Устройство для максимальной токовой защиты с зависимой характеристикой срабатывания Советский патент 1984 года по МПК H02H3/08 

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к релейной защи.те и автоматике энергосистем и может быть использовано для защиты установок переменного тока при перегрузках и коротких замыканиях.

Известна токовая защита установок переменного тока на индукционном реле тока РТ-80, для функционирования которой нет необходимости в источнике оперативного напряжения питания. Реле тока РТ-80 - комбинированное и состоит из трех элементов: индукционного с зависящей от тока выдержкой времени, электромагнитного мгновенного действия и сигнального П.

Недостатками реле РТ-80 являются сложность конструкции, обусловленная применением индукционной систе ы большой вес, значительные габариты, плохая виброустойчивость. Потребляемая мощность при токе срабатывания достигает 10 В-А.

Известна токовая защита с зависимой характеристикой срабатывания, которая не требует источника оперативного напряжения, если в качестве реагирующего органа используется чувствительное электромеханическое реле, содержащая входной трансформатор тока с отпайками для регулирования уставки, насыщающийся и промежуточный трансформаторы т.ока, последний и.з которых имеет две вторичные обмотки, пусковое реле, три выпрямительных моста. , два из которых ,замкнуты на обмотки, а третий замкну на резистор, включенный между входны и насыщающимся трансформаторами, набор резисторов и батарея конденсаторов для фop 1иpoвaния характеристик срабатывания 2}. .

Недостатки этого устройства большие габариты из-за наличия трех трансформаторов, батареи конденсаторов и пускового электромеханического реле, необходимость выполнения сердечника одного из трансформаторов из пермаллоя для сведения к минимуму тока намагничивания. В случае использования в реле полупроводникового реагирующего органа возникает необходимость подведения оперативного напряжения, что лишает реле преимущества перед другими устройствами аналогичного назначения.

Известно также устройство для токовой защиты, содержащее входной трансформатор тока, вторичная обмотка которого замкнута на резистор. На резисторе выделяется напряжение пропорциональное входному току. Это напряжение выпрямляется мостовой схемой, на выходе которой включены параметрический стабилизатор напряжения обеспечивающий питание схекы, и два делителя напряжения, к средней точке первого из которых подключен вход

первого измерительного преобразователя, а к средней точке второго вход второго измерительного преобразователя. Выходы обоих преобразователей соединены с входом элемента сравнения, выход которого соединен с входом исполнительного органа. Каждый из преобразователей включает в себя по одному интегрирующему конденсатору,.один из которых обеспечивает большую выдержку времени, а другой - малую. Порог срабатывания элемента сравнения задается третьим делителем напряжения, включенным параллельно стабилитрону стабилизатора 3.

Недостатком этого устройства является большая величина потребляемой мощности, обусловленная необходимостью преобразования входного тока в пропорциональное напряжение, по величине достаточное для работы параметрического стабилизатора напряжения, включенного через выпрямительный мост параллельно резистору, шунтирующему вторичную обмотку трансформатора. Вследствие большой величины потребляемой мощности трансформатор, а следовательно, и все устройство в целом; должны быть достаточно больших габаритов.

Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для максимальной токовой защиты с зависимой характеристикой срабатывания, содержащем последовательно соединенные . трансформатор тока и двухполупериодный полупроводниковый выпрямитель, на выходе которого параллельно включены два делителя напряжения и последовательно соединенные резистор и два стабилитрона, зашунтированные конденсатором, третий делитель напряжения, исполнительный орган и два измерительных преобразователя, первый из которых выполнен на двух входовом интегрирующем генераторе тока, а второй - на транзисторе, причем их первые входы подключены к средним точкам соотв.етственно первого и второго делителей напряжения, а выход первого измерительного преобразователя подключен к входу элемента сравнения, третий делитель напряжения включен параллельно стабилитронам и подключен средней точкой к второму входу первого измерительного преобразователя, первый вход второго измерительного преобразователя подключен дополнительно к выходу элемента сравнения, а второй вход указанного преобразователя подключен к общей точке стабилитронов.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства. Устройство содержит трансформато 1 тока, вторичная обмотка 2 которог через выпрямитель 3 подключена к последовательно включенным балластному резистору 4 и стабилитронам 5, а также делителям 6 и 7 напряжения. Третий маломощный делитель 8 напряжения включен параллельно стабилитронам 5, измерительный преобразова тель 9 выполнен в виде двухвходовог интегрирующего генератора тока, один вход которого соединен с средней точкой делителя 6, другой - с средней точкой делителя 8, а вывод подключения нагрузки соединен с интегрирующим конденсатором, другой измерительный преобразователь 10, выполнен ный на транзисторе, вход которого соединен с средней точкой делителя 7, элемент 11 сравнения подключен входом к выходу измерител ного преобразователя 9, а выходом к входу измерительного преобразователя 10, выход которого соединен с входом исполнительного органа 12. Стабилитроны 5 згшунтированы конден сатором 13. Напряжение, выделяемое на балла стном резисторе 4, находится за пределами допустимого синфазного напряжения операционного усилителя, на котором выполнен двухвходовой интегрирующий генератор 9 тока. С помощью делителя б входной сигнал генератора 9 тока смещается в область допустимых синфазных напряжений. ПотенцисШ средней точки делителя 8в режиме, когда входной ток равен току срабатывания, должен быть раве потенциалу средней точки делителя 6 Если входной ток меньше тока срабатывания, то разность потенциалов между входами генератора тока отрицательна (потенциал средней точ ки делителя 6 меньше потенциаша средней точки делителя 8) и генерат 9тока генерирует отрицательный ток, открывающий диод, который шунтирует интегрирующий конденсатор, заряженный в этом случае до отрицательного напряжения (относительно точки соединения стабилитрона 5) , равного падению напряжения на открытом диоде. Если же входной ток реле превышает ток срабатывания, то разность потенциалов между входами генератора положительна, а генератор 9 генерирует положительный ток, который запирает диод и заряжает конденсатор . Напряжение на выходе операционного усилителя, на котором выполнен генератор 9 тока, пропорционально напряжению на конденсаторе. Время, за которое происходит нарастание выходного напряжения опергщионного усилителя до порога срабатывания элемента 11 сравнения, тем меньше , чем больше кратность входного тока по отношению к току срабатывания. Элемент 11 сравнения при срабатывании подает сигнал через второй измерительный преобразователь 10 на исполнительный орган 12. Если входной ток превышает задаваемую делителем 7 уставку срабатывания измерительного преобразователя 10, то последний подает на исполнительный орган 12 сигнал без выдержки времени или с небольшой выдержкой времени. Сигнал, пропорциональный входному току реле, выделяется на низкоомном балластном резисторе 4, через который протекает вторичный ток трансформатора 1, благодаря чему достигается строгая пропорциональность напряжения на резисторе 4 и тока. Напряжение, необходимое для питания схемл, выделяется на стабилитронах 5, включенных последовательно с балластным резистором 4. Следовательно, потребляемая реле мощность определяется, в основном, нагрузкой, включенной паргшлельно стабилитронам, и имеет незначительную величину. Таким образом, снижена потребляемая мощность защиты, что делает ее более экономичной и позволяет использовать менее мощные трансформаторы тока.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ С ЗАВИСИМОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ СРАБАТЫВАНИЯ, содержащее последовательно соединенные трансформатор тока и двухполупериодный полупроводниковый выпрямитель, на выходе которого параллельно включены два делителя напряжения и последовательно соединенные резистор и два стабилитрона, зашунтированные конденсатором, третий делитель напряжения, исполнительный орган и два измерительных преобразователя, первый из которых выполнен на двухвходовом интегрирующем генераторе тока, а второй - на транзисторе, причем их первые входы подключены к средним точкам соответственно первого и второго делителей напряжения, а выход первого измерительного преобразователя подключен к входу элемента сравнения, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, i третий делитель напряжения включен параллельно стабилитронам и подклюСЛ чен средней точкой к второму входу первого измерительного преобразователя, первый вход второго измерителы ного преобразователя подключен дополнительно к выходу элемента срав- с нения, а второй вход указанного преобразователя подключен к общей точке стабилитронов. со СЛ to CD ю