Устройство для токовой защиты от повреждения с зависимой характеристикой времени срабатывания

СОКИ СОВЕТСНИХкщэььььььььпРЕСПУБЛИК зб 9 Н 02 Н 308 ь,ь,АНИЕ И ЕТ АВТОРСКОМУ С узминового Красский институ ельство СС8, 1980.ьство СССР8; 1978. 3. Устройст чающеес усилитель соде кения с регули усиления, вход торы подключен шающего усилит о по п. 1, о т л итем, что решающий жит усилитель напряуемым коэффициентом которого через резис к входным клеммам ре ля. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАн наса:ньье и льлпьй(71) Рижский ордена Трудного Знамени политехниче(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙЗАЩИТЫ ОТ ПОВРЕЖДЕНИЯ С ЗАВИСИМОЙХАРАКТЕРИСТИКОЙ ВРЕМЕНИ СРАБАТЫВАНИЯсодержащее входной линейный преобразователь тока в напряжение, пусковойорган, одновибратор, счетчик импульсов и выходной триггер, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности согласования защитныххарактеристик в него. введены решающий усилитель, блок сравнения, блокзадержки, интегратор, источник опорного напряжения, потенциометр, двадиода и пять резисторов, причемпоследовательно соединены входнойлинейный преобразователь тока внапряжение, интегратор, блок сравнения, одновибратор, счетчик импульсови выходной триггер, к второму входублока сравнения подключены последовательно соединенные счетчик опорногонапряжения, потенциометр и первыйрезистор, первый вход решающегоусилителя подключен к выходу ксточ 801127035 А ника опорного напряжения, второй - к выходу входного линейного преобразователя тока в напряжение, а выход через второй резистор - к второму входу блока сравнения, выход источника опорного напряжения подключен также к второму входу интегратора, вход пускового органа через третий .резистор подключен к выходу входного линейного преобразователя тока в напряжение, через четвертый резистор - к выходу источника опорного напряжения и через последовательно соединенные пятый резистор и первый диод - к выходу одновибратора, а выход через второй диод - к третьему 199 входу интегратора и через блок задержки - к установочным входам счетчика импульсов и выходного триггера.2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что интегратор фсодержит операционный усилитель, вобратной связи которого включены . параллельно соединенные конденсатор пффф и диод, причем.инвертирующич вход Ма операционного усилителя через резисторы подключен к входным клеммаминтегратора.Изобретение относится к электро технике, а именно к устройствам релейной защиты электроустановок от сверхтоков и перегрузок, действующими с выдержкой времени, зависимой от входного тока.Известно устройство для защиты от сверхтоков и перегрузок в электрической сети переменного тока, содер.жащее трансформаторы тока с преобра О зователями ток-напряжение, фильтры симметричных составляющих формирователь модуля, функциональный преобразователь, интегратор, детектор уровня, блок отсечки и выходной 15 блок 1 1 1..Недостатками данного устройства являются относительно низкая точность получения требуемой времятоковой характеристики, обусловленная приме нением в составе функциональных преобразователей нелинейных элементов, также относительно большая сложность регулировки характеристики.Наиболее близким к предлагаемому 25 по технической сущности является устройство для токовой защиты от повреждения с зависимой характеристикой в; емени срабатывания, содержащее входной линейный преобразователь то- Зо ка в напряжение, пусковой орган, преобразователь напряжения в пропорциональную частоту импульсов, последовательно включенные счетчик импульсов, дешифратор и выходной триггер, а также делитель частоты, одновибратор и элемент И 23.Недостатком указанного устройства является низкая точность-при согласовании его характеристики со смежными 40 защитами в случаях, когда необходимо иметь характеристику времени срабатывания, отличную от обратноквадратичной.Цель изобретения - повышение точ ности согласования защитных характеристик.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для токовой защиты от повреждения с зависимой характеристикой времени срабатывания, содержащее входной линейный преобразователь тока в напряжение, пусковой орган, одновибратор, счетчик импульсов и. выходной триггер, введены решающий 55 усилитель, блок сравнения, блок задержки, интегратор, источник опорного напряжения, потенциометр, два диода и пять резисторов, причем последовательно соединены входной линейный преобразователь тока в напряжение, интегратор, блок сравнения, одно- вибратор, счетчик импульсов и выходной триггер, к второму входу блока сравнения подключены последовательно соедийенные источникопорного напряжения, потенциометр и первый резистор, первый вход решающего усилителя подключен к выходуисточника опорного напряжения, второй - выходу входного линейного реобра.зователя тока в напряжение, а выходчерез второй резистор - к второмувходу блока сравнения, выход источника опорного напряжения подключентакже к второму входу интегратора,вход пускового органа через третийрезистор подключен к выходу второголинейного преобразователя тока внапряжение, через четвертый резистор " к выходу источника опорного .напряжения и через последовательносоединенные пятый резистор и первыйдиод " к выходу одновибратора, авыход через второй диод - к третьему входу интегратора и через блокзадержки - к установочным входам.счетчика импульсов и выходного триггера.При этом интегратор содержитоперационный усилитель, в обратнойсвязи которого включены параллельносоединенные конденсатор.и диод, причем инвертирующий вход операционногоусилителя через резисторы подключенк входным клеммам интегратора,РешающИй усилитель содержит усилитель напряжения с регулируемымкоэффициентом усиления, вход кото"рого через резисторы подключен квходным клеммам решающего усилителя.На чертеже приведена схема устройства..Устройство содержит входной линейный преобразователь 1 тока в напряжение, на выходе которого формируется постоянное напряжение, пусковойорган 2, источник 3 опорного напряжения, интегратор 4, резисторы 5-9,диоды 10"11, блок сравнения 12, блокзадержки 13, одновибратор 14, счетчик импульсов 15, выходной триггер16, решающий усилитель 17, потенциометр 18. Интегратор 5 содержитоперационный усилитель 19, диод 20,конденсатор 21 и резисторы 22-24.1127Решающий усилитель 17 содержит усилитель напряжения 25 и резисторы26 и 27. Резистор 26 может иметьсопротивление, близкое к бесконечности - отсутствует связь решающего 5,усилителя 17 с выходом источника 3,Устройство работает следующимобразом,Требуемая времятоковая характеристика воспроизводится точно в трех 10ее характерных точках, соответствующих начальной, средней (по току) иконечной точкам характеристики. Востальных точках времятоковая характеристика реле достаточно близко про-. 5ходит относительно требуемой, чтообеспечивается монотоностью получаемой зависимости времени срабатывания от тока; Набор необходимой вы"держки времени происходит циклически. 20Число циклов равно объему счетчика 15,Выдержка времени в течение каждогоцикла определяется суммой временидействия интегратора 4 и .возвратаего в исходное состояние, При этом 25время действия интегратора 4 зависитот уровня входного тока, а время возврата определяется длительностью им-.пульса одновибратора 14,Для получения времятоковой харак- З 0теристики, .совпадающей с заданной, втрех точках определяются три значениявремени действия интегратора 4 путемрешения системы, состоящей из трехлинейных уравнений, связывающих времядействия интегратора 4 и входной ток.Напряжения на выходе преобразователя 1 и источника 3 имеют различныеполярности. Когда на выходе однонибратора 14 нет импульса, диод 10 закрыт и состояние пускового органа 2бпределяется знаком эквивалентногонапряжения на его входе, зависящего,в свою очередь, от сопротивленийрезисторов 7 и 8 и уровней напряжений 45на выходах элементов 1 и 3, Привходном токе, меньшем тока срабатывания реле, пусковой орган 2 находится в состоянии несрабатывания, Приэтом второй диод 11 Открыт и на 50третий вход интегратора 4 подан достаточно высокий потенциал, обеспечи-,вающий отрицательный сигнал на выходеинтегратора 4, Диод 20 открыт и напряжение на конденсаторе 21 равнопадению напряжения на диоде 20. Пусковой орган 2 через блок задержки 13подает также положительный потенциал 035 4на установочные входы счетчика 15 и выходного триггера 16, обеспечинаяблагодаря этому нулевое состояниевсех триггеров счетчика 15 и выходного триггера 16. Блок сравнения 12 срабатывает, конда положительный потенциал на его первом входе оказывается больше потенциала второго входа. При токе, меньшем тока срабатывания, потенциал первого входа отрицателен, а второго положителен. Поэтому сигнал на выходе блока сравнения 12 отсутствует и одновибратор 14 находится в исходном состоянии.В случаях, когда входной ток понышает ток срабатывания реле, срабатывает пусковой орган 2. При этом закрывается второй диод 11, что разрешает действие интегратора 4 на заряд конденсатора 21, и снимаются установочные сигналы со счетчика 15 и выходного триггера 16, разрешая тем:самым их действие.После закрытия второго диода 11 меняется полярность суммарного входного тока интегратора 4 . он становится отрицательным. При этом выходной сигнал интегратора 4 изменяется с отрицательного на положительный, что приводит к закрыванию диода 20 и началу заряда конденсатора 21.Напряжение интегратора 4 подводится к первому входу блока сравнения 12. К второму его входу подводит. ся тормозное напряжение, пропорциональное разности напряжений на выходе элементов 1 и 3, коэффициенты пропорциональности регулируются потенциометром 18 и усилителем 25.,Через некоторое время от начала заряда конденсатора 10 напряжение на первом входе блока 12 станонится больше напряжения на его втором входе. Это приводит к срабатыванию блока 12 и запуску однонибратора 14. Одновибратор 14 выдает на своем выходе импульс, который воздействует на счетчик 15, осуществляя увеличение записанного в него числа на единицу, а также через диод 10 и восьмой резистор 9 воздействует на перевод пускового органа 2 в состояние несрабатынания Выходной сигнал пускового органа 2, в свою очередь, через диод 11 и резистор 24 воздействует на интегратор 4, в результате чего происходит перезаряд конденсатора 21.1127035 ИИ акаэ 8751/42 Тираж 6 слое тект", г,д, уа,Проектная Напряжение на конденсаторе 21 при его перезаряде ограничиваетсядо уровня, равного падению напряжения на открытом диоде 20. После окончания импульса одновибратора 14 процесс 5 повторяется в следующем цикле, если входной ток остается большю тока срабатывания, что вызывает срабатывание пускового органа 2 в начале .1 цикла. Если же во время очередного 1 ф цикла входной ток стал меньше тока срабатывания, то пусковой. орган 2 либо сразу перейдет в состояние несрабатывания (при условии, что результирующий.ток на его входе изме нил полярность) либо если он остается на грани срабатывания (эа счет гистереэиса выходкой характеристики),после поступлени на его вход импуль. са о г одновибратора 14. Таким образом, 20 коэффициент возврата по току равен единице.Для того чтобы кратковременные переходы в течение каждого цикла пускового органа 2 иэ состояния срабаЮ тывания в состояние несрабатывания яе . влияли на работу счетчика 15 и выходного триггера 16, между выходом пуско-. вого органа 2 и установочными входамисчетчика 15 и выходного триггера 16включен блок задержки 13. Поэтому присрабатывании пускового органа 2 сигнална установочных входах счетчика 15и триггера 16 в течение каждого циклане меняется. После заполнения всегообъема счетчика 15 на его выходе появляется импульс, приводящий к срабатыванию выходного триггера 16 и срабатыванию .защиты. После отключения защищаемой установки пусковой орган 2переходит в состояние.несрабатыванияи спустя время задержки блока задержки 13 переводит счетчик 15 в начальное состояние и выключает триггер 16. Таким образом, в предлагаемом устройстве повышена эффективность действия защиты от перегрузок и коротких замыканий вследствие большой точности согласования защитных характеристик защиты и защищаемого объекта, большого удобства регулировки требуемой защитной характеристики и повышения коэффициента чувствительности по току благодаря выполнению его с коэф" фициентом возврата, .равным единице.