Реле тока с обратно-зависимой выдержкой времени срабатывания Советский патент 1984 года по МПК H02H3/08 

О5

со

о

СП

со Изобретение относится к электротехнике и предназначено для релейной защиты электроустановок, в частности, электродвигателей и линий электропередач. Известно входящее в состав максимальной токовой защиты с зависимой от величины тока выдержкой времени реле тока с обратнозависимой выдержкой времени, содержащее линейный преобразователь |;ходного переменного тока в постоянное напряжение, пусковой блок, фезисторноконденсаторный интегрирующий контур, преобразователь входного переменного тока в постоянное напряжение, не зависящее от значения тока, и реагирующий орган в виде блока сравнения, сравнивающего напряжение на конденсаторе интегрирующего контура, питаемого от линейного преобразователя входного тока, с напряжением, не зависящим от входного тока 1. Недостатком этого реле является большая погрешность при согласовании времятоковой характеристики реле с требуемой защитной характеристикой объекта, так как регулирование время-токовой характеристики возможно только путем смещения по осям тока и времени. Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является реле тока с обратнозависимой выдержкой времени, содержащее два линейных преобразователя входного переменного тока в постоянное напряжение, резисторно-конденсаторный интегрируюнхий контур, блокирующий конденсатор интегрирующего контура, источник питания постоянного напряжения, мостовую схему сравнения с нуль-индикатором- в качестве блока сравнения. В указанном устройстве с увеличением входного тока напряжение заряда конденсатора интегрирующего контура возрастает а напряжение срабатывания на втором входе блока сравнения снижается. Благодаря этому в реле получается достаточно большая крутизна время-токовой характеристики 2. Однако недостатком известного устройства является ограниченная возможность получения необходимой время-токовой характеристики срабатывания, например, наиболее близкой к характеристике защищаемого объекта, поскольку в этом реле имеются только два регулируемых элемента, которыми можно задать максимальное время срабатывания реле и необходимую крутизну характеристики. При этом максимальное время срабатывания реле может оказаться значительно больщим требуемого, что снижает точность действия реле при больших токах. Целью изобретения является повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что в реле тока с обратнозависимой выдержкой времени срабатывания, содержащее последовательно включенные линейный преобразователь тока в постоянное напряжение и первый резисторно-конденсаторный интегрирующий контур, конденсатор которого защунтирован первым ключом и подключен к первому входу блока сравнения, а также источник постоянного напряжения, подключенный к потенциометру, и пусковой орган тока, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, введены второй ключ и второй резисторноконденсаторный интегрирующий контур, подключенный к выходу потенциометра и состоящий из последовательно включенных двух переменных резисторов и конденсатора, защунтированного вторым ключом. управляющий вход которого подключен выходу пускового органа, причем второй вход блока сравнения подключен к общей точке переменных резисторов второго резисторно-конденсаторного интегрирующего контура, а вход пускового органа подключен к выходу линейного преобразователя тока в постоянное напряжение. На фиг. 1 приведена структурная схема реле тока с обратнозависи.мой выдержкой времени; на фиг. 2 - диаграммы напряжеНИИ, поясняющие работу реле. Реле содержит линейный преобразователь 1 тока в постоянное напряжение, подключенный к его выходу первый резисторноконденсаторный интегрирующий контур 2, состоящий из соединенных последовательно резистора 3 и конденсатора 4, пусковой орган 5 с источником постоянного напряжения Ucp, определяющим ток срабатывания реле, первый ключ б, блок 7 сравнения, второй резисторно-конденсаторный интегрирующий контур 8, состоящий из соединенных последовательно переменных резисторов 9, 10 и конденсатора. 11, источник постоянного напряжения Un, потенциометр 12 и второй ключ 13. Реле работает следующим образо.м. Преобразователь 1 формирует из переменного входного тока прямо пропорциональное ему постоянное напряжение Uj, которое подводится к одному из входов пускового органа 5 и к первому интегрирующему контуру 2. При входном токе, .меньшем тока срабатывания реле, напряжение Uj меньше напряжения Ucp, и реле не срабатывает. Ключи 6 и lis при этом состоянии пускового органа 5 замкнуты и шунтируют конденсаторы 4 и 11 соответственно первого и второго интегрирующих контуров 2 и 8. Напряжение на первом входе блока 7 сравнения, связанном с конденсатором 4 равно нулю, а на втором входе го же блока, связанным с общей точкой резисторов 9 и 10 отлично от нуля и от значений сопротивлений резисторов 9 и 10 и напряжения, снимаемого с потенциометра 12. В этом режиме выходной сигнал блока 7 сдавнения отсутствует, так как напряжение на первом входе блока 7 сравнения меньше напряжения на втором входе того же блока. В режиме, когда входной ток реле становится больше тока срабатывания, напряжение Uj оказывается большим напряжения Цр, пусковой орган 5 срабатывает и, воздействуя на управляюш,ие входы ключей 6 и 13, вызывает их размыкание. При этом начинается заряд конденсаторов 4 и 11 первого 2 и второго 8 интегрируюших контуров. На фиг. 2 показан характер изменения во времени напряжений U и U , соответствуюш,их двум различным значениям входного тока и соответственно напряжений и, и Uf на выходе преобразователя 1, а также напряжения Ug, начиная с момента срабатывания пускового органа 5. В течение определенного промежутка времени напряжение U оказывается меньше напряжения и, и блок 7 сравнения не срабатывает. Напряжение Un выбирается меньше напряжения Ucp. Соответственно напряжение Ujj, снимаемое с потенциометра 12, также меньше Uco- Поэтому при срабаты-вании пускового органа 5 напряжение U, на выходе преобразователя 1 всегда больше напряжения Ujj.. Благодаря этому, начиная с определенного момента времени, напряжение Ujj становится больше напряжёния UQ. Этот момент соответствует сраба - 7тыванию блока 7 сравнения и появлению сигнала на выходе, т. е; срабатыванию реле в целом. Поскольку напряжение Ug возрастает постепенно, то при больших уровнях входного тока и, соответственно, напряжения напряжение U быстрее достигает значения, равного напряжению U в тот же момент времени. Так, на диаграмме фиг. 2 показан характер изменения напряжения и U/ для случае в разных значений напряжений и, и Ui (Uj Ui ). При этом время срабатывания f оказывается меньше времени срабатывания t , за счет чего и обеспечивается обратнозависимая от уровня входного тока вылерл ка времени. В реле имеется возможность путем регулирования потенциометра 12 и переменных резисторов 9, 10 выбора параметров таким образом, чтобы время-токовая характеристика реле совпадала с требуемой в трех точках; в начале, середине и конце характеристики, что обеспечивает хорошую сходимость реальной и требуемой характеристики в целом. Бремя срабатывания реле макс, t(-|,, , определяемое из требуемой характеристики реле, соответствует напряжениям на конденсаторе 4 первого интегрирующего контура UMHH, LJcp и UpaKc, определяемым из уравнения заряда конденсатора 4 в первом интегрирующем контуре. Параметры схемы Rg, , и С (j находятся после решения системы из трех уравнений, отражающих характер измененияи4„„н и,г(1-К-1 « 8) Ц, Ui2(l-K-l P /) U««aKc Ui,(l-K-r - /CO K R9/(,o);i:,(,J.Cj, Значение Ujj. регулируется потенциометром .12, а значение Tg - путем изменения сопротивлении переменных резисторов 9 и 10. Реле позволяет повысить точность его работы путем улучшения согласования время-токовых характеристик реле с требуемыми. Применительно к защите высо rf и 1 1 1 rMJU J IflJT-i ini 1 1 lOIiriJTinI31 I J ковольтных линий, в которой время-токовая характеристика реле согласуется с характеристикой перегорания предохранителей объектов, подключенных к линии, удается снизить времена срабатывания защиты, что сокращает длительность аварийного режима. В случае использования реле для защиты электроустановок, например, электродвигателей, улучшение согласования время-токовой характеристики реле с перегрузочной характеристикой электроустановки позволяет более полно использовать мощность электроустановки, допуская кратковременные их перегрузки. if-f)Фаг. 2 max

РЕЛЕ ТОКА С ОБРАТНО-ЗАВИСИМОЙ ВЫДЕРЖКОЙ ВРЕМЕНИ СРАБАТЫВАНИЯ, содержащее последовательно включенные линейный преобразователь тока в постоянное напряжение и первый резисторно-конденсаторный интегрирующий контур, конденсатор которого защунтирован первым ключом и подключен к первому входу блока сравнения, а также источник постоянного напряжения, подключенный к потенциометру, и пусковой орган, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, введены второй ключ и второй резисторно-конденсаторный интегрирующий контур, подключенный к выходу потенциометра и состоящий из последовательно включенных двух переменных резисторов и конденсатора, защунтированного вторым ключом, управляющий вход которого подключен к выходу пускового органа, причем второй вход блока сравнения подключен к общей точке переменных резисторов второго резисторно-конденсаI торного интегрирующего контура, а вход пускового органа подключен к выходу СО линейного преобразователя тока в постоянное напряжение.