Реле защиты на герконе Советский патент 1985 года по МПК H01H83/22 H01H51/28 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано как устройство предотвращения аварийных ситуаций в электрических линиях и установках посюянного тока при аномальных значениях тока. Одним из основных элементов релейной защиты является реле тока (защиты), срабатывающее при достижении тока в контролируемой цепи определенной (пороговой) величины. Реле защиты должны обладать достаточно вьюоким быстродействием, широким диа пазонрм регулирования тока срабатывания, высоким коэффициентом возврата, высокой надежностью, простотой конструкции, удобством в. эксплуатации. Известны реле тока на герконах, использу1С8Цие для измерения больших значений тока (сотни и тысячи ампер) токоведущую шину, выполненную на некотором отрезке длины из двух параллельных ветвей, между которыми распо лагается геркон. При этом на геркон действуют два встречно направ;ленных магнитных потока Ф, и , создаваемых двумя составляющими 1, и Ij пол ного тока в шине. Предварительная настройка реле на заданный ток ерабатывания осуществляется выбором соответствугащего соотношения между: токами 1 и 1.2 (за счет изменения площади поперечного сечения парэялельных ветвей) и выбором положения геркона Недостатками этюс реле являются низкое быстродействие, отсутствие возможности регулировки тока срабаты вания и сложность конструкции. Низкое быстродействие.обусловлено срабатыванием рел только при дости- зкенин контролируемьм током заданной пороговой величины. При этом постоянная времени нарастания, тока определяется реактивными параметрами кон тролируемой цепи, ЯВЛЯЮЩИШ1СЯ значительными в силовых электрических линиях и установках. Отсутствие возмож ности регулировки тока срабатывания связано с жестким заданием соотношения между токами 1,.и Ig или положения геркона. Для изменения значения тока срабатывания необходимо либо изменить площади поперечного сечения параллельных ветвей, либо, выбрать но вое положение геркона между ними (для этого необходимо трехкоординатное перемещение геркона в области па. раллельных ветвей). Сложность конструкции связана с обязательным расщеплением шинопровода на параллельнвго ветви. Известны также реле защиты на герконах с плавной регулировкой тока срабатывания. Регулирование тока ера батывания реле Данного класса производится путем изме.нения параметров магнитной системы за C4ieT применения ферромагнитных трубок, охватывающих баллон геркон 2J . Недостатком данных устройств явля ется низкое быстродействие срабатьша ния, обусловленное, как и в первом случае, срабатыванием реле только при достижении .контролируемым током заданной пороговой величины. Наиболее близким по технической сущности И достигаемому результату к изобретению является реле защиты на герконе, содержащее подвижную обмотку поляризации, связанную с регулируемь1м источником постоянного тока и неподвижную обмотку возбуждения, включенную в цепь контролируемого то ка. Обмотка поляризации свободно перемещается по баллону геркона. Изменяя зазор между обмотками или ток в обмотке поляризации, регулируют на-, магничивающую силу срабатывания ре- ле, а следовательно, и величину порогового тока, протекающего через об мотку возбуждения рТ. Недостатком.данного устройства является низкое быстродействие срабатывания, связанное с тем, что при возникновении аварийной ситуации, в контролируемой цепи нарастает с некоторой с.коростыо, обусловленной параметрами цепи. В момент достижения контролир.уемым током своего по-роговрго значения реле сработает, но не мгновенно, а через некоторое время. Величина t..зависит от типа срав геркона и находится в пределах 5to мс. В результате за время t контролируемьй ток. возрастет до неко торой величины и зсарактеризует собой режим недопустимых перегрузок. Целью изобретения является повышение быстродействия срабатывания устройства, . Поставленная цельдостигается тем, что реле защиты на герконе, содержащее обмотку поляризации, связанную с рёгулируе№.М источником постоянного тока, обмотку возбуждения. 311 включенную в цепь контролируемого тока, снабжено дополнительной обмоткой возбуждения, включенной встречно основной обмотке возбуждения, и элек трическим конденсатором, подсоединен ным параллельно дополнительной обмот ке возбуждения. На фиг.1 изображено реле защиты на герконе; на фиг.2 - ампер-секунднал характеристика, поясняющая работу данного реле защиты на герконе. Реле запщты содержит геркон, на .баллоне которого размещены основная обмотка возбуткдения О, , дополнитель н1ая обмотка возбуждения со параллельно подсоединенным конденсатором С и обмотка поляризации Q . Причем обмотка cjj включена в цепи контролируемого тока встречно обмотке Q . Реле защиты работает следующим об разом. При постоянном или медленно изменякщемся токе 1 1коиик контролируемо цепи (фиг.2, прямая 1) ток 1, проте какмций через конденсатор С, равен нулю, а ток Ij через обмотку «2 равен току I (фиг.1). Встречно включенные обмотки возбуждения СО, и Ыг создают противоположно направленные намагничивающие силы F 0), I, и Fg --(,обмотка поляризации - намагничивающую силу F, -GJjI, где 1 ток регулируемого источника постоянного тока (ие показан). Величину F выбир ают меньше величины f . При « (jFi на геркон действует только намагничивающая сила F, удерживающая его в исходном (замкнутом) состоянии, В момент аномального (резкого) изменеиия контро- лируемого тока с некоторой скоростью V -- (фиг.2, прямая.2), емкость С at шунтирует обмотку i , ток Ii становится равным току 1,а ток Ig стремится к нулю. Намагничивакядие силы 5 FI и Ej выходят из равновесия и создают результирующую намагничивающую силу ,+F (.), 1-б). Последняя компенсирует действие намагничивающей силы РЗ- При этом разностная намагничивающая сила , Icj,-1., вызьшает срабатывание геркона. Таким образом, принцип действия предлагаемого реле защиты основан на фиксации скорости изменения тока V в контролируемой цепи. Чем больше скорость V, тем быстрее нарушится равенство намагничивающих сил F и Fg и тем быстрее сработает реле. В данном случае (фиг.2) срабатывание реле начинается в момент времени t,когда , и заканчивается в момент t, соответствукядий достижению контролируемым током значения I т.е. когда ток еще не превысил значения порогового тока Г орВключение в цепь контролируемого тока в предложенном устройстве дополнительной обмотки возбуждения с параллельно подсоединенным конденсатором позволяет настраивать реле защиты на определенную величину скорости изменения контролируемого тока в момент появления аварийных ситуаций. Это существенно уве тичивает быстродействие срабатывания реле защиты. В известных реле срабатывание начинается в момент времени t, соот- ветствуюций достижению контролируемым током значения Inop, и заканчивается в момент Ц, когда ток достигает величины Это в конечном счете приводит к указанным (часто недопустимым) перегрузам в электрических линиях и установках. По сравнению с известными предлагаемое реле защиты позволяет в 23 раза повысить быстродействие срабатывания и исключить опасные перегрузки в силовых электрических линиях и установках.

РЕПЕ ЗАЩИТЫ НА ГЕРКОНЕ, содержащее обмотку поляризации, связанную С рёгулируег шм источником тока, и обмотку возбуждения,включенную . в цепь контролируемого тока, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено дополнительной обмоткой возбуждения, включенной встречно основной обмотке возбужде ния, и электрическим конденсатором, подсоединенным параллельно дополнительной обмотке возбужде1Шя. (Л 4 СП оо ел