Датчик переменного тока

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АЗТОВСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоввтскикСоциалистическихРеспублик(22)Заявлено 11.03.80 (2) 2909958/2 Цприсоединением заивк Ъоударотвенный квинтет СССР пе делам изобретений и открытий) Авторыизобретения А.И. Артемов и С.А, Вирский Смоленский филиал Иосковского ордена ".Ленинаиэнергетицескс 1 го института1(71) Заявител ИК ПЕРЕИЕННОГО ТОК Изобретение относится к измерениютоков и может быть использовано вустройствах релейной защиты элект"роустановок переменного тока.В известных датчиках используется геркон,размещенный в поле, образованном измеряемым током, и различные элементы электрической цепи (емкость, резисторы и индуктивность,которые преобразуют время замкнутого и разомкнутого состояния контак"тов в величину тока или напряженияопределенной величины 11,Наиболее близок к предлагаемомудатчик переменного тока, содержащийгеркон, предназначенный для установ"ки вблизи токоведущей. шины, стабилизированный источник питания, подключенный к геркону, и интегрирую-,щий блок 12 1.Увеличение тока в шине ведет кувеличению. длительности замкнутогосостояния контактов геркона и, со":ответственно, к росту амплитуды вы 2ходного сигнала. Таким образом, время замкнутого состояния контактовгеркона й в течение одного полупериода является Функцией кратности тока в шине 1 к току срабатывания (заф мыкания)- геркона, т.е.= (/ср)Исследование этой функции реальныхгерконов показывает, что при .токах,превышающих ток срабатывания в 3 раза, кривая йз = т(1/1 ) имеетточку перегиба, йосле которой приращение времени замкнутого состоянияконтактов незначительно и соизмеримос разбросом времени замкнутого состояния у партии и того же типа герконов,Отсюда следует, что точность измерения токов уменьшается в диапазонебольших токов (при 1/1 ср3-ч), следовательно использование этого датЭцика в элементах защиты приведет ктрудностям настройки на выбраннуюустановку, особенно при отстройке оттоков пуска (самопуска), которые со3 8861 измеримы с токами коротких замыканий, а это может служить причиной отказов или ложной работы защиты.Чтобы исключить ложные срабатывания релейной защиты, в существующих устройствах ведется отстройка от бросков тока намагничивания или пусковых токов мощных электродвигателей, но это приводит к снижению таких важных показателей, как чувствительность и быстродействие, более того, часть коротких замыканий не может быть своевременно распознана.Типичная картина изменения полного тока при внезапном коротком замыкании (см. фиг. 1) и пускового тока описывается уравнениямик(с)=к д Г:1 тЕ(2) 25 где ,К- крастность токов короткого замыкания и пускапо отношению к установившемуся (периодическому)значению пускового токаОу)- начальные углы токов короткого замыкания и пускового;- постоянные времени сетии электродвигателя; - текущее время;- угловая частота сети. ЧК, Рл П 35 Если обозначить через 1 г уровень срабатывания (замыкание) геркона,4 Озто в моменты времени С 4, С, С, С 4 (фиг, 1) текущее. значение тока (уравнения 1 и 2) становится равным току срабатывания геркона.Известно, что параметры К , Кр,45 9 К Цп Ч;С носЯт слУчайный характер, поэтому и время С С,2, С 5, с случайно, поэтому уравнения (1) и (2) решены с помощью цифровой вычислительной машины методом статических испытаний (методом Монте-Карло) с пределами измерений К, 9,Г, взятых из анализа реальных сетей промышленных предприятий.Время замкнутого состояния геркона в первую полуволну изменения тока определяется С 4 = С- С (фиг, 1), а во вторую сд = с,1 - с(фиг. 1). 29 4 Суммарное время замкнутого состояния геркона при коротком замыканиии при пуске электродвигателей составляет:1. За один полупериод(0,67 - 10,9) мс - для пускаэлектродвигателей-.2. За два полупериодаС ) = (15,06 - 31,6) мс - для ко"роткого замыкания;(2,83 - 19,М) мс - для пуска электродвигателей.Эти расчеты показывают, что невозможно распознать появление короткогозамыкания на фоне нормального пускового режима электродвигателей по суммарному времени замкнутого состояниягеркона (преобразование времени замкнутого состояния геркона в интегрирующем блоке в непрерывный сигнал визвестных датчиках тока), т.к. зоны .времени замкнутого состояния геркона при этих режимах перекрываются,т,е. максимальное время замкнутогосостояния геркона при пуске больше,чем минимальное время замкнутого со-стояния при коротком замыкании. Этопринципиальный вывод для всех датчиков тока, которые используются вустройствах релейной защиты, дающихизмерение фактических токов, т.е.всегда будет ложная работа защиты,либо снижение чувствительности ееи быстродействия.Цель изобретения - повышение достоверности измерений и повышениенадежности защиты токов короткогозамыкания.Указанная цель достигается тем,что в известный датчик переменноготока, содержащий геркон, предназначенный для установки вблизи токоведущей шины, стабилизированный источник питания, подключенный к гер"кону, и интегрирующий блок, введенвременной ключ, вход которого подключен к геркону, а выход - к интегрирующему блоку,На фиг, 1 изображен график изменения полного тока короткого замыкания 1 К(с) и время превышения током заданного уровня с ; нафиг,2 -зоны времени замкнутого сотояниягеркона за один и за два полупериода изменений полного тока; на фиг.3 эона времени замкнутого состояниягеркона за базисное время сК (на"формула изобретения 5 88пример сД = 15 мс); на фиг, 4 - функциональная схема датчика переменноготока на герконах.Датчик переменного тока (фиг 4)содержит последовательно соединенныйстабилизированный блок, 1 питания,геркон 2, расположенный вблизи токо"ведущей шины, временной ключ 3, пропускающий сигнал от геркона только втечение базисного времени с(например, С Д= 15 - 20 мс) с момента первого превышения. тока (срабатывание геркона ,1, см. фиг. 1), и интегрирующийблок 4, в котором импульсный сигналот геркона преобразуется в непрерывный выходной сигнал,На основании расчетов на ЦВИ вре"мя замкнутого состояния геркона методом Монте-Карло за некоторое базисное время, не равное кратности 2-хполупериодов переходного процесса(12,28 - 150) мс - длякороткого замыкания;сп,1 = (2,83 - 11,26) мс - дляпуска электродвигателей.За базисное время ф эона времени замкнутого состояния геркона.с зоной замкнутого состояния герконапри коротком замыкании в электрической системе. Наличие разрыва межу ду зонами замкнутого состояния гер"конов за базисное время Сд позволя"ет,быстро различить режим короткогозамыкания от пуска электродвигателейи повысить чувствительность защиты ф (нет надобности отстраиваться от пусковых токов) при несложной конструкции измерительного органа,Датчик переменного тока, содержащий геркон, предназначенный для установки вблизи токоведущей шины, стабилизированный источник питания, подключенный к геркону, и интегрирующийблок, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения достоверностиизмерений и повышения надежности защиты от токов короткого замыкания, вфф него введен временной ключ, вход ко"торого подключен к геркону, а выход -к интегрирующему блоку.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеЗВ 1. Патент франции Ю 2024987,кл. Н 02 Н 3/08, 19712. Авторское свидетельство СССРУ 531087, кл. Н 02 Н 3/08, 1975 (прототип).886129 ЗЯ Иа 2 им к.З 2 Фиг,Ь имад Фи 8. Ф Составитель А. Пучковактор Н. Бушаева Техред А,Бабинец ,Корректор А. ДзяткоЗаказ 10552 ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 678 ВНИИПИ Госуд по делам 13035 Москваственног обретени Ж, Ра Подписное омитета СССР открытийкая наб. д. 4