Реле перегрузки Советский патент 1988 года по МПК H02H3/08 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите от перегрузки электрических сетей.

Цель изобретения - повышение точности работы реле перегрузки.

На чертеже приведена фуикциональ- нэя схема реле перегрузки.

; Реле перегрузки содержит входной 1, выполненный в виде линейного преобразователя тока в напряжение, вьтрямителя и сглаживающего контура, первьй 2 и второй 3 пороговые блоки, каждьй из которых выполнен в виде компаратора с регулируемым порогом срабатывакия, генератор 4 импульсов, вьшолненный в виде релак сационного генератора импульсов, первый 5 и вто- 6 элементы И, злемент ИЛИ 7, реверсивный счетчик 8 иштульсов, пер- вьй 9 и второй 10 цифроаналоговые пi)eoбpaзoвaтeлй, источник 11 напряжения, первый 12 и второй 13 масштаб- Htie преобразователи, каждый из кото- рьпс выполнен в виде регулируемого потенциометра, сумматор 14, реагирующий блок 15, выполненный в виде нуль- компаратора.

Реле перегрузки работает следующим образом.

Характеристика времени срабатывания -реле защиты для электрических, в том числе контактных сетей имеет вид

i-B

I-B

- -tc..

,1.

(1)

44.3 .;

Q j 0 5

д

его нагрева предьщущей перегрузкой;

5

0

Atpj - макс - L (-макс,

(2)

где t - время охлаждения провода от максимальной до длительно допустимой температуры;

t - текущее значение времени. В исходном состоянии при отсутствии перегрузки пороговые блоки на 2 и 3 находятся в несработанном состоянии, реверсивный счетчик 8 импульсов находится в нулевом положении, элементы 5-7 закрыты, напряжение U на выходе сумматора 14 больше, чем напряжение и на выходе цифроаналого- вого преобразователя 9, т.е. U, U, и реагирующий блок 15 также находится в несработанном состоянии.

При возникновении перегрузки, если соблюдается условие I - I,, срабатывает пороговый блок 2, который дополнительно запирает по инверсному входу второй элемент И 6 и открывает первый элемент И 5. Импульсы генератора через пороговый элемент И 5 поступают на вход прямого счета (+1) счетчика 8 .импульсов. Число импульсов, записанное в счетчике 8 импульсов, поступает на счетные входы циф- роаналоговых преобразователей 9 и 10, на первые входы которых приходят сигналы от входного блока 1 и от мас- щтабного преобразователя 12 соответственно, которые являются опорными сигналами. В цифроаналоговых преобразователях сигналы преобразуются в напряжения ц , ди, п , (3)

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение точности в работе. При возникно- вении перегрузки сработает пороговый блок 2, импульсы с генератора импульсов 4 через элемент И 5 поступают на счетчик импульсов 8, с выхода которого они поступят на входы цифроанало- говых преобразователей 9 и 10. Срабатывание реагирующего блока 15 про изойдет при условии U U, где Uj - напряжение с выхода блока 9; U, - напряжение с выхода сумматора 14. 1 ил.

де A и R - постоянные (постоянная A характеризует количество тепловой энергии, которое нагревает провод до максимально допустимой температуры;т, и т - масштабные коэффициенты;

I - сила токау протекающего по защищаемому проводу (подвеске);

I-t - сила тока, соответствующая точке изменения кривизны защитной характеристики;

Л tj. - величина сокращения вре- .мени. срабатывания защиты, учитывающая процесс ох- ла-ждения провода после

и + п &U., К

,и. (4)

где п - число импульсов, записанное в реверсивном счетчике 8 импульсов;

N - максимальное число импульсов, которое может быть преобразовано цифроаналоговыми преобразователями 9 и 10; ли, - ступень напряжения на выходе первого Цифроаналогового преобразователя 9 при изменении записанного в реверсивном счетчике 8 импульсов числа на один импульс;

I - сила тока контролируемого провода;

К - коээфициент преобразования входного тока в напряжение, определяемый параметрами входного блока 1;,

и - напряжение на выходе источника 11 напряжения; К - коэффициент передачи первого масштабного преобразователя 12;10 К - коэффициент передачи второго масштабного преобразователя 13; . Ли - ступень напряжения на выхо-.

де второго цифроаналогового |5 преобразователя 10 при изменении записанного в реверсивном счетчике 8 импульсов числа на один импульс, Срабатывание реагирующего блока 20 5 наступает при условии

и,- и,

Подставляя в (5) вьфажения (3) и (4),25 получаем число импульсов п. , необходимое для срабатывания:

(f.

П {7 (6)

К, (I - |i и)

к.т

Время срабатывания связано с числом импульсов зависимостью

-с.з

f - частота генератора импульсов.

Подставляя (6) в вьфажение (7),, получаем

п

к/(1 - 1 и)

(8)

Обозначим К т, , Kj т,

А .NU К,.

Кт

где К - коэффициент передачи второго масштабного преобразова- теля 13 при условии, что второй пороговьй блок 3 не сработал;

к - то же, при условии, что пороговый блок 3 сработал.

Подставляя (9) в выражение (8), полу чаем

1-в

1-в

I 1,1, СО) 1 I, (11)

10

|5 20

,25

30

35

.

40

45

Если до того момента, когда наступит равенство U, Uj, перегрузка исчезает и пороговый блок 2 возвращается в исходное положение, то закрывается первый элемент И 5 и открывается второй элемент И 6, сигналы на его входы поступают от генератора 4 импульсов, элемента ИЛИ 7, на третьем входе сигнал О от порогового блока 2 инвертируется . Теперь импульсы генератора 4 поступают на вход обратного счета (-1) реверсивного счетчика 8 импульсов и уменьшают его содержимое. Если до полного обнуления счетчика 8 снова возникает перегрузка и срабатывает порговый блок 2, то импульсы генератора 4 через первый элемент И 5 снова поступают на вход прямого счета (+1) реверсивного счетчика 8 импульсов. Теперь равенство U Uj наступает быстрее (при меньшем числе импульсов), поскольку в ревесивном счетчике 8 импульсов оставалось несброшенным некоторое число импульсов.

В случае, когда в реверсивном счетчике 8 импульсов содержится начальное число импульсов Пд, оставшееся по завершении процесса остывания, имеем

и, (n+nj ли, (п + п„) bi.(i2)

Ui + (п + п ) ли, (п п„ ) |Д

(13)

Подставляя эти выражения в (5) и учитывая зависимость (7), получаем

t K, fU

с 5If 7 V. 14 ;

(I - -fl U) KT

Подставляя обозначения (9) в выражение (8) и обозначая

По

---J

(15)

получаем формулу (1) .

Если повторная перегрузка за время остывания провода не возникает, то реверсивнь1й счетчик 8 импульсов полностью обнуляется, элемент РШИ 7

гфи этом закрьшается и эакрыва;г второй элемент И 6. Импульсы генератора 4 ни на один из входов реверсивного счетчика 8 импульсов не проходят, и реле перегрузки после этого 1 аходится в исходном состоянии,

При большой перегрузкеJ когда выполняется условие I I,, срабатыва- KJT первый 2 и второй 3 пороговые блоки. Реле перегрузки работает так же, к.ак и в предьщущем случае, однако пороговый блок 3 через управляющий вход второго масштабного преобразователя 13 изменяет коэффициент пере- д|ачи последнего. Благодаря этому на в|х;од сумматора 14 поступает напряже- KjU, величина которого отличает- CS5 от величины напряжения в предыду- щЬм случае. Этим обеспечивается из менение наклона защитной характерис- .

: Таким образом, изобретение реали- требуемую для эл :ктрических се-

13980116

но к входам прямого и обратного счета реверсивного счетчика импульсов, первый цифроаналоговьй преобразователь и подключенный к его выходу реагирующий блок, отличаю щее- с я тем, что, с целью повьшения точности работы, в него дополнительно введены второй пороговый блок, эле-

10 мент ИЛИ, второй дифроаналоговый

преобразователь, источник напряжения, к выходам которого подключены два масштабных преобразователя, сумматор, причем указанные ключи выполнены в

J5 виде элементов И, к вькодУ входного блока подключены вход первого цифро- аналогового преобразователя и через второй пороговьй блок управляющий вход второго масштабного преобразо20 вателя, его выход и выход первого масштабного преобразователя через второй цифроаналоговый преобразова- .тель подключены к входам сумматора, выход последнего подключен к второму

т1вй защитную характеристику реле пе- 25 входу реагирующего блока, выход

рЕГрузки. Это обеспечивает исключение ложных отключений сетей при до- пустимЬ1х перегрузках и уверенное отключение сетей при недопустимых перегрузках.

Формула, из обретен и. я

i ,Реле перегрузки, содержащее вход- Н|рй блок, подключенный к его выходу пороговый блок, генератор импульсов, ПерВЬЙ и второй ключи, ВЫ

хбды которых подключены соответственпервого порогового блока соединен с первым входом первого эле- мента И и с инверсным входом второго элемента И, к вторым входам которого

Q подключен генератор импульсов, третий вход второго элемента И соединен с вькрдом элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов И подключены соответственно к входам прямого и обратного счета реверсивного счетчика импульсов, выходы которого подключены к счетным входам первого и второго цифроанало- говых преобразователей и к входам элемента ИЛИ.

5