Устройство для сравнения двух переменных напряжений

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 160779 (21) 2796172/18-21с присоединением заявки Нов(51)М, Клз 6 01 В 19/10Н 03 К 5/24 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ нАпРяженийИзобретение относится к импульсной технике и может применяться в устройствах релейной защиты, в частности, в максимально-токовой защите, для защиты электродвигателей, для 5 улучшения защиты линий электропередачи.Известно устройство для сравнениядвух переменных напряжений, содержащее в каждой фазе датчик, мостовую10 схему, две диодные схемы сравяения, каждая иэ которой образует два смежных плеча мостовой схемы и,резисторы 113 .Недостаток известного устройства 15 состоит в том, что оно имеет относительно большое потребление от датчиковЦель изобретения - .уменьшение потребления энергии от датчиков. 20Для достижения поставленной цели в устройстве для сравнения двух переменных напряжений, содержащем в каждой фазе датчик, мостовую схему, две диодные схемы сравнения, каждая из 25 которых образует два смежных плеча мостовой схемы и резисторы, в каждой Фазе в два смежных плеча мостовой схемы включены вторичные обмотки датчика, при этом выводы диодных схем . 30 сравнения каждой Фазы подключены к общему резистору, первичные обмотки подключены к источнику. напряжения каждой фазы, причем каждый датчик содержит две дополнительные встречно- последовательно включенные обмотки, подключенные к входу комбинированно" го выпрямительно-усилительного блока.На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 графики напряжений на питающих диагоналях мостовых схем в устройстве, и заштрихованные графики (в ином масштабе) - импульсы однополупериодновыпрямленного напряжения дополнительных вторичных обмоток трех Фаз; на фиг. 3 - измеренный максимальный угол существования импульса на входе элемента времени в комбинирован.ном блоке.На фиг. 1 уетройство имеет три датчика 1,2 и 3, из которых каждый выполнен следующим образом. У датчика на среднем стержне магнитопровода расположена первичная обмотка.4, а на боковьсс стержнях - секции 5 основной и секции 6 дополнительной вторичных обмоток. Секции 5 основной обмотки соединены в общей точке разнополярными выводами (согласно), асекции б дополнительной обмотки - однополярными выводами (встречно), Обесекции основной вторичной обмоткипитают мостовую схему, состоящую издвух диодных схем сравнения: одна содержит внутреннее сопротивление первой секции 5 основной вторичной обмотки, вентиль 7 и резистор 8,общийдля мостовых схем трех фаз, а другая - внутреннее сопротивление второй секции 5, резистор 9 и вентиль10, Эти две диодные схемы сравненияиндуктивно связаны в мостовую схемупри помощи обмотки 4, а также секцийб дополнительной вторичной обмотки,образующих индуктивно связывающуювыходную диагональ. Секции б дополнительных вторичных обмоток трех фазподсоединены к комбинированному блоку 11, который может иметь два исполнения; операционный усилитель и двухнапряжения сети общая разностная ЭДСот дополнительных вторичных обмотоктрех фаз будет иметь вид трех волн,близких к третьей гармонике.На фиг.2приближенно показаны заштрихованными импульсы однополупериодного вып 60 рямленного напряжения дополнительных вторичных обмоток трех фаз при несимметричном трехфазном токе. При первом варианте исполнения комбинирован полупериодный выпрямитель, а на базе Щ конденсаторов составлен сглаживающий элемент, например, преобразователь однофазного тока в трехфазный перед выпрямителем однополупериодный выпрямитель и усилитель, а на 25 баЗе конденсатора составлен элемент времени. К комбинированному блоку 11 подключена обмотка режимного реле 12.Устройство работает следующим образом.Когда от датчика 1 поступает к общему резистору мгновенное значение напряжения большее, чем от остальных датчиков, то вентиль 7 в датчике 1 открыт. При этом в датчике 1 мостовая схема сбалансирована, потому что первичная обмотка 4 создает две одинаковые ЭДС в секциях основной вторичной обмотки, а те через одинаковые сопротивления двух диодных схем сравнения вызывают одинаковые токи, 40 вследствие чего магнитные потоки в боковых стержнях равны, и близка к нулю разностная ЭДС в контуре с двумя секциями 6 дополнительной вторичной обмотки. Когда от датчика 1 поступает к общему резистору 8 напряжение меньше другого блока, то вентиль 7 .в датчике 1 закрыт, ток создается только в одной секции основной вторичной обмотки, магнитные потоки в боковых стержнях становятся разными и в контуре двух секций б дополнительной вторичной обмотки появляется разностная ЭДС.В условиях трехфазных входных величин у датчиков 1, 2 и 3 за период ного блока 11 на операционном усилителе двухполярные импульсы усиливаются по току, затем двухполупериодно выпрямляются и подаются на обмотку режимного реле 12, реагирующего насреднее значение тока (может быть выполнено, например, в виде магнитоуп-.равляемого контакта). При втором варианте исполнения комбинированногоблока 11 на усилителе и элементе времени из двухполярных импульсов однополупериодный выпрямитель отбирает одну группу и после усиления элемент времени при заданном уровне сигнала замеряет время существования импульсов, сравнивая его с заданным временем. Нуль-индикатор (он же режимное реле) срабатывает, если при заданном уровне сигнала максимальная ширина импульса достигает заданной. В условиях чистого двухфазного тока в секциях обмоток б датчиков 1, 2 и 3 импульсов тока не будет, поскольку третьего первичного тока нет, а оставшиеся два противоположны по фазе и созданные ими ЭДС вторичных секций обмоток 5 датчиков 1,2 и 3 не могут одна у другой нарушить баланс мостовых схем. Таким образом, в данном устройстве режимное реле 12 имеет различную чувствительность при трехфазном и двухфазном токе. Аналогично оно имеет различную чувствительность при трехфазном и однофазном токах.При чистом двухфазном коротком замыкании за трансформатором 1 /адва меньших тока одинаковы по величине и совпадают по фазе, а третий вдвое больше и сдвинут по фазе на 180 . В таких условиях два меньших тока, трансформированные датчиками, будут в течение полупериода вызывать небаланс у двух мостовых схем. Режимное реле будет иметь приблизительно такую же чувствительность как при трехфазном токе, если устройство выполнено по первому варианту.При выполнении по второму варианту измеряемый максимальный угол усуществования импульса на выходе элемента времени показан на фиг. 3. По оси абсцисс отложено отношение 3/ Эер, где Э вр - приведенная к первичным значениям амплитуда одного из двух равных по величине токов; 3 т - аналогичная амплитуда третьего тока. Графики 1,2 и 3 - значения т, соответственно прип /Эф = 0; 0,1;0,25. Здесь 3 - приведенный к первичному току порог чувствительности элемента времени; Э, зф - амплитуда тока при коротком замыкании, когда юг/Эф = 1. Если последнее отношение меньше единицы, то имеем условия, например, двухфазного короткогозамыкания до трансформатора 1/ь.Формула изобретения Устройство для сравнения двух переменных напряжений, содержащее в каждой фазе датчик, мостовую схему, две диодные схемы сравнения, каждая из которых образует два смежных плеча мостовой схемы и резисторы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потребления энергии от датчиков в каждой фазе, в два10 смежных плеча мостовой схемы включены вторичные обмотки датчика, при этом выводы диодных схем сравнения каждой фазы подключены к общему резистору,первичные обмотки подключены к источ"нику напряжения каждой фазы, причемкаждый датчик содержит две дополнительные встречно-последовательно включенные обмотки, подключенные к входукомбинированного выпрямитепьно-усилительного блока. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 542143, кл. С 01 й 19/10, 05.11,77885904 Составитель Н.МаркинИ.Тыкей Техред И.Асталош Корректор м. пож еда а Ужгород, ул. Проектная,Пате 10535/65 Тираж 735 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рауш