Дифференциальное реле Советский патент 1940 года по МПК H01H83/14 

Предлагаемое изобретение касается уже известных диференциальных реле, состоящих из Ш-образного магнитного сердечника с качающимся на среднем полюсе призматическим якорем и с обмотками на всех трех полюсах.

Изобретение состоит в особой форме выполнения такого диференциального реле.

Согласно изобретению, сечение одной ветви сердечника сделано меньше сечения другой ветви; подмагничивающие обмотки крайних полюсов питаются от источника постоянного тока, а обмотка среднего полюса включена в схему диференциальной защиты на обтекание током небаланса с целью использования различных характеристик намагничивания ветвей сердечника и действия подмагничивающих обмоток для обеспечения реагирования реле на характер тока небаланса и самоблокировки защиты при появлении апериодической составляющей тока в момент включения трансформатора.

На чертеже фиг. 1 схематически изображает предлагаемое реле; фиг. 2 и 4 - характеристики намагничивания реле; фиг. 3 - схему включения реле в цепь защиты; фиг. 5-12 - схемы распределения магнитных потоков в магнитопроводах и характеристики

намагничивания, поясняющие действие реле.

Реле представляет собой магнитную систему M - MZ (фиг. 1), шихтованную из пластин трансформаторной стали. Якорь системы может вращаться вокруг оси О. На участке / ветвь MZ сердечника имеет сечение, меньщее, чем сечение ветви М, что приводит к различию характеристик намагничивания ветвей (фиг. 2). На магнитную систему насажены три катушки- на крайние полюса шунтовые, питаемые постоянным током, а на средний полюс - сериесная, включенная в схему диференциальной защиты на обтекание током небаланса (фиг- 3). Если якорь системы будет установлен так, что зазор кривые намагничивания будут иметь форму, изображенную на фиг. 4.

При отсутствии тока в шунтовых катущках и питании сериесной катушки постоянным током создаются ампервитки AW.,.

Момент, действующий на якорь от потока Ф будет равен:

1 1 ФЛ а от потока

УИ2 /Г, ФЛ

, вследствие чего результирующий момент.

.действующий на якорь, будет равен:

Че. (Ф1 -ФЛВ точке А (фиг. 4) при AW получим Ф1 Ф2 и Р

AW., - 01 Фз и Мр, - /С (02 - 0i2). т. е. момент отрицателен.

При переходе намагничивающих ампервитков AW за пределы величины AWo момент, действующий на якорь, меняет знак, и если при AW AWjflKQpb прижимался к упору В, то при якорь начнет вращаться по часовой стрелке, замыкая контактную систему/(фигЛ). Это дает возможность :использовать данную систему как максимальную токовую, ,которая будет замыкать контакты контрольной цепи при достижении током, обтекающим сериесную обмотку, величины большей, чем f AW,

п „;

сер

где /г.р-число витков обмотки и /о-ток опрокидывания якоря.

При питании сериесной катущки переменным током общая картина изменения результирующего момента останется такой же, как и при питании постоянным током.

Если щунтовые катушки питать постоянным током, создавая магнитный поток, направленный так, как это изображено на фиг. 5, подобрать величину этого потока такой, чтобы она соответствовала точкам В и В на кривых намагничивания (фиг. 6) при эквивалентных ампервитках пост затем через сериесную катущку пропустить синусоидальный переменный ток, то наличие поля постоянного тока в этом случае никакого влияния на действие реле не окажет. Реле будет работать, как и в первом случае, только величина тока срабатывания будет значительно меньще, ибо часть необходимых ампервитков будет создаваться шунтовыми катушками. Если при этих же условиях через сериесную катушку реле будет протекать ток небаланса диференциальной защиты, возникающий при включении трансформатора ,в сеть и имеющий апериодическую составляющую (фиг. 7), то один из полюсов магнитной системы будет подмагничиваться, размагничивая другой, в зависимости от того, каково будет направление апериодической состаj вляющей (фиг. 8 и 9).

Поток сериесной обмотки изображен на фиг. 8 и 9 сплошными стрелками, а поток щунтовой - пунктирными стрелками.

В результате, в случае, изображенном на фиг. 8, реле будет иметь положительный результирующий момент и будет заблокировано, а в случае, изображенном на фиг. 9, реле даст отключение. Степень размагничивания одного из полюсов реле будет определяться ампервитками подмагничающей обмотки и током сериесной обмотки. Величина последнего может быть и такой, что произойдут перемагничивания полюса и поток распределится так, как это изображено на фиг. 10.

В этом случае при некотором значении тока в сериесной катущке перемагничивание может быть столь велико, что величина потока Ф станет больше величины потока Ф и реле неселективно сработает. Величина тока неселективного срабатывания должна быть больще, чем возможное значение амплитуды намагничивающего тока. Зная амплитуду намагничивающего тока, можно определить величину тока неселективного срабатывания, а затем подбором характеристик намагничивания систем можно получить такие AW (фиг. 11), при которых ток будет равен ранее определенному току неселективного срабатывания. Точку В, соответствующую AWo, можно получить путем перемещения кривой намагничивания (ЛIF) параллельно самой себе на величину ампервитков AW

подмагничивания .щунтовой системы. Пунктирная кривая будет кривой намагничивания для полюса системы, в котором поток от катушки постоянного тока будет направлен навстречу потоку от намагничивающего тока.

В пределах токов от О до /о, соответствующего AW, осуществляется

блокировка системы и при всех токах /„5 /о получается неселективное срабатывание реле. Так как реле не должно реагировать на намагничивающий ток включения, а направление апериодической составляющей может быть как вызывающим отклонение, так и приводящим к блокировке, необходимо в каждую фазу включить два элемента, направления потока подмагничивания которых противоположны. Тогда при протекании намагничивающего тока включения один элемент замкнет свой контакт, а второй заблокирует и контрольная цепь защиты останется разомкнутой вне зависимости от знака апериодической составляющей. При протекании симметричного тока небаланса, по величине превышающего ток уставки реле, оба элемента замкнут свои контакты и защита сработает (фиг. 12).

Предмет изобретения.

Диференциальное реле, состоящее из Ш-образного магнитного сердечника с качающимся на среднем полюсе призматическим якорем и с обмотками на всех трех полюсах, отличающееся тем, что сечение одной ветви Afo сердечника сделано меньше сечения другой ветви Ж, подмагничивающие обмотки крайних полюсов питаются от источников постоянного тока, а обмотка среднего полюса включена BJ схему диференциальной защиты на обтекание током небаланса, с целью использования различных характеристик намагничивания ветвей MI и М- сердечника и действия подмагничивающих обмоток для обеспечения реагирования реле на характер тока небаланса и самоблокировки защиты при появлении апериодической составляющей тока в момент включения трансформатора.

г..

,1/а

ОЭиг 2

Фяг.а

OM,,

Л№

Фиг.7

lUdJ

.«JА -

J5 Ф и г. 5

r-J

аз иг. 8

°8

1Ш1

Фиг. в

ft

If

к авторскому свидетельству О. Н. Суетина

№ 56609

Фиг. ID

fif/t fis -РШ

1i -

сСиг i2

Mpf2 ; fi-э /f j

Jliel

gTj

И. p-.JL

w

3