Устройство для защиты от токов короткого замыкания электрической сети переменного тока Советский патент 1979 года по МПК H02H3/08 

В основном авт.св. 504273 описано устройство для защиты, содержащее измерительные датчики тока с интегратором и его производной, дифференцирующую Т С-цепь, логический элемент ИЛИ и исполнительный орган.

В указанном устройстве не реали зованы потенциальные возможности в части чувствительности, поскольку выходы интегрирующей и дифференцирующей цепи RC подключены через элемент ИЛИ к. бесконтактному транзисторно-тиристорн ому исполнительному органу, выполненному из транзисторов, включенных по схеме с общим эмиттepo 1, диодов, конденсаторов, резисторов, тиристора, импульсного трансформатора. Входное, сопротивление транзисторов (змиттер-базовый переход) низкое и выходы интегрирующей и дифференцирующей тгС-цепи оказкваются зашунтированными этими сопротивлениями. Из-за этого резко ухудшаются интегрирующие и дифференцирующие свойства этих цепей, а значит ухудшается чувствительность каналов защит - по току и по второй производной по току.

Целью настоящего изобретения является повыщение чувствительности устройства защиты путем улучшения качества интегрирования и дифференцирования входного сигнала, пропорционально первой производной тока.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для защиты от

0 токов короткого замыкания электрической сети переменного тока по авт.св. Ц 504273 в исполнительный орган введен входной согласующий блок, выполненный в виде двух тран5зисторов разной проводимости, база каждого из которых подключена к коллектору другого транзистора.

Указанный входной согласующий блок может быть выполнен также на

0 эмиттерном повторителе, полевом транзисторе или однопереходном транзисторе.

На чертеже приведена схема устройства.

5

Устройство состоит из трех трансформаторов тока 1, 2, 3 с ферромагнитным сердечником и воздушным зазо-. ром, вторичные обмотки которых соединены в звезду и подключены к

0 трехфазному выпрямителю 4. Снимаемые с выпрямителя 4 сигналы через переменный регулировочный резистор 5 (регулирование уставок по первой производной тока) через логический элемент ИЛИ 6 на диодах поступают на входной согласующий элемент 7 исполнительного органа, содержащего помимо элемента 7, тиристор 8, импульсный трансформатор 9, конденсатор 10 и источник питания постоянного напряжения (на схеме не Показан) . Устройство содержит, кроме того ;три дифференцирующих цепи из конден саторов. 11, 12, 13 и резисторов 14 15, 16, подключенные ко вторичным обмоткам трансформаторов тока 1, 2, ,3. Выходы дифференцирующих цепей подключены к трехфазному выпрямителю 17, с которого снимается сигнал пропорциональный второй производной тока защищаемой сети, и через переменный регулировочный резистор 18 (регулирование уставок по второй производной тока) через элемент ИЛИ 6 этот сигнал также поступает на входной согласующий элемент .7 исполнительного органа. Для- получения сигнала, пропорционального току, с выпрямителя 4 снимается сигнал на переменный регулировочный резистор 19 (регулировки уставок по току) и через интегрирующую RC-цепь 20, 21, логический элемент ИЛИ б этот сигнал поступает на входной согласующий элемент 7 исполнительного органа. При превышении любого из сигна- лов:по току,по первой или по второй производной величины уставки входно согласующий элемент 7 срабатывает, подается отпирающий потенциал на управляющий электрод тиристора 8, он открывается, кондейсатор 10 при этом разряжается по первичной обмот ке импульсного трансформатора 9, со вторичной его обмотки отключающий сигнал подается на автоматический в ключатель или другой коглмутационный аппарат, отключающий поврежденную цепь. Наличие трех регулировочных резисторов 5, 18, 19 позволяет произвести отстройку защиты от ложных срабатьшаний при нормальных KoiviMyтациях в защищаемой сети. Входной согласуквдий элемент 7 исполнительно органа выполнен в виде имитатора од переходного транзистора (из двух обычных транзисторов разной проводи мости) со значительным (десяткисотни Мом) -в-ходным сопротивлением. Креме того, входной согласующий элемент 7 может быть выполнен в ви де однопереходного транзистора, полевого транзистора, эмиттерного по торителя из двух обычных транзисто ров . Работает устройство следующим образов. При нормальной работе, пуске электродвигателя, возникновении в защищаемой сети короткого замыкания (трёхфазного или двухфазного) на вторичных обмотках трансформаторов тока 1, 2, 3 с ферромагнитными сердечниками и немагнитными зазорами возникает сигнал .(напряжение) , пропорциональный первой производной тока защищаемой сети по времени. Это происходит благодаря такому выбору параметров трансформатора тока (сечение сердечника, воздушный зазор и т.д.), что TOKj проходящий по первичной обмотке, во вторичной наводит ЭДС, которая пропорциональна первой производной первичного тока по времени. Чтобы осуществить качественное дифференцирование и интегрирование сигналов, сопротивление нагрузки интегрир5пощей и дифференцирующих цепей должно быть на несколько порядков, выше сопротивления резисторов 20,14,15,16. Поэтому входной согласующий элемент 7 исполнительного органа выполнен на двух транзисторах разной проводимости, включенных по схеме имитации однопереходного транзистора, и благодаря этому имеет очень большое входное сопротивление (десятки-сотни МОм). Такое выполнение входного согласующего элемента 7 исполнительного органа позволяет повысить качество и точность интегрирования и дифференцирования входного сигнала и благодаря этому повысить чувствительность защиты, приблизить ее к теоретическому пределу. Следует также отметить, что регулировка уставок по производным 1- . тока (резисторы 5 и 18) практически осуществляется лишь в заводских условиях при отстройку от ложных срабатываний для наихудших режимов, а в эксплуатации производные тока осуществляют быстродействующую отсечку при определенной кратности тока. При этом в некоторых электрических сетях с большими токами бывает достаточной чувствительность быстродействующей отсечки только по одной - первой производной тока и поэтому может быть применено более простое устройство защиты по двум каналам. Формьла изобретения 1.Устройство для зашиты от токов короткого замыкания электрической сети переменного тока по авт.св.

№ 504273, отли чающееся тем, что, с целью повьЕиения чувствитеЛьности, в исполнительный орган введен входной согласующий блок, выполненный в виде двух транзисторов разной проводимости, база

каждого из которых подключена к коллектору другого транзистора.

2, Устройство по П.1, отличающеес я тем, что входной согласующий блок выполнен в виде эмиттерного повторителя.