Быстродействующий датчик короткого замыкания Советский патент 1975 года по МПК H02H3/08 

1

Изобретение относится к устройствам для защиты от токов короткого замыкания.

Известное устройство, содержащее дифференцирующий трансформатор тока и схемы совпадения, имеет ложные срабатывания и недостаточную помехоустойчивость.

С целью исключения ложных срабатываний и повышения помехоустойчивости в предлагаемом датчике в каждом канале к входу фильтра-ограничителя подключен дополнительно вход интегрирующего усилителя, а их выходы подключены соответственно к входам пороговых блоков, выходы которых подключены к входам схем совпадения.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого датчика короткого замыкания; на фиг. 2 - диаграмма напряжений, действующих на входах функциональных узлов датчика.

Датчик состоит из дифференцирующего трансформатора тока 1, две вторичные обмотки которого подключены к двум идентичным каналам, в состав которых входит фильтр-ограничитель 2, интегрирующий усилитель 3, пороговый блок 4, реагирующий на амплитуду тока трансформатора 1, и пороговый блок 5, реагирующий на скорость нарастания тока

(), а также схема совпадения 6. Два ка dt J

нала реагируют соответственно на положительную и отрицательную полуволны тока в

нагрузке. Фильтр-ограничитель 2 состоит из ограничителя сигнала на стабилитронах 7 и 8 и / С-фильтра 9.

Каждый канал датчика работает следующим образом.

Со вторичной обмотки трансформатора 1 сигнал, пропорциональный скорости нарастаf dl

ПИЯ тока ( , поступает одновременно на

dt J

входы фильтра-ограничителя 2 и интегрирующего усилителя 3. Величина выходного сигнала трансформатора 1 ограничивается стабилитронами 8 и 7 на уровне VQ (см. фиг. 2), что соответствует максимально возможной скорости нарастания тока короткого замыка/ rf/K Чгт

ния- мин. Постоянная времени

dt J

C-фильтpa 9 должна быть меньше времени срабатывания датчика при протекании максимально возможного тока короткого замыкания

(Змакс) а сам фильтр 9 предотвращает ложные срабатывания блока 5 при появлении на вторичной обмотке трансформатора 1 кратковременных наведенных помех.

Сигнал, пропорциональный скорости нараf dl

стания тока 1, преобразуется в сигнал,

пропорциональный току /, с помощью интегрирующего усилителя 3, причем выходной сигнал интегрирующего усилителя инвертирован (см. фиг. 2). Порог срабатывания блока 4 равен 1/2, а блока 5-f/i. Нанряжение Uz определяется из условия возможных длительных перегрузок, что практически соответствует величине тока, равной/ср (1,3-15)/н,, (где /н ., - амплитуда номинального тока

мэкс

нагрузки). Порог срабатывания блока 5 определяется минимально возможной скоростью нарастания тока короткого замыкания

Й/к

мин.

di

Как видно из фиг. 2, нри возникновении короткого замыкания в цепи (момент о) мгновенно срабатывает пороговый блок 5, и при достижении тока в цепи величины /ср срабатывает пороговый блок 4. Время действия импульса уровня блока 5 составляет ь а импульса уровня блока 4 - tz. Время срабатывания датчика /ср определяется временем нарастания тока в цепи до величины /ср, именно через данное время на входе схемы совпадения 6 присутствуют одновременно выходные сигналы блоков 4 и 5, и датчик срабатывает.

Наиболее перспективная область применения быстродействующего датчика короткого замыкания в бесконтактных автоматических выключателях, использующих принудительную коммутацию тиристоров, где время срабатывания датчика определяет габариты и надежность работы выключателя в целом.

Предмет изобретения

Быстродействующий датчик короткого замыкания, содержащий дифференцирующий трансформатор тока, к двум вторичным обмоткам которого подключены фильтры-ограничители сигнала, образующие два канала, и выходные органы - схемы совпадения, отличающийся тем, что, с целью исключения ложных срабатываний и повышения помехоустойчивости, в каждом из упомянутых каналов к входу фильтра-ограничителя подключен дополнительно вход интегрирующего усилителя, а их выходы подключены соответственно к входам пороговых блоков, выходы которых подключены к входам упомянутых схем совпадения.