Реле трехфазного переменного тока

/08 151)5 Н 0 ИТЕТРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВУ.(21) 4761472/07 (22) 22.11.89 (46) 07.04.92, Бюл. И 13 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт низковольтного аппаратостроения (72) В.А.Бондаренко, С.В.Дикань, В.Е.Райнин и А.В:Савченко (53) 621.316.925(088.8) (56)1 Гольденберг Л.М., Импульсныеустройства, М.: Радио и связь, 1981, с. 224, рис. 2.2; 5,11; 5.20;2.Могилевский Г,В, и др. Полупро, водниковые аппараты защиты, М.: Энер: гия, 1980, с, 12, рис, 1-1 в. (54) РЕЛЕ ТРЕХФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к области , электротехники, в частности к устройствам релейной защиты электроуста новок. Цель изобретения - повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что заявляемое уст" Ройство содержит датчик 1 тока (ДТ),который состоит из трансформаторов2.тока (ТТ), диодных выпрямительныхмостов 3, резистора 4, первый компаратор. 5, второй компаратор 6., одновибраторы 7 и 8, логическую схемуИ 9, ТТ 2 установлены в пазах контролируемой сети. К выходам диодных выпрямительных мостов 3 подключенывторичные обмотки ТТ 2, а их выходысоединены между собой последовательно. Резистор 4 установлен на. выходеДТ 1 и подключен параллельно цепи издиодных выпрямительных мостов 3. Квыходу ДТ 1 подключены входы первогокомпаратора 5 и второго компаратора:б, причем к выходу первого компаратора 5 подсоединены входы одновибраторов 7 и 8, а выходы второго ком"паратора 6 и одновибраторов 7 и 8подключены к входам логическойсхемыИ 9. Срабатывание реле происходитпри превышении амплитуды тока короткого замыкания над уставками по токусов, формируемых:на выходах соответствующих одновибраторов, запускаемыхвыходным сигналом первого компаратора. 3 ил,31725311первого и второго компараторовли интервал времени между моментамисрабатываний компараторов не превы".шает разности длительностей импуль 5Изобретение относится к низковольтным электрическим аппаратам, а именно к полупроводниковым реле переменного тока, в частности, входящим в состав расцепителей максимального 15 тока автоматических выключателей.Известно реле трехфазного переменного тока, котррое является и наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству 1 .Известное устройство содержит датчик тока, выполненный в виде трансформаторов тока, установленных в фазах сети, к вторичным обмоткам которых 25 подключены первые выводы диодных выпрямительных мостов, параллельно цепи из последовательно соединенных вторых выводов диодных выпрямительныхмостов, включен резистор, один из выводов ко торого является выходом датчика тока,. к которому подключен вход первого компаратора.Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, так 55 как уставка по току его срабатываниядолжна превышать амплитуду пускового тока в сети, кратность которой к амплитуде установившегося номинального тока может превышать 10-15 (например, 40 если нагрузкой сети являются мощные трансформаторы или асинхронные двига" тели). Следствием этого является ухудшение защитных характеристик автоматических выключателей, в которых при менены устройства..Цель изобретения - повышение быстродействия.Поставленная цель достигается тем, что в реле трехфазного переменного 50 тока, содержащем датчик 1 ока, выпол". ненный в виде трансформаторов тока, установленных в фазах сети, к втбрич" ным обмоткам которых подключены,первые выводы диодных выпрямительных мо стов, параллельно цепи из последовательно соединенных вторых выводов диодных выпрямительных мостов включен резистор, один из выводов которогоявляется выходом датчика тока, к которому подключен вход первого компаратора, за счет дополнительного введения элемента И, двух одновибраторов и второго компаратора, причем по"следний включен между выходом датчика тока и первым входом элемента И,входы первого и второго .одновибрато"ров подключены к выходу первого компаратора, а выходы - к второму итретьему входам элемента И, соответственно, при этом длительности импульсов первого и второго одновибраторов прямопропорциональны разностиуставок срабатывания второгои первого компараторов и обратнопропорциональны максимально возможным скоростям нарастаний пускового тока и токакороткого замыкания .в сети, соответственно.Именно за счет того, что в релевведены второй компаратор, два одновибратора и элемент И, соответствующим образом соединенные между собойи с остальными элементами схемы, и ссоответствующими длительностями импульсов одновибраторов достигаетсяповышение быстродействия,На фиг. 1 представлена функциональная схема реле трехфазного переменного тока; на фиг. 2 изображены временные диаграммы тока и напряжений,поясняющие работу реле при короткомзамыкании в сети; на. фиг. 3 изображены временные диаграммы тока и напряжений, поясняющие работу реле припротекании в сети пускового тока.Реле трехфазного переменного тока(фиг. 1) содержит датчик 1 тока, выполненный в виде трансформаторов 2тока, установленных в фазах сетиИа, хЬ, 1 с - фаэные токи сети, протекающие в первичных обмотках трансформаторов 2 тока), к вторичным обмоткам которых подключены входы (первые выводы) диодных выпрямительных51725311 6мостов 3, параллельно цепи из после- Эти длительности импульсов одновибдовательно соединенных выходов (вто- раторов 7 и 8, если принять постоянрых выводов) диодных выпрямительных ной скорость нарастания Ч,. максимостов 3 включен резистор 1, один . мального из фазных токов.в инте в -5из выводов которого является выходом. Ле времени между моментами срабатыдатчика 1 тока, к которому подключены . ваний компараторов 5 и 6, должнывходы компараторов 5 и 6, причем вы- удовлетворять следующим неравенствам;ход компаратора 5 подключен к входамодновибраторов 7 и 8, а выходы ком ф12:Ьэпаратора 6 и одновибраторов 7 и 8 И Усоединены с входами элемента И 9,1 г выход которого является выходом реЛе.ил,мЭлементы 5-9 могут быть реализова"ны на базе типовых принципиальных15 где 1 ит максимально возможнаЯ. ско.нике 24тока в сети, в интервале вреРеле трехфазного переменного тока мени (-,1), на фиг. 3;работает следующим образом При про- Ч - максимально возможная скотекании тока перегрузки в какой-либо.20 рость нарастания тока коротфазе сети на резисторе 4 датчика Ткого замыкания в сети в интока появляется напряжение, пропор- . . тервале времени И-е), национальное максимальному из фазных фиг. 2.токов, Срабатывание компаратора 5 про-:. Сигнал срабатывания реле 0 .высоисходит при превцшении максимальным кого уровня появляется на .выходе эле 25иэ фазных токов Т (токана фиг,1мента И 9 при одновременном присути.3) . Уставки срабатывания,. ствии на всех трех входах элементаКратность тока Т, уставки к ампли-: , И 9 напряжений О, 00 высокоготуде установившегося номинального . , УровняУсловием срабатывания реле явсетевого. тока ориентировочно равна .- ляется выполнение неравенств302. Срабатывание компаратора 6 происк гфходит при превышении максимальным изфазных токов 1 уставки срабатывания.еф7 с.7КРатность тока Уставки Тг к амплиту- Э гДе Т- амплитУДа тока ,де установившегося номинального сете Это условие выполняется толькового тока ориентировочно равна 3, .:при протекании в сети тока .короткогоТаким образом, в схеме выполняется ., замыкания, т.е. когда срабатываниеследующее соотношение токов уставок . , компаратора 6 происходит.во времяЫ -1 5. . :4 О действия импульса одновибратора 7,1но уже по окончании времени дейстПрисрабатывании компаратора 5 в . вия импульса одновибратора 8 (в инмомент времени й 1 (см,фиг. 2 и 3), тервале времени сВ е, на фиг. 2)на его выходе скачкообразно появляет-Блокирование работы реле в течениеся напряжение 0;, высокого уровня, При 45 времени действия импульса одновибрасрабатывании компаратора б (в момент. . тора 8 применяется для повышения повремени .с на фиг. 2 и е на фиг.3) мехоустойчивости реле,на его выходе скачкообразно появля-При протекании в сети пусковогоется напряжение 0 высокого уровня, , тока выполняются неравенства;Передним фронтом йапряжения 04 запускаются одновибраторы 7 и 8, Этаприводит к появлению на выходе одно.-.: . 1Ъгвибратора 7 импульса напряжения 0 з и е этом случае срабатывания элеменвцсокого уровня, имеющего длитель та И 9 и реле не происходит, поскольность с, и к появлению на выходе : Я ку компаратор б срабатывает уже поодновибратора 8 импульса напряжения:окончании действия импульса одновибнизкого уровня 0 , имеющего длитель-ратора 8 (см диаграммы напряжени"Сность г, 0 г и 0 на фиг 3).717253Такой принцип можно использовать и при создании быстродействующего реле однофазного переменного тока (в этом случае в датчике 1 тока вместо утроенного количества трансформаторов 2 тока и диодных выпрямительных мо" стов 3 используется одинарное количество) и при создании быстродействующего реле постоянного тока.,(в этом 10 случае вместо датчика 1 переменного тока используется датчик постоянного тока).Таким образом, по сравнению с прототипом 31 заявляемое устройство имеет более высокое быстродействие- срабатывание заявляемого реле проис ходит после нарастания сетевого токадо величины 1, которая примерно враз меньше амплитуды пускового тока, являющейся уставкой срабатывания реле-прототипа,Формулб изобретенияРеле трехФазного переменного тока, содержащее датчик тока, выполненный в виде трансформаторов тока, по числу Фаз сети, к вторичным обмоткам которых подключены первые выводы диодных выпрямительных мостов, параллельно цепи из последовательно соединенных вторых выводов диодных выпрямительных мостов включен резистор,один из выводов которого является выходом датчика тока, к которому подключен вход первого компаратора,отличающееся тем, что, сцелью повышения быстродействия, до"полнительно введены элемент И, дваодновибратора и второй компаратор,последний включен между выходом датчика тока и первым входом элементаИ, входы первого и второго одновибраторов подключены к выходу первогокомпаратора, а выходы - к второму итретьему входам элемента И, соответственно, при этом длительности импульсов первого и второго одновибраторов пропорциональны разности уставок срабатывания второго и первогокомпараторов и обратнопропорциональны. максимально возможным скоростямнарастаний пускового тока и тока короткого замыкания в сети, соответственно.