Устройство для токовой защиты сетей постоянного тока Советский патент 1977 года по МПК H02H3/08 

tiio 5, текупюму значению тока ф едера и - : J и .jiiK-i/iiiHOMy току; Ti - число i; ..лс--пов сети; ti - общее число 441а; ;:оь сети; (/ - кратность тока отсоса аолях ст номинального фидера; HJI И,.: - номинальные токи соответственно .ч г;итающего и питаемого фидеров), сильно за руднено ввиду трудности практической реализации таких датчиков в условиях серийного производства. Предлол-.нное изобретение отличается от известных тем, что для повышения чувствительности токовых зашит и снижения требований к точности датчиков тока, к выходу каждого из них подключен один вход сумматора, выход которого соединен с соответствующим реагируюшим или блокирующим органом, а второй вход подключен к выходу блока умножения, один вход которого соединен с выходом упомянутого сумматора, а другой через инвертор соединен с выходом второго сумматора, на входы которого непосредственно и через делитель с коэффици.,/:: ентом деления К подключены функциональные преобразователи температуры в напряжение с хоэфс эициеытами преобразования соответственно: - -K-I-;r(-t°), К -т . гр /4°) 1 I - значение уставки срабатывания реагирующего или блокирующего органа по отношению к номинальному току фидера i - температура окружающей среды;I - , контролируемый ток в фидере ); - коэффициент преобразования датчика тока; y.(. rCt) функции зависимости от аддитивной и мультипликативной погрешностей датчика тоных единицах по отношению с ответственно к н и Нся фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 графически иллюстрируется принцип предложенной компенсации влияния погрешностей. На фиг. 1 рассмотрен участок сети с од ним питающим фидером 1 и несколькими питаемыми фидерами, из которых подробно изображен (с комплектом защиты) один фидер 2. Зона защиты заключена между авто матическими выключателями 3 и 4. По кон цам участка установлены датчики тока 5, о с направленной характеристикой, к выходу каждого из которых подключен один вход сумматора 7, 8, выход которого соед нен с соответствующим реагирующим 9 или блокирующим 10 органом, а второй вход подключен к выходу устройства умножения 11, 12,один вход которого соединен с выходом сумматора 7, 8, а другой через инвертор 13, 14 соединен с выходом сумматора 15, 16, на входы которого непосредственно и через делитель 17, 18 с коэффициентом деления К - I / J уподключены функциональные преобразователи температуры в напряжение 19, 20 и 21, 22 с коэффициентами преобразования соответственно: (i3), - 1 -i f) с - н 5о - значение уставки срабатывания реагирующего или блокирующего органа по отношению к номинальному току фидеРа IH/ температура окружающей среды;I -контролируемый ток в фидере;/С -коэффициент преобразования датчика тока; Т (-t) V ( функции зависимости от t Iаддитивной и ьгультипликативной погрещностей датчика тока, выраженных в относительных единицах по отношению соответственно к Выход реагирующего органа 9 подключен к схеме И 23, выход которой соединен с целью управления автоматического выключателя 3, а второй вход через схему НЕ 24 соединен с выходом схемы ИЛИ 25, на входы которой подключены все блокирующие органы 10. Зависимость аддитивной и мультипликативной погрешностей от температуры для определенного типа датчиков тока, как правило, бывает известной, и ее реализация, например, с помощью термисторов, не вызывает затруднений. Устройство работает следующим образом. Функциональные преобразователи 19, 20, 21 и 22 вырабатывают напряжения, пропорциональные мультипликативной ,) и аддитивной УО Ci°) температурным погрешностям. Эти напряжения (последнее из них с помощью делителя 17, 18 умножается на коэффициент /J ) после суммирования в сумматоре 15, 16 и инвертирования 13, 14 поступают на вход устройства умножения 11, 12 в следующем виде: . При этом на выходе устройства умножения 11, 12 появляется напряжение; (.o) которое суммируется с выходным напряжением С/дт-датчика тока 5, 6 в сумматоре 7, 8 и поступает на вход реагирующего органа 9 или блокирующего органа 10 в следующем виде: i )(50) Разрешая уравнение (2) относительно Upo ( получаем ,ос.о)дт/Г -Т °- 1уГо Идеальная характеристика вход-выход датчика тока (при отсутствии погрешностей) име ет следующий вид: ид К1.(4) Реальная характеристика датчика тока при наличии погрешностей описывается уравнени ем ид КЬК1уао)-1К1„(о). (5) Подставляя (5) в (З), получаем выражение для напряжения, поступающего с датчика то ка на вход реагирующего или блокирующего органов KI KIrft)(t) POfFO} 0) + /i;«(o) )м/It))J (+(io) (io) Таким образом, введение в устройство токовой защиты ТБТ корректирующих звень ев (на фиг. 1 обведены пунктиром) обеспечивает полную независимость напряжения, подаваемого на вход реагирующего и блоки рующего органов, от погрешностей датчика тока. Это означает, что уставку этих органов можно анйчитеяьно снизить по сравнению с известной защвлгой, т.е. повысить чувствительность при одновременном снижении тре бований к точности датчиков тока. Нижний предел снижения уставок определяется толь ко погрешностью коррекции и релейны-х органов. Однако эти погрещности значительно меньше, чем погрешности датчиков тока, Это связано с тем, что если датчики тока установлены непосредственно на токоведущей шине, температура которой в рабочем режиме сети не снижается ниже 100°С, а при к.з. значительно выше (до ЗОО°С), то устройства- коррекции и релейные элементы защиты могут быть установлг;1Ь1 НА с:начительном удалении от токоведущих частей в местах, где температура лишь незначительно выше нормальной комнатной температуры (2О-30 С). Идеальная характеристика (фиг. 2) датчика изображена прямой I, точка ка которой соответствует уставке срабатывания реагирующего или блокирующего органов. Реальная характеристика при наличии аддитивной и мультипликативной погрешностей изображена прямой И- Суть предложенного устройства заключается в автоматическом повороте реальной характеристики до пересечения ее с точкой А. Как видно из фиг. 2, это осуществляется как бы в два приема: сначала характеристика датчика частично корректируется (прямая III ) за счет добавки К J( ) 1-., а затем полностью (псямая IV ) за счет введения добавки К ) - нТаким образом, несмотря на то, что скорректированная характеристика IV не совпадает полностью с идеальной характеристикой (I ), они имеют общую точку пересечения (А), которая соответствует уставке срабатывания реагирующего или блокирующего органов заш:иты, выбранной из условия полного отсутствия погрешностей датчиков тока. Формула изобретения Устройство для токовой защиты сетей постоянного тока, содержащее установленные на каждом фидере датчики тока, на питаемом фидере - блокирующий орган, а на питающем - реагирующий орган, подключенный к одному из входов схемы И, на второй вход которой включена схема НЕ, с которой через схему ИЛИ соединены блокирующие органы, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и снижения требований к точности датчиков тока, к выходу каждого из них дополнительно подключен один вход сумматора, выход которого соединен с соответствующим реагирующим или блокирующим органом, а второй вход подключен к выходу блока умножения, один вход которого соединен с выходом упомянутого сумматора, а другой через инвертор соединен с выходом второго сумматора, на входы которого непосредственно и через делитель с коэффициентом деления Кд -f/Iy подключены функциональные преобразователи температуры в напряжение с коэффициентами преобразования соответственно: «n.t -K-iTCt) rfoK-Vy ct-).