Реле тока с зависимой выдержкой времени

О П И С А Н И Е (п)951528ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСфциалистичесиикРеспублин(53 ) М. Кл. Н 02 Н 3/08 фйвударстеинай квинтет СССР ве двлаи юейрвтенкй и открытый(72) Автор изобретения Л. А. Нвдель Ба оюэный научно-исследовательский, проеЖ"йбщ технологический институт релестроения (ВНРЖКО й за- частазряда консглвживафункциональО нныхшрям Изобретение относится к релейно щите и может быть использовано, в ности, для защиты распределительных ли- ний электропередачи от перегрузок и коротких замыканий.Известно реле тока с зависимой вы 5 держкой времени, содержащее преобразователь .контролируемыс токов в выпрямленное напряжение, функциональный преобразователь, интегратор, пороговый детектор и выходной орган 13В данном. устройстве преобразователь тока выполнен в виде одного, двух или трех трансформаторов тока, нагруже на одинаковые резисторы, блока вь ления переменных напряжений, пропорциональных фазным токам, являющегося селектором максимальных мгновенных значений напряжения, и блока амплитудного сглаживания, состоящего иэ диода и кон денсатора, нагруженного на входное сопротивление функционального преобразователя. С выхода функционального преобразователя сигнал поступает нв вход интегратора, уровень заряда которогофиксируется пороговым детектором, возбеждакзцим выходной блок,Если постоянная времени рденсаторв блока амплитудногония на входное сопротивлениеного преобразователя много больше птоянной времени его заряда, то среднеезначение .напряжения нв конденсаторебудет близко к амплитудной величине и,следовательно, пропорционально максимальному фвзному току независимо от видапитания.Однако такое выполнение реле приводит к увеличению инерционной ошибки,т,е. к воэможности ложного срабатывания реле уже после снижения тока наего входе до нуля эа счет медленногоразряда конденсатора нв входное сопротивление функционального преобразоваНаиболее близким к изобретению по. технической сущности и достигаемомурезультату является реле тока с эвви8 4го усилителя подключена вторая цепь,выполненная в виде симметричного Т-образного КС-филогра,На чертеже предс гавлена функциональная схема реле гока.Реле тока с зависимой выдержкойвремени содержит датчики контролируемого параметра - трансформаторы тока 1,2 и 3 выпрямительные мосты 4, 5 и 6,балластный, резистор 7, блок 8 преобразования входного сигнала функциональногопреобразователя 9 иа операционном усилителе 10, интегратор 11, пороговый12 и выходной 13 блоки, пусковой блок14. Елок 8 преобразования входногосигнала функционального преобразователя 9 выполнен в виде однополупериодного выпрямителя на операционном усилителе 15 с резисторами 16 - 18 идиодами 19 и 20, инвертируюший входоперационного усилителя 1 5 черезКС-цепь 21 и 22 подключен к первомузажиму балластного резистора 7, выходчерез несимметричный Т-образныйЙС фильтр, резисторы 23 и 24, конденсатор 25 - к инвертирующему входу операционного усилителя 10 функционального преобразователя 9, между инвертирукфщм и неинвертирукзцим входами операционного усилителя 10 включен симметричный Т-образный Й С-фильтр, резисторы 26 и 27, конденсатор 28.Репе работает следующим образом.При отсутствии повреждения на линиитоки фаз малы и недостаточны для срабатывания пускового блока 14, в связис чем напряжение на выходе интегратора11, порогового 12 и выходного 13 блоков равно нулю,При возникновении короткого эамыкания в зависимости от его вида появлякесятоки в первичных обмотках одного, двух,либо трех трансформаторов тока 1-3.На балластном резисторе 7 выделяечся выпрямленное напряжение, С помощью симметричного Т-образного моста26-28 напряжение сглаживается с сохранением среднего значения и поступаетна суммирующий вход операционного усилителя 10 функционального пцеобраэователа 9. Бель 21 и 22 выделяет переменную составляющую выпрямленного,сигнала. Операционный усилитель 15 совместнд с диодами 19 и 20 и резисторами 16-18 осуществляет прецезионное однополупериодное выпрямление, инвергирование и усиление входного сигнала, в резулргатечего на выходе каскада(точка Е) пояивется последовательность 308182симой выдержкой Ьремени содврноа 96датчик контролируеавго параметра, вторичные обмотки когорых подключены квходам переменного тока трех выпрямительных мостов, выходы постоянного тока которых соединены последоВательвои нагружены на общий балластный резистор, к выходным зажимам которогоподключены последовательно соедииениыеблок преобразования -входного сигнала 1 ефункционального преобразователя на операционном усилителе, выполненного в виде амплитудного детектора, состоящего.из диода и конденсатора. интегратщ, пороговый и выходной блоки, пусковой блок, 15вход которого подключен к первому зажиму балластного резистора, выход - к второму входу интегратора 2.Однако известное реле имеет большуюинерционную погрешность и низкую.стабильность характерис гик при малых кратностях входного сигнала за счет гемпературных вариаций падения напряжения надиоде амплитудного детектора.Бель изобретения - повышение точ- дности работы,Поставленная цель досгигается тем,что в реле гока с зависимой выдержкойвремени, содержащее датчики контролируемого параметра, вторичные обмоткикоторых подключены к .входам переменного тока трех выпрямительных мосгов, выходы постоянного тока которых соединеныпоследовательно и нагружены на общийбалластный резистор, к выходным эажи 55мам которого подключены последовательно соединенные блок преобразования входного сигнала функционального преобразователя на операциоином усилителе, интегратор, пороговый и выходной блоки,ЯОпусковой блок, вход которого подвпоченк одному из зажимов балластного резистора, выход - ко второму входу интератора, блок преобразования входногосигнала функционального преобразователяЯ 5выполнен в виде двух параллельных цепей, одна иэ которых состоит из однополупериодного выпрямителя на операционномусилителе, инвертирующий,вход которогочерез ЙС-цепь подключен к первому .зажиму балластного резисгора, неинвер Отирующий вход - ко второму зажиму балластного резистора, выход через несимметричный Т-образный ВС-фищтр - кинвертирукицему входу операционногоусилителя функционального преобразователя, к первому зажиму балластногорезистора, инвертирухзцему и неинвертирующему входам указанного операционноИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Реле АК 301 фйрмы АЕ, Каталог фирмы АЕ 6 "Юе 1 ег,о 1 5 М 1 чгебсйз 1 И ЕасЬОЬМсЬиФ% ", 1978.2, Реле типа %5 АСйЕЬА 15 6 ТАТ 100 Е А МАХ 1 МОМЖ СООКАНТ АТЕМР 5 1 МЧЕКЬЕ). Фирма СОМРАбСИЕ ЗЕ 5 СОМР ТЕМЯ. Каталог ТЕР 4375. 5 9515импульсов почги греугольной формы, амплитудные значения которых соответствуют минимальным значениям выпрямленного сигнала на балластном резисторе 7,Среднее значение импульсов пропорцио-нвльно разности между амплитудным и средним значениями напряжения на балластномрезисторе 7 при любых видах питании - однофазном, двухфазном и трехфазном.Импульсный сигнал сглаживается несим ометричным Т-образным мостом 23-25и поступает на суммируюшую точку 0операционного усили-еля 10 функционального преобразователя 9. Коэффициентпередачи всего канала выбором сопротив-лений резисторов 23 и 24 устанавливается таким, чтобы среднее значение токав суммирующей точке было пропорционально амплитуде тока на входе реле незави-симо от вида питания и короткого эамЫкв, ния. Постоянные времени, заряда и разрядаконденсатора 25 выбором соотношения сопротивлений резисторов 23 и 24 устанавливакеся гаким, чтобы переменные составляющие токов через резисторы 27 и 24 находились в противофазе. Это соответствуетминимуму пульсаций суммарного сигналапри минимальной постоянной времени всегопреобразователя.ВыхОДВОЙ сигнал .функциональногопреобразователя 9 подается на входинтегратора 11 .с фиксированными пределами интегрирования, устанавливаемымипусковым органом 14 и пороговым бло-:ком 12, Сигнал срабатывания на35выходе последнего управляет выходнымблоком 13 реле.В рассмотренном реле среднее знвчение сигналв на входе, а следовательно, ина выходе функционального преобразова 40теи 9 зависит только от фвэного тока,и лишь уровень пульсаций определяетсявидом питания, что повышаег точностьработы,Испытания макетов реле показали, что4при постоянной времени цепи 22 и 21 фф: 9 - 10 мс, постоянных времени цепей дополнкгельного сглаживания (3-5) мсзависимость среднего значения напряженияна выходе функционального преобразователя 9 от вида короткого замыкания не50превышает 1,0%, в то время как для получения таких . результатов в схеме с 28 бамплитудным детез.гором потребоваласьбы постоянная времени разряда онденсвтора порядка (40-50) мс. формула изобретения Реле тока с зависимой выдержкой времени, содержвшее датчики ажтролируемого параметра, вторичные обмотки которых подюпочены к входам переменного тока трех выпрямительных мостов, аяходы постоянного тока когорых соединены последовательно и. нагружены нв . обший балластный резистор, к выходным зажимам которого подключены последовательно соединенные блок преобразования входного сигнала Функционального преобразователя нв операционном усюпггелв, интегратор, пороговый и выходной блоки, НУФковой блок, вход которого пойключен к первому зажиму балластного резистора, выход - ко второму входу интегратора, о т л и ч в ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности работы, блок преобразования входного сигнала функционального преобразователя выполнен в виде двух параллельных цепей, одна иэ которых состоит иэ однополупериодного выпрямителя на операционном усилителе, инвергируюший вход которого через ЙС-цепь подключен к первому зажиму балластного резистора, неинвертируюший вход - ко второму зажиму балластного резистора, выход через несимметричный Т-образный ЙС-фильтр - к инвертирукз шему входу операционного усилителя Функционального преобразователя, к первому зажиму балластного резистора, инвертируюшему и неинвертируюшему входам указанного операционного усилителя подключена вторая цепь, вь 1 полненная в виде симметричного Т-образного ЙС-фюи тра.3/66 Тирвк 669 П ВНИИПИ Государсгвенного ко по делам изобретений и открыти 113035,Москва,Ж, Раушская н