Устройство для защиты от обратных токов Советский патент 1980 года по МПК H02H3/16 

(54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ОБРАТНЫХ

Изобретение относится к области релейной защиты и противоаварийной автоматики и может быть использовано Для вы Явления обратных токов, сопутствующих аварийным , в электроэнергетичео ких системах постоянного тока, например в судовых энергосистемах.

Известны устройства, в которых в качестве измерительного элемента используется магнитный усилитель с самонасьгщением, вьшолненный на овух сердечниках и подключенный к источнику питания Щ ,

Недостаток данного устройства - несрабатьшание при больших Кратностях тока.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, которое содержит выходной баск и двухкаскадиы.й маг нитный усилитель, работающий в релейном режи,1е5 состоящий из предварительного и выходного каскадов, нагрузкой последнего является эл.ектромеханическо-э реле C2J. ТОКОВ

Недостатки такого устройства - малое быстродействие, обусловленное тем, что при появлении обратного тока большой кратности, выхощЕое напряжение предварительного каскада, приложенное кцепи управления выходного каскада магнитного усилителя, изменяется скачком и приводит к появлению тока в обмотке электромеханического реле, являющегося нагрузкой выходного каскада, с некоторым временем задержки, кото10рое обусловлено увеличением инерционности выходного каскада магнитного усилителя при нахождении рабочей точки последаего в области нилшегс колена характерист ки вхо -выход, а также возможность н&15срабатывания его в случае появления обрат ного тока большой кратности, явл$иощегося причиной перехода предварительного каска да магнитного усилителя из области насышекпш на правой ветви характеристики вко

20 выход в область насьпдения на левой вет аи.

Ввиду того, что указанные области насыщения правой и левой ветвей характерногаки магнипюго ут:илите.1ш не имеют раз лячия по амплитуде, то при появлении обратного тока большой кратности на обмот ку электромеханического реле после iipe менп запаздывания, определяемого аремэЕэм перехоодого процесса в выход на каожаде магнитного усилителя, может пос:гупить импульс напряжения по длительности недостаточный для его срабатывания. Объясняется это тем, что длительность импульса напряжения зависит от времени задержки Т предварительного каскада магнитного усилителя, которое измешшт ся в зависимости от кратности обратного тока. Чем больше кратность обратного Tt. ка, тем меньше время задержки Т, а соответственно и длительность импул1ьса яапряжешш на обмотке реле,

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности устройства при появлении обратных токов большей кратнооти.

Поставленная цель достигается тем,

что yClpOftCTBO защиты; от обратных 1ХЖОВ,

содержащее блок предварительного каскада магнитного усилителя и блок выходногр каскада магнитного усилителя, соединею гй с выходными блоком, дополнительно снабжено каналом из последовательно соединенных блока сравнения, реаг ирующего органа и селектора импульсов по длител : ности и сглаживающим фильтром подключенным между выходом блока предвари гель него каскада и входом блока выходного .каскада магнитного усилителя, работшощего в линейном режиме, при этом выход селектора импульсов по длительности, под.ключен к выходжшу блоку, один из ЕКОдов блока сравнения подключен к вьи.оду блока предварительного каскада магнитноГО усилителя, а другой вход блока сравнения подсоединен к выходу сглаживающего фильтра.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы, (возникновение о&ратного тока с малой скоростью нарастагHHs)j на фщ, 3 - то же (появление обра-рного тока большой кратности).

Устройство (фиг. 1) содержит блок 1 предварительного каскада магнитного ус лителя и блок 2 выходного каскада маг шпгаого усилителя, между которыми включен сглаживающий фильтр 3, блок 4 сраэвевия, имеющий два входа, один из кото рых подключен к точке соединения ш-кода блока 1 предварительного каскада марнвггаого усилителя со входом сглажикак)щего фильтра 3, а другой вход подсоединен к его выходу. Бюк 4 сравнения подключен к последовательно coeдинeнньOv реагирующему органу 5 и селектору 6 импульсов по длительности,,ко .горый подключен к выходному блоку 7„

Устройство работает следующи образом.

Появление обратного тока нарастающего с небольшой скоростью (фиг. 2), приводит к увеличению длительности пау4

(п ) между импульсами выходного напряжения {7л,У на правой ветви характеристики вход-выход предварительного каскада магнитного усилителя, что влечет за собой увеличение длительности импульсов tfj на выходе реагирующего органа, поскольку на один из входов блока сравнения во время паузы tf подается напряжение меньшее по величине, чем напряжение, поступающее на {фугой вход, с выхода сглаживающего фильтра f/ф .

В этом случае длительность выходного импульса, поступающего с реагирующего opranaVgf ijfpgKa аход селектора импульсов по длительности, не превосходит по величине половину периода питающего напряжения источника питания магнитного усилителя. Селектор импульсов по длительности не срабатывает, так как уставка его Срабатывания выбирается из условия

д ср-сел. з у

.г де Т - период питающего напряжения источника питания магнитного усгвдителя;

Tg - время задерласи выходногчэ напряжения t/. У (фиг. 3) предварительного каскада магнитного усилителя sipH переходе из области с положительной обратной связыо в область с отридэл льной обратной связью при максимально возможном обратном токе.

Линейное уменьшение напряжения на выходе сглаживающего фильтра Уф приводит к величению через обмотку электромеханического реле, являющеу-юся нагрузкой выходного каскада магнитного усильтеля, и при достижении его величинь, достаточной для срабатывания реле, гфоисходит его включение.

При появлении обратного тока большой кратности, что возможно, Б случае короткого замыкания, происходит переход предварительного каскада магнитного усилителя из области с положителной обратной связью в область с отрицательной обра-рной связью. Этот переходный процесс характеризуется отсутствием напряжения ВЫХМУ (фиг . 3) на выходе предварител ного каскада в течение времени задержки Tj , определяемом из выражения: yS(bs-B) 5 f- А дe IV число витков обмотки управл& ния; сечение магнитопровода; индукция насьщения материала сердечника магнитного усилителя fl - амплитудное значение переменно составляющей индукции; - сигнал управления магнитного ус лителя; - сопротивление обмотки управле7у - ток в обмотке управления, соответствующий режиму, холост го хода магнитного усилителя. Напряжение на выходе фильтра во время переходного процесса скачком не изменится и будет больще чем выходное напряжение в течение времени задержки Тд. Под воздействием разности этих двух, напряжений на выходе реагирую щего органаЦ Сфиг, 3) формируется . импульс с длительностью равной времени задержки который поступает на селектор импульсов по длительности. Последний срабатывает и включает выходной блок, который в свою очередь воздействует на обмотку отключающего аппарата. При выборе уставки срабатывания селектора импульсов по длительности равной -срсел. (1.1-1|2), быстродействие уст ройства практически повышается на величину длительности переходного процесса в блоке выходного каскада магнитного уси лителя, которое складывается из времени задержки Tj , обусловленное работой блока выходного каскада в области нижнего кол& на характеристики вход-выход и его постоянной времени Т, обусловленной индуктивностью цепи управления. Таким образом, используя свойство за держки блока предварительного каскада магнитного усилителя при переходе из области с положительной обратной связь ю в область с отрицательной обратной связью, что возможно в Случае появления о ратных токов большой кратности и осуществляя сравнение как напряжений на входе и выходе сглаживающего фильтра, включенного на выходе блока предварительного каскада магнитного усилителя, так и дл тельности импульса напряжения, полученного с реагирующего органа с заданным, определяемым времени срабатывания селектора импульсовпо длительности, позволяет повысить быстродействие устройства на величину времени переходного процесса,происходящего в выходном каскаде магнитного усилителя, а также повысить надежность, которая обеспечивается срабатыванием устройства при любой кратности обратного тока. Формула изобретения Устройство защиты от обратных токов, содержащее блок предварительного каскада магнитного усилителя и блок выходного каскада магнитного усилителя, соединенный с выходным блоком, отличающееся тем, что, с целью повьпле- ния быстродействия и надежности, при появлении обратных токов больщой кратности, оно дополнительно снабжено каналом из последовательно соединенных блока сра&нения реагирующего органа и селектора импульсов по длительности и срлаживакнщим фильтром подключенным между выходом блока предварительного каскада и входом блока выходного каскада магни- ного усилителя, работающего в линейном режиме, при этом выход селектора импульсов по длительности подключен к выходному блоку, один из входов блока сравнения подключен к выходу блока предварительно го каскада магнитного усилителя, а другой вход блока Сравнения подключен к выходу сглаживающего фильтра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 277065, 1970. 2.Кротова А. А., Максимова М. К. агнитные элементы в судовых системах автоматики. Л., Судостроение, 197 О, . 184-187.

Ы РО

hfi сел