Электродинамическое реле направления мощности Советский патент 1934 года по МПК H01H83/18 H02H3/42 

Динамометрические реле направления энергии, применяемые как элементы направления в различных схемах защиты воздушных и кабельных линий, обладают ценными свойствами быстрого действия и чувствительности сравнительно с реле направления индукционного принципа (феррариса), в которых имеет место торможение диска в сильном поле сериесных катушек и самоход от индуктированных токов; динамометрическое реле дает лушие результаты по этим решаюш,им показателям.

Однако, опыт показывает, что, если скорость работы реле направления динамометрического типа достаточна, то чувствительность их непостоянна и уменьшается с увеличением силы тока в сериесных катушках.

Хорошая чувствительность определяет минимальную длину мертвой зоны (зоны отказа работы реле или неселективного выключения) при трехполюсных коротких замыканиях, особенно вероятных для кабелей. При этом, для получения минимума мертвой зоны же1ательно, чтобы чувствительность не изменялась при всех значениях силы тока короткого замыкания: малые кратности (1,5-5) возможны при ночных коротких замыканиях и большие (.порядка 20)-при ,; повреждениях в обычных условиях.

(377)

Описываемое динамометрическое реле направления энергии имеет целью сохранение чувствительности реле постоянной в практических пределах кратностей токов короткого замыкания20-25,благодаря чему достижима минимальная длина мертвой зоны, т. е. повышение надежности защиты .чиний. С этой целью в данном устройстве величина емкости конденсатора, включаемого сбычно в цепь катушек напряжения реле направления, соразмерена так, чтобы самоиндукция последних вместе с упомянутой емкостью компенсировала безваттную составляющую тока, индуктируемого в подвижной системе катушек напряжения при повороте последних в поле пеподвижных катушек тока. Изобретение предусматривает также применение реактивной катушки, включаемой последовательно с упомянутым конденсатором, а также вспомогательного трансформатора тока, включаемого между конденсатором и цепью катушек напряжения.

На чертеже фиг. 1 изображает схему одного полюса (фазы) обычного э.тектродинамического реле; фиг. 2 и 3- схему предложенного реле.

В нормальных условиях магнитный поток Фд сериесных катушек (катушек тска) 1 ПС пронизывает рамки 2, так

как- она удерживается иа электричсскей нейтрали арретируюя1ей нружиикой. fio нри работе реле и отклонении рамки в какую-лнбо CTopGiiy на угол а (в за. висимости от нанравления аварий)1ой энергии), в ней индуг/гнруется нотоком Ф нанряжение Е.

Под влиянием носледнего в рамке нротекает ток /,. Его вели ина онреде ляется полным сонротивлением шунтовой цени, включая и трансформатор нанряжения. Однако, сонротивлением носледнего можно нренебречь, как нрактически ничтолсно малым: нри трехнолюсных коротких замыканиях, когда высоковольтная обмотка будет коротко замкнута, сопротивление трансформатора 5, приведенное к ИОВольтовой обмотке, составляет несколько ом. Поэтому величина / определяется только сопротивлением рамкк и ее добавочного сопротивления. Флна тока / по отношению к нанряжению Е определяется соотношением индуктивного сопротивления X рамки 2, ее омического сонротивления Д и добавочного сонротивления 3, из равенства tg« :-.-,-т.-,

где R -величина добаючного сонротивлення 3.

Величина ложного момента вра цения пропорциональна, таким образом, нроизведению Ф I sin о, а нанравлеине его будет таково, что он будет стремиться возвратить рамку в нейтральное положение. Нетрудно убедиться, что величина ложного момента пропорциональна квадрату силы тока в катушке тока и действие его -эквивалентно увеличению унругости арретируюш,ей нружинки, что и ведет к резкод1у увеличению мощности начала работы реле нри больших токах в катушках 1.

Кроме указанной причины в динамометрическом реле нанравления с железом уменьшение чувствительности, при значительных токах, определяется насыщением железа. Правда, оно может быть сведено к минимуму и его влия-ие на чувствительность значительно меньше, чем влияние ложного тока.

Идея предлагаемого устройства заклю чается в прямом или косвенном включении емкости в цепь шунтовых катушек

для нейтрализации вредного действия индуктивного сопротивления рамок и компенсации насыщения железа системы катушек тока. Действительно, если емкость С будет подобрана так, что она нейтрализует с избытком индуктивное сопротивление х рамки, то избыток влияния емкости, в противоположность влиянию самоиндукции, будет давать момент в направлении отклонения рамки, т. е. комненсировать влияние насыщения л елеза. Благодаря этому, чувствительность реле может быть сделана неизменной в пределах практически . встречающихся кратностей токов.

Однако, практическое осуществление включения емкости носледовательно с рамкой имеет некоторые неудобства, так как нри сравнительно небольшой величине реактивного сонротивлепия рамки (порядка десятков ом) величина емкости получается значительной. Поэтому схемы фиг. 2 и 3 нредусматривают различные включения емкости, практически, примерно, равноценные; на фиг, 2 емкость включается неносредствепно в нень катушки нанряжения, но для уменьшения величины емкости исккусственно увеличивается реактивное сопротивление цепи катушки 2 путем вклю гения небольшой реактивной катушки с железом; на фиг. 3 включение емкости предусматривается посредством трансформатора 7 малой мощности. Осун1,ествление регулировки возможно путем изменения воздушного зазора реактивной катушки, а также путем изменения тока утеч;ш или намагничивающего тока трансформатора 7.

Для практического осуществления этого устройства могут быть иснользованы нормальные на 110V радио-конденсаторы (емкостью около 2 а/); добавочное устройство возможно номещать в отдельном кожухе для совместного включения с реле при монтаже. Стоимость подобного добавочного устройства незначительна.

Предмет изобретения.

1. Электродинамическое реле направления мощности с нрименепием конденсатора, включенного последовательно в непь катушек Напряжения, отличаюш,ееся тем, что с целью увеличения

чувствительности реле емкость конденсатора и самоиндукция цепи катушек соразмерены так, чтобы компенсировалась безааттная составляющая тока, индуктируемого в подвижной системе катушек напряжения при повороте этой системы в поле неподвижных катушек тока.

2.При ,реле по п. 1применение реак ТИВН04 катушки, включенной последовательно с конденсатором.

3.При устройстве по пп, .1 и 2 применение вспомогательного трансформатора тока,. включенного между конденсатором и,, цепью катушек напряHiSHMfl.

Фиг

Фиг 2

/

г