Устройство для защиты от обратных токов

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОЛ ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1744827(61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 28,03.78 (21) 259 24-0 с присоединением заявки6 02 еударстеаиный комитет СССР о лолам изобретений3) Приоритет Онубликовано 30 06 80, ЬктллетеньДата опубликования описания 02 07 53) УДК 621,316. открытии 2 5 (088.8)(54) УСТРОЙСТВО ЗМЦИТЫ ОТ ОЬРАТНЬ ТОКОВОфф Изобретение относится к области релейной защиты и противоаварийной автоматики и может быть использовано для вьеявления обратных токов, сопутствующих аварийным режимам, в электроэнергетичеоктск системах постоятптогс тока, например в судовых энергосистемах.Известны устройства, в которых в качестве измерительного элемента используется магнитный усилитель с самонасьрщением, выполненный на двух сердечниках и подключенный к источнику питания Щ ,Недостаток данного устройства - не- срабатывание при больших кратностях тьНаиболее близким к изобретению по тех нической сущности и достигаемому результату является устройство, которое содержит выходной б 1 ок и двухкаскадный магнитный усилитель, работающий в релейном режущее, состоящий из предварительного н выходного каскадов, нагрузкой последнего является электромеханическое реле ГЗ 3,Недостатки такого устройства - малоебыстродействие, обусловленное тем, что припоявлении обратного тока большой кратности,выходное напряжение предварительного каскада, приложенное кцепи управления выходного каскада магнитного усилителя, изменяется скачком и приводит к появлениютока в обмотке электромеханического реле,являющегося нагрузкой выходного каскада, с некоторым временем задержки, которое обусловлено увеличением инерционности выходного каскада магнитного усилителя при нахождении рабочей точки последнего в области нижнегс колена характеристики "вход-выходф, а также возможность несрабатывания его в случаепоявления обратного тока большой кратности, являющегосяпричиной перехода предварительного каскадамагнитного усилителя из области насыще;:птя на правой ветви характеристики икод 20выход в область насыщения на левой ветви,Ввиду того, что указанные области ыщения правой и левой ветвей характе7448 го каскада магнитного усилителя, соединен 30 35 40 7Р ср,сел. 345 50 55 гики магнитного усилителя не имеют различия по амплитуде, то цри появлении обратного тока большой кратности на обмовку электромеханического реле после времени запазьюания, определяемого временем переходцого процесса, в выход на каокаде магнитного усилителя. может поступить импульс напряжения по длительностинедостаточный для его срабатывания, Объясняется это тем, что длительность этогоимпульса напряжения зависит от временизадержки Т предварительного каскадамагнитного усилителя, которое изменяется в зависимости от кратности обратноготока. Чем больше кратность обратного тэка, тем меньше время задержки Т, асоответственно и длительность импульсанапряжения на обмотке реле.Цель изобретения - новьппение быстродействия и надежности устройства при появлении обратных токов большей кратнооти,Поставленная цепь достигается тем,что устройство зашиты,от обратных токов,содержащее блок предварительного каскада магнитного усилителя и блок выходнопМй с выходными блоком, дополнительноснабжено каналом из последователык соединенкьи блока сравнения, реагирующегооргана и селектора импульсов по длительности и сглаживающим фильтром подзлючеиным между выходом блока предварительного каскада и входом блока выходногокаскада магнитного усилителя, работающего в линейном режиме, при атом выходселектора импульсов по длительности, подключен к выходному блоку, один из входов блока сравнения подключен к выходублока 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 обратного тока с малой скоростью нарастания); на фиг, 3 - то же (появление обратного тока большой кратности),Устройство (фиг, 1) содержит блок 1 предварительного каскада магнитного усилителя и блок 2 выходного каскада марнитного усилителя, между которыми включен сглаживающий фильтр 3, блок 4 сравнения, имекипий два Входа, один из которых подключен к точке соединения выхода блока 1 предварительного каскада ма 1- нитного усилителя со входом сглаживаю 5 10 15 20 25 27 4щего фильтра 3, а другой вход подсоединен к его выходу. Блок 4 сравнения подключен к последовательно соединенным реагирующему органу 5 и селектору б импульсов по длительности, который подключен к выходному блоку 7.Устройство работает следующим образом.Появление обратного тока, нарастающего с небольшой скоростью (фиг, 2), приводит к увеличению длительности пау 1 (1 п ) между импульсами выходного напраженияЦ д, на правой ветви харакчериотики "вход-выход предварительного каска да магнитного усилителя, что влечет за собой увеличение длительности импульсов 1, на выходе реагирующего органа, поскольку на один из входов блока сравнения во время паузы , подается напряжение меньшее по величине, чем напряжение, поступающее на другой вход, с выхода сглаживающего фильтра ЦВ этом случае длительность выходного импульса, поступающего с реагирующего органаЦ, на вход 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,г де Т - период питающего напряжения источника питания магнитного усилителя;.Т- время задержки выходке;о на- пряженияя Уых иц(фиг, 3) предварительного каскада магнитного усилителя при переходе из области с положительной обрат ной связью в область с отрвлзтвльной обратной связью при максимально возможном обратном токе,Линейное уменьшение напряжения на выходе сглаживаюшего фильтра Ь приводит к увеличению тока через обмотку электро- механического реле, являюшегося нагрузкой выходного каскада магнитного усилителя, и при достижении его величины, достаточной для срабатывания реле, происходит его включение.При появлении обратного тока большой кратности что возможно, в случае короткого замыкания, происходит переход предварительного каскада магнитного усилителя из области с положителной обратной связью в область с отрицательной обратной связью, Этот переходный процесс ха 741827 6рактеризуется отсутствием напряжения Уу , (фиг, 3) на выходе предварительного каскада в течение времени задержки ТЗ, определяемом из выражения;5 4 ЫЯВ -Я1 О где Й/ - число витков обмотки управления;- сечение магнитопровода;- индукции насьдцения материала Усердечника магнитного усилителя; В, - амплитудное значение переменнойсоставляющей индукции; Гу - сигнал управления магнитного усилителя, у - сопротивление обмотки управления20 Г - ток в обмотке управления, соответствующий режиму; холосто- го хода магнитного усилителя, Напряжение на выходе фильтра )/ во время переходного процесса скачком не изменится и будет больше чем выходное напряжение Уф в течение времени задержки Тз. Под воздействием разности этих двух. напряжений на выходе реагирукг щего органаФыр ро фиг. 3) формируется . ЗО импульс с длительностью равной временис задержки Т, который поступает на селектор импульсов по длительности,Последний срабатывает и включает выходной блок, который в свою очередь воз действует на обмотку отключающего апп рата,При выборе уставки срабатывания селектора импульсов по длительности равной ср.сел,= (11-1,2), быстродействие уст О ройства практически повышается на величину длительности переходного процесса в блоке выходного каскада магнитного усилителя, которое складывается из времени задержки Т 1, обусловленное работой блока 45 выходного каскада в области нижнего кол на характеристики "вход-выход и его п стоянкой времени Т, обусловленной индуктивностью цепи управлении,Таким образом, используя свойство задержки блока предварительного каскада магнитного усилителя при переходе из области с положительной обратной связью в область с отрицательной обратной связью, что возможно в случае появления обратных токов большой кратности и осуществляя сравнение как напряжений на входе и выходе сглаживакнцего фильтра, включенного навыходе блока предварительного каскада магнитного усилителя, так и длительности 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 срабатываниемустройства при любой кратности обратноготока,формула изобретенияУстройство защиты от обратных токов,содержащее блок предварительного каскада магнитного усилителя и блок выходного каскада магнитного усилителя, соединенный с выходным блоком, о т л и ч а -ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, при появлении обратных токов большой кратноти, оно дополнительно снабжено каналомиз последовательно соединенных блока сравнения,реагирующего органа и селектораимпульсов по длительности и сглаживающим фильтром подключенным между выходом блока предварительного каскада ивходом блока выходного каскада магнитного усилителя, работающего в линейномрежиме, при этом выход селектора импульсов по длительности подключен к выхоному блоку, один из входов блока сравнения подключен к выходу блока предварительного каскада магнитного усилителя, а другой вход блока сравнения подключенк выходу сглаживающего фильтра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР277065, 1970.2, Кротова А, .А., Максимова М. К.Магнитные элементы в судовых системахавтоматики, Л"Судостроение, 1970,с, 184-187.744827 чьи авитель Г. Щегольноваед Р. Олиян Корректо Редактор А, Мотыл аказ 3828/19 Тираж 783 БНИИПИ Государственного комитета по делам кэоьретений и открьгг 113035, Москва, Ж, Раушская наПодписСССР ИКсу Йэ 4 иал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4