;,,:. :,ч;.. ; 5нпа амплитудное значение

5

напряжения треугольной .; . , -формы.-. . -;. ;,,.,::., :,,.прямая а отоброикает напряжение на движке второго потенцйЬметра. 20/Прямая b - напряжение на движке треть0его потенциометра 22, прямая с со. ответствует напряжению на каходе сумматора 25, которым оп)ределяется . порог срабатывания реагирующего бло::ка 12 ,Сфиг.:2|. .;:-. - ,-:.;,;-:

5

При входном Т9ке, большем тока ; срабатывания реле, напрлж ение О постепенно воэрастйет и при достижений .им уровня выходного напряжения ис- : точника 19 опорного напрязкения 1/25 брабатывает реагирукндйй блок Г2,

0 который подает сигнал на отключение защищаемого объекта. / ; . При входном токе, равном току срабатывания реле ЭСР , соотношение времени заряда и разряда кОнде,нсатОра

5 11 в течение периода следования выход1аого сигнала генератора 5 тр угольного напряжения минимально, а значение уровйя напряжения срабатывания реагирующего блока 12j снима0емое с выхода источника 19 опорного напряжения максимально и равно

УЧ.rmdx.%o)

Начиная с определенного значения тока н (напряжения Vg/Uj-rrkiX со- .

5 ответствующего независимой части время токовой характеристики, в течение всего времени работы реле происходит непрерывный заряд Конденсатора 11, а уровень напряжения срабатывания реа гйрующего блока соответ0ствует минимальному значению , p(jij.,KOTopoe при дальнейшем увеличении тока остается постоянн1, так как при этом открывается диод 24 и .напряжение на инвертирующем входе второго решающего усилителя 21 стабилизируется и становится равньвл на пряжению на его неинвертирунвдем вхо (падением напряжения на диодах 21 Можно пренебречь), вследствие чего йаПряжение на выходе решающего усилителя 21 равно нулю. При этом врем срабатывания реле имеет минимальное значениеi При значениях токов в диапазоне между tp и с увеличением тока растет соотношение времени заряда и разряда конденсатора 11 и шается уровень срабатывания реагирующего блока и, соответственно, уменьшается время срабатывания реле При этих значениях токов диод 24 ис точника 19 закрыт и не влияет на ег работу Потенциометрс л б и переключателе 17 можно регулировать форму время токовой характеристики реле. Если напряжение на выходе потенциометра б противоположно по знаку напряжению , разряд конденсатора 11 в циклах разряда происходит более интенсивно, чем в случае, когда аойпадают полярности этих напряжений. Это вызывает в первом случае утленьшенне выдержки времени в зависимой части время токовой характеристики, ia во втором - ее увеличение. Для исключения ошибки, вносимой неидеальностью характеристики диода 24, последний может быть выполнен в виде прецизионного диода на основе операционного усилителя. таким образом, упрощены регулирование и градуировка шкал времени срабатывания и в целсвл всей характеристики реЛе. Вынесение органов регулирования из слаботочных цепей 6 цепи :со значительно большими уровЦ нями тока позволяет обеспечить больШУЮ надежность реле.

РЕЛЕ ТОКА С ЗАВИСИМОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ ВРЕМЕНИ ДЕЙСТВИЯ ПО авт. св. 866634, отличающееся тем, что, с целью распшрения области использования реле путем Обеспечения независимой регулЯ- ; ровки максимального и минимального времени срабатывания, в него введен амплитудный детектор, а источник опорного напряжения содержит йторой .решающий усилитсЕЛЬ, йторой я третий потенциометры, токоограничивающий резистор. Диод и сумматор причем инвертирующий и иеинвертирующий входы второго решающего .усилителя объединены ч«реэ диод, неинвертируняций вход второго решающего усилителя подключен через амплитудный детектор к выходу генератора треугольного нгшряжения, инвертирующий вход через токоограничивгиощий резистор : подключен к выходу первого решающего усилителя, а также через второй потенциометр - к первому входу сумматора, а выход 41 .через потенциометр к второму входу сумматора,§ выход которого являе.тся выходом источника опорного напряжения ща gfi оэ оо