Реле перегрузки Советский патент 1988 года по МПК H02H3/08 H02H7/26 H01H83/20 

00 00

35 4

Устройство относится к электротехнике, а именно к релейной защите электрических систем, и предназначено для защиты электрических сетей, в частности контактных сетей электрифицированного транспорта, от токов перегрузки.

Целью изобретения является повышение точности работы.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Реле перегрузки содержит входной блок 1, состоящий из трансформатора тока, промежуточного трансформатора, выпрямителя и сглаживающего фильтра сумматор 2, 11егулируемый источник 3 тока, выполпеяный в виде резистора, поднлюченпого к источнику питания устройства, масштабньш преобразователь 4, В1| 1юлне11ный в виде набора Г1отенци1.метров, пороговый блок 5 с одним luni несколькими порогами срабатывания (его уставка срабатывания 1д выбирлется больше величины длительно допустимого тока и определяется м;фкои защищаемого провода), Р( I улируь источник 6 напряжения, 1П(.1Лне11Н11Й в виде потенциометра, бло1; 7 коммутационный блок Н с -jaMbiKaioiniLM 9 и переключающим 10 коиглкгами, причем последний имеет н1, 11, 12 и 13. Блок 8 выполнен II;: 1гнове транзисторных ключер, при этом связь между блоками 7 и 8 электрическая. Коммутационный блок 8 может быть частью пускового блока 7, если нос.аодний выполнен в виде реле или герконов. В этом случае между блоками 7 и 8 имеется преобразователь 14 напряжения в частоту, элементы 11 15, 16, 17, реверсивный счетчик 18 импульсов, дешифратор 19, кото- pbiii может быть выполнен на основе типовой интегральной микросхемы, вы- ходно блок 20.

Реле перегрузки работает следующим образом.

Зависимость времени срабатьшания tJ реле перегрузки от допустимого значения тока I для контактных подвесок имеет вид:

л,

I-B

1

с,

в I

I - 1

i- lo,

Лг Л 1

С2

f.j I-B в j r« - 1 в

l lo.

где Л,, A, В, С,, С-2 - постоянные величины (с, А,/В, С ),

1 - кратность тока нагрузки (1 1/В).

Кроме того, выдержка времени , должна зависеть не только от величины тока перегрузки, но и от предшествовавшего режима.

В нормальном эксплуатационном режиме входной ток I меньше длительно допустимого (I - I ддп) . При этом пусковой блок 7 находится в несработайном состоянии, в таком же состоянии находится коммутационный блок 8, при этом контакт 9 разомкнут, а контакт 10 замкнут. При таком положении контактов сигнал входного блока

1 не может попасть ни на преобразователь 14 напряжения в частоту, ни на второй вход элемента И 15. Элемент И 15 закрыт, и на вход прямого счета реверсивного счета 18 импульсы не

проходят. Счетчик 18 находится в нулевом состоянии, поэтому на выходе элемента И 17 появляется сигнал 1, который поступает на реверсив- ньш вход элемента Н 16, который закрыт. Следовательно, на вход обратного счета реверсивного счетчика 18 также не поступают импудьсы, дешифратор 19 закрыт, выходной блок 20 не срабатывает.

Если ток I защищаемого объекта превьпцает длительно допустимый ток I АОП (I АОП ) при условии, что ток I защищаемого объекта не превышает уставки срабатывания порогового блока 5 (I «i IQ) , то устройство работает следующим образом.

Ток I преобразуется во входном блоке 1 в напряжение, которое поступает в сумматор 2. пороговый блок 5 и пусковой блок 7. Пусковой блок 7 имеет уставку срабатьтания, соответствующую току 1доп . Пороговый блок 5 имеет уставку срабатывания,

соответствующую току 1. Кроме того, выходной сигнал входного блока 1 попадает на замыкающий контакт 9 коммутационного блока 8. В рассматриваемом режиме пусковой блок 7 срабатывает, а пороговый блок 5 нет. Срабатывание б.-юка 7 нызьюает переключение контактов коммутационного блока Я, и контакт 9 замыкается, а контакт 10 переключается в положение 11-12.

Преобразователь 14 напряжения в частоту при этом подключается к выходу масштабного преобразователя 4. Сигнал на выходе входного блока 1 равен k 1,где k - коэффициент пропорциональности. На выходе сумматора 2 сигнал равен k-I - i k(l - В) где В i/k, i - ток источника 3 тока. На выходе масштабного преобразователя 4 сигнал равен k(l - B)k, k(l - В),где k4 k k,, k, - коэффициент преобразования масштабного преобразователя 4 при несработанном состоянии порогового блока 5. Таким образом, сигнал входного блока 1, проходя блоки 2 и 4, попадает на блок 14, на выходе которого появляются импульсы, частота которых пропорциональна величине - В). Эти импульсы попадают на первьп прямой вход элемента И 15. На второй прямой вход элемента И 15 через контакт 9 поступает выходной сигнал входного блока 1. Поскольку на втором входе элемента И 15 сигнал существует постоянно (пока зг;мкнут контакт 9) , а на первый вход поступают импульсы, то сигнал на выходе элемента Н 15 имеет вид импульсов, частота которых равна частоте в,ходного сигнала блока 14.

Поскольку контакт 9 в рассматриваемом режиме замкнут, то на инверс- чый вход элемента И 16 поступает сигнал от входного блока 1, которьй запирает элемент И 16. Таким образом, в данном режиме входной сигнал от входного блока 1 проходит через блоки 2, 4, 14, 15 и попадает в виде импульсов определенной частоты на вход прямого счета реверсивного счетчика 18. Когда число импульсов, приходящих в счетчик 18, станет равным заданному числу, открывается дешифратор 19 и через выходной блок 20 отключается провод.

Если ток 1 защищаемого объекта превышает (нли равен) длительно до- пустимый ток 1доп (17 1доп), при условии, что ток 1 защи:цаемого объекта превьшает или равен току Ig уставки срабатывания порогового блока 5, то

816:

10

15

20

25

30

35

40

45

50

56

О4

кроме пускового блока 7 С11абатывает и noporoBbBi блок 5. При этом пороговый блок 5 меняет коэффициент преобразования масштабного преобразова- те.тя 4, в результате чего сигнал на выходе последнего становится painiE.iM k(I - B)k k (I - В), где k - коэффициент преобразования масштабного преобразователя 4 при сработавшем блоке 5,

В остальном работа устройства протекает аналогично предыдущему режиму.

Если перегрузка является кратковременной, то счетчик 18 не успевает накопить такое количество импульсов, при котором дешифратор 19 открывается. Исчезновение перегрузки означает, что блоки 5 и 7 переключаются в несработанное состоя)П1е, при этом контакт 9 размыкается, а контакт 10 переключается в положение 12-13. Размыкание контакта 9 снимает сигнал с второго входа элемента 11 1 5 и он запирается. Одновременно размыкание контакта 9 переводит инверсный вход 1 6 в состояние 1.

Поскольку за время с тлегтпования кратковременно перегрч зк в счетчике 18 накап1И1Вг1ется какос-тс число импу.чьсов, то 3JTeb eHT И 17 закрь т, а на его выходе - .п О. Элемент И 17 открывается (выходно) С 1гна: станов тся 1) н том случае, когда число 1мпульсов в счетчике 18 равно нулю. Если элемент И 17 закрь т, то второй инверс Ь 1 вход И 16 также находится в состоянии В этом случае вь ходной сигнал элемента И 16 целиком определяется состоя- прямого входа, который соединен с выходом блока 14. Переключение контакта 10 в положение 12-13 означает, что вход блока 14 переключается на источник 6 напряжения. Последний определяет частоту импульсов на выходе блока 14, которьп через прямой вход элемента И 16 проходят на вход обратного счета счетчика 18. Когда число импульсов в счетчике 18 снижается до нуля, открь вается элемент И 17, который своим выходным сигналом 1 устанавливает на инверсном входе элемента И 16 состояние О, элемент И 16 при этом запирается и схема 1ереходит в ждущее состояние. Таким образом, после исчезновения перегруз ки сигнал на счетчик 18 поступает не

от входного блока 1, а от источника 6 напряжения через блоки 14 и 16 до тех пор, пока счетчик 18 полностью не сбросится.

Частота блока 14 при срабатывании пускового блока 7 равна f kgUi, где ke - коэффициент пропорциональа

ности. Число импульсов, которые поступают на вход прямого счета за время t, равно п ft (I - - B)t. Реле срабатывает, когда число импульсов в счетчике 18 становится равным п N, при этом t ., следовательноОтсюда

N ft с - B).tc,

А. N/kA

- В)

где п - ii/r4jjcvQ«

Аналогичным образом вании порогового блока

f

k,U,

- в),

откуда

N

k;kg(i-B)

s

l-l

}

где Aj

что соответствует выражению (1).

Напряжение источника 6 напряжения выбирается в соответствии с постоянной времени остывания защищаемого объекта (провода).

Технико-экономическое преимущество данного решения обусловлено повышением точности работы реле перегрузки. Формула изобретения

Реле перегрузки, содержащее входной блок, подключенньгй к его выходу

10

15

20

3816406

пусковой блок, преобразователь напряжения в частоту, последовательно соединенные реверсивный счетчик им1ту:ть- сов, дешифратор и выходной блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы, в него дополнительно введены регулируемые источники тока и напряжения, сумматор, масштабный преобразователь, пороговьй блок, коммутационный блок с переключающю-1 и замыкающим контактами, три элемента И, причем первый вход сумматора подключен к выходу блока, второй его вход присоединен к регулируемому источнику тока, а выход через масштабньй преобразователь напряжения в частоту и первый- второй выводы переключающего контакта коммутационного блока подключен к входу преобразователя напряжения в частоту, регулируемый источник напряжения через третий-второй выводы указанного переключающего контакта подключен также к входу преобразователя напряжения в частоту, выход последнего присоединен к первому прямому входу первого элемента И и к второму прямому входу второго элемента И, выходы указанных элементов И присоединены к входам соответственно прямого и обратного счета реверсивного счетчика импульсов, выходы которого соединены с входами третьего элемента И. выход которого подключен к третьему инверсному входу второго элемента И, первый инверсный вход которого соединен с вторым прямым входом первого элемента И и через замыкающий контакт коммутационного блока - с выходом входного блока, выход которого также через пороговьй блок подключен к управляющему входу масштабного преобразователя.

25

30

35

40

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технике релейной защиты электрических сете,(. Цель иэоЬретения - повьш ение точности работы. В нормальном эксплуатационном режиме входной ток I меньше длительно допустимого , , при этом пусковой блок находится в несработанном состоянии, В режиме, когда 1 доп и I 1о.где 1о уставка срабатывания порогового блока 5, входной сигнал от входного блока 1 проходит через блоки 2, 4, 7, 14, 15, 18, 19 на выходно (-лок 20, которьп срабатывает и отключает провод. В режиме, когда I 1д., и 1 1 , входной сигнал от входного 1 проходит через те же блоки, что и в предыдущем режиме, но срабатывает еще и блок 5, которьп) меняет коэффициент преобразования масштабного преобразователя. 1 ил. Ф (Л