Трехфазное реле тока

Союз СоветскихСоциалистическихРеспубпии ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53)М. Кл,с присоелинением заявкиН 01 Н Й 7/06 тоеудерстмикые комитет СССР ио делам иэабретений и открытий(5 Й) ТРЕХФАЗНОЕ РЕЛЕ ТОКА 1Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в токовых защитах электроустановок от коротких замыканий (к.з.) .Известно реле тока, выполненноепо принципу сравнения абсолютных 5значений двух переменных напряженийи содержащее, в частности, мостовойблок сравнения, к одной диагоналикоторого подключены шины с одним изсравниваемых напряжений, а к другойисполнительный элемент 1 1.Однако при использовании такогоустройства для реализации трехфазного реле тока с целью получения повышенной чувствительности к двухфазным и однофазным к.з. приходитсяприменять три его полных комплекта,что обуславливает значительную сложность конструкции в целом,Наиболее близким техническим решением к изобретению является трехфазное реле тока, содержащее три мостовых блока сравнения, в каждом. из 2которых одни смежные плечи, связанные с соответствующим фазным вводом,выполнены резистивными, а другиерезистивно"диодными с общим для всехмостов резистором в одном из плеч,нуль-индикатор, выполненный в видеполяризованного реле, обмотки которого включены в выходные диагоналивсех блоков сравнения, а контакты - вцепь измейения установки исполнительного реле21,Недостаток известного устройствасвязан с наличием на выходе нуль-индикатора сигнала в трехфазном симметричном режиме. Это предопределяетвыбор повышенных токов срабатыванияреле.Целью изобретения является повышение чувствительности подобногоустроиства,Поставленная цель достигаетсятем, что в трехфазное реле тока, содержащее три мостовых блока сравнения, в каждом из которых одни смеж960993 4сравнения и шиной нулевого потенциала. С выходом усилителя 17 через выпрямительные диоды 21 и 22, включенные в противоположных направлениях,соединены обмотки промежуточных (токовых) реле 23 и 2 Й. Диоды 21 и 22вместе с резисторами 25 и 26 введены также в цепь обратной связи усилителя 17, а выход последнего. зашунтирован конденсоторным фильтром 27.Раэмыкающие контакты 28 и 29 промежуточных реле включены в цепи изменения уставки исполнительного (токового) реле 30. Изменение уставки осуществляется путем шунтирования обмотки реле 30 резисторами 31 и 32,Реле 30 может быть выполнено на электромагнитной либо полупроводниковой основе.Использование в устройстве конденсаторных фильтров 11, 19 и 27 преследует цель фильтрации первой и высшихгармоник сигналов.Реле работает следующим образом.В условиях трехфазных симметричных входных величин через общий резистор 10 мостовых блоков сравненияпротекает ток от того из диодов 6,который подводит самое большое мгновенное значение напряжения. При этомв выходной диагонали моста, на который поступает меньшее напряжение (неравное нулю), возникает напряжениенебаланса и по соответствующей первичной обмотке 11 трансформатора идетимпульс тока. Приближенно за периоднапряжения сети суммарные ампервиткив первичных обмотках 11 имеют видтрех треугольных импульсов, а среднее значение напряжения Ч. на вторичной обмотке 12 определяется соотношением(А +Си 1АВ+ВСи САи )где Е,1 - постоянный коэффициент;1 ,1 В , 1 - амплитуды фазных токов, например от токовых датчиковАВ1 В Т А амплитуды геометрических разностей фаэных токов.Кривая 1 напряжения Ъ на фиг, 2) рассчитана по выражению (1 ) в поедложении, что векторы токов 1 А В т образуют равнобедренный треугольник. По оси абсцисс отложено отношение ные плечи, связанные с соответствующим Фазным вводом, выполнены резистивными, а другие - резистивно-диодными с общим для всех мостов резистором в одном из плеч, нуль-индикатор, обмотки которого включены в выходные диагонали всех блоков сравнения исполнительное реле, введены операционный усилитель, суммирующий резистор, три выпрямителя, три конденсаторных 6 фильтра и два промежуточных реле, и нуль-индикатор выполнен в виде трансформатора с тремя первичными и одной вторичной обмотками, причем неинвертирующий вход операционного усилителя З через первые фильтр и выпрямитель подключен к вторичной обмотке трансФорматора, а инвертирующий вход через второй фильтр - к суммирующему резистору, установленному в общем проводе между точкой соединения блоков сравнения и шиной нулевого потенциала, обмотки промежуточных реле через второй и третий выпрямители соединены с выходом операционного усилителя, зашунтированным третьим фильтром, а их контакты включены в цепи изменения уставки исполнительного реле.На Фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предложенного трехфазного реле тока; на фиг. 2- расчетные кривье напряжений, сравниваемых в операционном усилителе, а также кривая их разности в зависимости от соотношения фазныхтоков.Устройство имеет Фазные вводы 1-3 для отдельного и 4 - для общего подсоединения датчиковтока или напряжения. Каждый мостовой блок сравнения содержит диоды 5 и 6 и резисто 40 ры 7-10, причем резистор 10 является общим для всех блоков сравнения. С целью балансировки мостов сопротивления резисторов 7 и 8, а также 9 и 10 выбираются равными , В выходные диа4 гонали блоков сравнения включены первичные обмотки 11 трансформатора. К вторичной обмотке 12 трансформатора через выпрямительный диод 13, конденсаторный Фильтр 1 ч а также потен- ЗО циометр из резисторов 15 и 16 подключен неинвертирующий вход дифференциального операционного усилителя 17. Инвертирующий вход усилителя 17 через резистор 18 и конденсаторный Фильтр И 19 подсоединен к суммирующему резистору 20, установленному в общем проводе между точкой соединения блоков15 20 5 96 1 ф/1, где 1" - величина одного . из двух равных токов;величина третьего тока, По оси ординат отложено отношение 2 ХУл/11 Е нОиг где нс,ив величина наибольшого из токов.Сглаженное конденсаторным фильтром 14 до своего среднего значения напряжение Ч со вторичной обмотки 12 трансформатора поступает на неинвертирующий вход усилителя 17. На инвертирующий вход усилителя 17 подается напряжение с суммирующего резистора 20, среднее значение 02 которого достаточно точно определяется соотно- шением где Е:,- постоянный коэффициент;Крйвая 2 напряжения /а. (Фиг.2)рассчитана по выражению 1 2 ) так, чтобы в трехфазном симметричном режиме,когда Е/Р = 1, разность сравниваемых усилителем 17 напряженийМ= Чд - У,1 равнялась нулю. Нафиг. 2 представлена в этих условияхи кривая 3 раэностного напряжения Ч.На выходе. усилителя 17 диод 21 отбирает на промежуточное реле 23 только положительные значения напряженияМ , а диод 22 на промежуточное реле24 - только его отрицательные значения. Введение диодов 21 и 22 в цепьобратной связи усилителя 17 позволяет уменьшить погрешности от падения напряжения на диодах.При срабатывании промежуточногореле 23 размыкающим контактом 28 от.соединяются резисторы 31 и 32, чтозначительно увеличивает чувствительность исполнительного реле 30 в области 0Г/Еб 0,5, которая примыкает к чистому двухфазному токук.э, когда ЕЕ ф = О.При срабатывании промежуточногореле 24 размыкающим контактом 29отсоединяется резистор 31, что несколько меньше увеличивает чувствительнссть исполнительного реле 30 вобласти, примыкающей, например, ктоку в асинхронном двигателе привнешнем двухфазном к.з. на шинах подстанции, совпадающем по времени сзапуском двигателя, или к двухфазному току при к,з. за трансформаторомЛ/А, когда 1 /Е = 2,Токовая защита, с предложеннымустройством, благодаря использованиюположительной и отрицательной облас 0993 6 тей разностного напряжения Чр, может без выдержки времени отключать чистый двухфазный ток асинхронного двигателя в режиме пуска и обрыва одногопровода (режим АПВ после ликвидировавшегося к.з вызывавшего обрывпровода) и при этом не будет чувствовать внешнее двухфазное к.з. нашинах подстанции совпадающее по времени с пуском двигателя,Предложенное устройство можно более эффективно, чем известные, применить для реализации защиты с ускоренным отключением двухфазных к.з,по всей линии электропередачи 35 кВ,питающей трансформатор,/ Ь, Предлагаемое устройство можно использовать для построения более совершенной минимальной защиты напряжениядля асинхронных двигателей,Таким образом, общее повышение чувствительности предложенного трехфазного реле тока эа счет обеспечения улучшенной проходной характерис тики блоков сравнения, которая в данном случае имеет ярко выраженные положительную, практически нулевую иотрицательную зоны раэностного напряжения Чр, независящие от величинывходных токов, позволяет существенно расширить функциональные возможности устройства.Формула изобретенияТрехфазное реле тока, содержащеетри мостовых блока сравнения, в каж-дом из которых одни смежные плечи,связанные с соответствующим фазнымвводом, выполнены реэистивными, а другие - резистивно-диодными с общим длявсех мостов резистором в одном изплеч, нуль-индикатор, обмотки которого включены в выходные диагонали всехблоков сравнения, исполнительное реле, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 45 что, с целью повышения чувствительности к различным видам поврежденийв защищаемой электроустановке, в него введены перационный усилитель,суммирующий резистор, три выпрямите фля три конденсаторных фильтра и двапромежуточных реле, а нуль-индикаторвыполнен в виде трансформатора с тремя первичными и одной вторичной обмотками, причем неинвертирующий входоперационного усилителя через первые фильтр и выпрямитель подключенк вторичной обмотке трансформатора,а инвертирующий вход через второйфильтр - к суммирующему резистору, 7. 960993 8установленному в общем проводе меж-нения уставки исполнительногоду точкой соединения блоков сравне- реле.ния и шиной нулевого потенциала, об- Источники информации,мотки промежуточных реле через второй принятые во внимание при экспертизеи третий выпрямители соединены с вы-1. Авторское свидетельство СССРходом операционного усилителя, за- Ю 92292 кл. С 01 й 19/1 О, 1964,шунтированным третьим фильтром, а их 2, Авторское свидетельство СССРконтакты включены в цепи Изйе- Ю 542143, кл. С 01 й 19/10, 1974;Составитель Л, МоТехреа Т.фанта Тираж 761 о кша роекто дписно ЗакаэВН 113 е Филирод, у еаактор Г, Ус 02/68ПИ Госудо делам35 Москш В ее е Шл ППП "П венного к ретений и ЖРау т", г,. Уж митета СС открытий ская наб.ЕЕ Ш Ш Ш Ш. ШШо л д. М 5 Ш ШШШ ШШПроектная, 4