Устройство для защиты сети постоянного тока от короткого замыкания (его варианты) Советский патент 1984 года по МПК H02H3/08 H02H3/16 

П

г±

со кэ

00

го

1. Устройство для запщты сети постоянного тока от короткого замыкания, содержащее последовательно соединенные датчик тока, блок вьвде- ленйя приращения тока, блок сравнения с заданным уровнем сигнала и исполнительный орган, а также включенный между выходом датчика тока и управлякхцим входом блока выделения приращения тока блок управления, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, введен блок памяти, включенный между, выходом датчика тока и суммирующим входом блока вьщеления приращения тока, причем управляющий вход блока памяти подключен к выхбду блока управления.

2.Устройство, для защиты сети постоянного тока от короткого замыкания, содержащее последовательно соединенные датчик тока, блок вьщеления приращения тока, блок сравнения с заданным уровнем сигнала и исполнительный орган, а также включенный между выходом датчика тока

и управляющим входом блока вьщеле- . ния приращения тока блок управления отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, введен блок памяти, .включенный между выходом датчика тока и суммируюпцим входом блока сравнения с заданным уровнем сигнала , причем управляющий вход блока памяти подключен к выходу блока управления.

Известно устройство для защиты тяговой сети постоянного тока, содержащее блок сравнения и блок вьщеления приращения тока, имеющий цепь с больщой Постоянной времени ClJ

Недостатком этого устройства явля ется суммирование отдельных приращения тока нагрузки, следующих непосредственно друг за другом за время, соизмеримое с постоянной времени устройства, вследствие чего снижается чувствительность устройства.

Известно устройство для защиты тяговой сети постоянного тока, содержащее датчик тока, к выходу которого подключен вход блока вьщеления приращения тока, блок управления, к выходу которого подключен управляющий вход блока вьщеления приращения тока, блок сравнения, вход которого подключен к выходу блока вьщеления приращения тока и исполнительный орган. Это устройство может вьщелить отдельное приращение тока нагрузки

2321

но соединенных дифференциатора и элемента сравнения.

блок памяти содержит входной управляемый ключ, подключенньй .к параллельно соединенным запоминающему конденсатору и делителю напряжения, причем управляемьй вход управляющего ключа подключен к управляющему входу блока памяти.

и относится к разряду импульсных устройств 2J.

Однако это устройство для защиты тяговой сети не учитывает естественного уменьшения приращения тока короткого замыкания, вызванного увеличением тока нагрузки, предшествующего короткому замыканию. Это не позволяет добиться предельной чувстЬительности защиты, реагирующей на приращение тока.

Целью изобретения является повы1пение чувствительности.

Поставленная цель по первому варианту достигается тем, что в устройство для защиты сети постоянного тока от короткого замыкания, содержащее последовательно соедийен1ше датчик тока, блок выделения приращения тока, блок сравнения с заданным уровнем сигнала и исполнительный орган, а также включенный между выходом датчика тока и равляющим входом блока вьщеления приращения тока блок управления, введен блок памяти, включенный между выходом датчика тока и суммирующим входом блока выделения приращения Toka, причем уп3

равляющий вход блока памяти подключен к выходу блока управления.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство (по второму варианту) для защиты сети постоянного тока от короткого замыкания, содержащее последовательно соединенные датчик тока, блок выделения приращения тока, блок сравнения с заданным уровнем сигнала и исполнительный орган, а также включенный между выходом датчика тока и управляющим входом блока выделения приращения тока блок управления, введен блок памяти, включенный между выходом датчика тока и суымирующпм входом блока сравнения с заданным уровнем сигнала, причем управляющий вход блока памяти подключен к выходу блока управления.

При этом блок управления состоит из последовательно соединенных дифференциатора и элемента сравнения.

Блок выделения приращения тока содержит сумматор, первый вход которого подключен к основному входу непосредственно, а .второй ;г через управляемый ключ, подключенный к управляющему входу, запоминающий конденсатор, подключенный ко второ; му входу сумматора, при этом третий вход сумматора подключен к суммирующему входу блока.

Блок памяти содержит входной управляемый ключ, подключенный к параллельно соединенным запоминающему конденсатору и делителю напряжения, причем, yпpaвляe влй вход управляемого ключа подключен к управляющему входу блока памяти.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство по первому варианту содержит датчик тока 1, блок управления 2) блок 3 выделения приращения тока, блок памяти 4, блок сравнения с заданным уровнем сигнала 5, выход датчика тока подключен ко входам блока 3 вьщеления приращения тока, блока управления 2, блока памяти 4, выход блока памяти 4 подключен к суммирующему входу блока 3 вь|деле1шя приращения тока, выход блока 3 выделения приращения тока подключен к входу блока сравнения 5.

Блок 3 выделения приращения тока содержит управляемый ключ 6 и конденсатор 7, сумматор 8, блок памяти 4

323214

содержит управляемый ключ 9, конденсатор 10 и делитель 11 на резисторах, определяющий коэффициент учета предшествующего тока. Выход блока 5 сравнения 5 подключен к исполнительному органу устройства 12.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал на выходе датчика тока 1

o пропорционален току в защищаемой сети. До появления приращения тока ключи 6 и 9 замкнуты, поэтому напряжения на конденсаторах 7 н МО полностью отслеживают текущее значение

5 тока в защищаемой сети.

Первый же момент возникновения приращения тока сопровождается появлением производной тока. Производную тока получают с помощью дифферен0 циатора блока управления 2. Появление производной тока фиксируется элементом сравнения блока управления 2, который при этом срабатывает, и на выходе блока 2 появляется сиг5 нал, под действием которого размыкаются ключи 6 и 9. В.результате этого на конденсаторах 7 и 10 оказывается зафиксированной величина напряжения, пропорциональная току,

Q предшествующему приращению тока. Несмотря на то, что в цепи после начала изменения тока, вследствие малости времени срабатывания элемента сравнения блока 2 (доли миллисекунды) по сравнению со временем

нарастания тока в цепи (80-150 мс

для условий метрополитена), это напряжение оказывается с большой точностью пропорциональным току в цепи до момента его изменения.

После отключения ключей 6 и 9 в сзгмматоре 8 происходит вычитание напряжений, одно из которых пропор/ционально текущему значению тока (верхний вход), а другое - предшествующему значению, хранящемуся на конденсаторе 7 (средний вход). Поэтому блок 3 в йделяет напряжение, пропорциональное приращению тока, которое затем поступает на блок сравнения 5.

Эффект снижения уставки устройства в функции предшествукицего тока реализуется с помощью блока памяти 4 Часть напряжения, пропорционального

предшествукщеиу току, хранящаяся

на конденсаторе 10, подается или

на суммирующий вход блока 3 и увеличивает поступающий на блок сравнения 5 сигнал, тем самым заставляя его работать при меньшем значении приращения тока.

Сигнал с блока управления 2, управляющего размыканием ключей 6 и 9, подается в течение времени, пока длится нарастание тока. После исчезновения сигнала с блока 2 устг ройство вновь возвращается в исходное положение и конденсаторы 7 и 10 начинают вновь отслеживать текущее значение тока.

Второй вариант устройства отличается ot первого хем; что выход блока памяти 4 подключен к суммирующему входу блока сравнения 5.

1323216

Эффект повышения чувствительности достигается тем, что часть напряжения, пропорционального предшествующемз току, хранящаяся на конден5 саторе 10, подается на суммирующий вход блока сравнения 5, увеличивая сравниваемый сигнал. Блок сравнения 5 вьщает сигнал на исполнительный орган при меньшем изменении 10 тока.

Таким образом, за счет контроля уровня предшествующему короткому замыканию тока повьш1ается чувстви15 тельность защиты и снижается вероятность |1еотключения короткого замыкания .