РЕЛЕ ВРЕМЕНИ ДЛЯ УСТРОЙСТВ МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ Советский патент 1968 года по МПК H01H71/44 

Настоящее устройство относится к области устройств времени для максимальной токовой защиты. Такие устройства состоят из времязадающей RC-цепочки, управляемого одновибратора на двух триодах разной проводимости, блока сравнения, выполненного на трансформаторе с обмоткой положительной обратной связи и опрокидывающего указанный одновибратор, накопительного счетчика импульсов, схемы совпадения и входного релейного элемента.

С целью получения крутопадающей времятоковой характеристики, параллельно сопротивлению времязадающей RC-цепочки включены последовательно соединенные обмотка положительной обратной связи блока сравнения, диод и управляющий конденсатор, подключенный через дополнительное зарядное сопротивление к источнику входного напряжения, а через диод - к коллектору триода n - р - n-одновибратора.

На чертеже показана принципиальная схема реле.

Одновибратор 1 и диодно-регенеративный блок сравнения 2 работают совместно в автоколебательном режиме как релаксационный генератор, частота которого определяется напряжением, пропорциональным току в защищаемой сети, подаваемым на вход 3. Это напряжение управляет также входным реле 4, срабатывание которого определяет начало отсчета выдержки времени.

При равенстве напряжений на конденсаторе 5 и сопротивлений 6 блок сравнения (компаратор) 2 вырабатывает импульс, который опрокидывает одновибратор 1 и одновременно подается на вход блока записи 7 накопительного счетчика импульсов 8. После отсчета определенного числа импульсов на выходе счетчика возникает импульс, поступающий на вход 9 схемы совпадения 10. Если при этом входное реле 4 включено, то на вход 11 схемы совпадения подается разрешающий сигнал, и на выходе 12 реле времени вырабатывается импульс. Если же выходное реле выключено, то разрешающий сигнал на схему совпадения не поступает, а на вход 13 счетчика подается импульс сброса.

Одновибратор 1 собран на триодах 14 и 15 по схеме с дополнительной симметрией. При поступлении импульса от компаратора на базу триода 14 начинается заряд конденсатора 16 от источника коллекторного питания 17, через переход эмиттер - база триода 15, диоды 18 и 19 и открытый триод 14. При этом управляющий конденсатор 5 разряжается через триод 14.

Положительная обратная связь с коллектора триода 15 через сопротивление 20 поддерживает триод 14 открытым до тех пор, пока ток заряда конденсатора 16 не снизится до уровня запирания триодов. К этому времени конденсатор 16 зарядится до уровня, почти равного напряжению коллекторного питания.

После закрывания триодов одновибратора конденсатор 16 начинает перезаряжаться по цепи источник коллекторного питания 17 - сопротивление 21 и 22 - сопротивление 6. Диоды 18 и 19 в это время оказываются смещенными в обратном направлении.

В момент запирания триодов 14 и 15 напряжение на сопротивлении 6 скачком увеличивается до величины, почти равной сумме напряжения источника коллекторного питания и напряжения на конденсаторе 16, так как величины сопротивлений 21 и 22 значительно меньше величины сопротивления 6, и запирает диод 23 в цепи обмотки положительной обратной связи 24 компаратора. С этого же момента начинается заряд управляющего конденсатора 5 через сопротивление 25 от источника, напряжение которого пропорционально току в защищаемой сети (вход 3).

Напряжение на сопротивлении 6 по мере перезаряда конденсатора уменьшается, а напряжение на управляющем конденсаторе 5 по мере его заряда растет. В момент равенства этих напряжений начинает проводить диод 23, замыкается цепь обратной связи компаратора, и на его выходной обмотке 26 возникает положительный импульс, поступающий через диод 27 на базу триода 14 и опрокидывающий одновибратор. Начинается стадия заряда конденсатора 16 и разряда управляющего конденсатора 5, ранее описанный процесс повторяется.

Величина напряжения на сопротивлении 6 не зависит от величины напряжения на входе 3, а скорость заряда конденсатора 5 и величина напряжения на нем определяются входным напряжением. Так как постоянная времени перезаряда конденсатора 16 значительно больше постоянной времени заряда управляющего конденсатора, то до тех пор, пока напряжение на входе 3 меньше амплитуды напряжения на сопротивлении 6, выдержка времени определяется временем уменьшения напряжения на этом сопротивлении до уровня, равного входному напряжению. При напряжении на входе 3, превышающем амплитуду напряжения на сопротивлении 6, выдержка времени будет определяться временем заряда конденсатора 5 до уровня, почти равного амплитуде напряжения на сопротивлении 6. Очевидно, что во втором случае выдержка времени будет значительно меньше, чем в первом.

Реле позволяет получить большие (до 1000 сек) выдержки времени и имеет крутопадающую характеристику (времятоковую). Так, например, при изменении тока от 1,25 I_н до 5 I_н выдержка времени уменьшается в 150-200 раз, что хорошо согласуется с перегрузочными характеристиками большинства защищаемых объектов.

Реле времени для устройств максимальной токовой защиты, состоящее из времязадающей RC-цепочки, управляемого одновибратора на двух триодах разной проводимости, блока сравнения, выполненного на трансформаторе с обмоткой положительной обратной связи и опрокидывающего указанный одновибратор, накопительного счетчика импульсов, схемы совпадения и входного релейного элемента, отличающееся тем, что, с целью получения крутопадающей времятоковой характеристики, параллельно сопротивлению времязадающей RC-цепочки включены последовательно соединенные обмотка положительной обратной связи блока сравнения, диод и управляющий конденсатор, подключенный через дополнительное зарядное сопротивление к источнику входного напряжения, а через диод - к коллектору триода n - р - n-одновибратора.