SU1725311A1 - Реле трехфазного переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области , электротехники, в частности к устройствам релейной защиты электроустановок . Цель изобретени  - повышение быстродействи . Поставленна  цель достигаетс  тем, что за вл емое уст П ройство содержит датчик 1 тока (ДТ), который состоит из трансформаторов 2 тока (ТТ), диодных выпр мительных мостов 3, резистора k, первый компаратор 5, второй компаратор б., од- новибраторы 7 и 8, логическую схему И 9. ТТ2 установлены в пазах контролируемой сети. К выходам диодных выпр мительных мостов 3 подключены вторичные обмотки ТТ 2 а их выходы соединены между собой последовательно . Резистор k установлен на. выходе ДТ 1 и подключен параллельно цепи из диодных выпр мительных мостов 3- К выходу ДТ 1 подключены входы первого компаратора 5 и второго компаратора 6, причем к ВЫХОДУ первого компара-1 тора 5 подсоединены входы одновибра- торов 7 и 8, а выходы второго компаратора 6 и одновибраторов 7 и 8 подключены к входам логической схемы И 9 Срабатывание реле происходит при превышении амплитуды тока короткого замыкани  над уставками по току k/ to СД СО

Description

17253П

первого и второго компараторов, если интервал времени между моментами срабатываний компараторов не превышает разности длительностей импульсов , формируемых :на выходах соответствующих одновибраторов, запускаемых выходным сигналом первого компаратора . 3 ил.

Изобретение относитс  к низковольтным электрическим аппаратам, а именно к полупроводниковым реле переменного тока, в частности, вход щим в состав расцепителей максимального тока автоматических выключателей.

Известно реле трехфазного переменного тока, котррое  вл етс  и наиболее близким по технической сущности к за вл емому устройству Јlj.

Известное устройство содержит датчик тока, выполненный в виде трансформаторов тока, установленных в фазах сети, к вторичным обмоткам которых подключены первые выводы диодных выпр мительных мостов, параллельно цепи из последовательно соединенных вторых выводов диодных выпр мительных-мостов включен резистор, один из выводов ко- торого  вл етс  выходом датчика тока, к которому подключен вход первого компаратора.

Недостатком известного устройства  вл етс  низкое быстродействие, так как уставка по току его срабатывани должна превышать амплитуду пускового тока в сети, кратность которой к амплитуде установившегос  номинального тока может превышать 10-15 (например, если нагрузкой сети  вл ютс  мощные трансформаторы или асинхронные двигатели ). Следствием этого  вл етс  ухудшение защитных характеристик автоматических выключателей, в которых применены устройства.

.Цель изобретени  - повышение быстродействи .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в реле трехфазного переменного тока, содержащем датчик тока, выпол-г ненный в виде трансформаторов тока, установленных в фазах сети, к-втбрич- ным обмоткам которых подключены.первые выводы диодных выпр мительных мо- стов, параллельно цепи из последовательно соединенных вторых выводов диодных выпр мительных мостов включен

5 0

0 5

5

резистор, один из выводов которого  вл етс  выходом датчика тока, к которому подключен вход первого компаратора , за счет дополнительного введени  элемента И, двух одновибраторов и второго компаратора, причем последний включен между выходом датчика тока и первым входом элемента И, входы первого и второго одновибраторов подключены к выходу первого компаратора , а выходы - к второму и третьему входам элемента И, соответ- ственно, при этом длительности импульсов первого и второго одновибраторов пр мопропорциональны разности уставок срабатывани  второго и первого компараторов и обратнопропорцио- нальны максимально возможным скорост м нарастаний пускового тока и тока короткого замыкани  в сети, соответст-1 венно.

Именно за счет того, что в реле введены второй компаратор, два одно- вибратора и элемент И, соответствующим образом соединенные между собой и с остальными элементами схемы, и с соответствующими длительност ми импульсов одновибраторов достигаетс  повышение быстродействи ;

На фиг, 1 представлена функциональ на  схема реле трехфазного переменного тока; на фиг, 2 изображены временные диаграммы тока и напр жений, по сн ющие работу реле при коротком замыкании в сети; на фиг. 3 изображены временные диаграммы тока и напр жений , по сн ющие работу реле при протекании в сети пускового тока.

Реле трехфазного переменного тока (фиг. 1) содержит датчик I тока, выполненный в виде трансформаторов 2 тока, установленных в фазах сети (ia, ifc ic Фазные токи сети, протекающие в первичных обмотках трансформаторов 2 тока), к вторичным обмоткам которых подключены входы (первые выводы) диодных .выпр мительных

25

мостов 3, параллельно цепи из последовательно соединенных выходов (вторых выводов) диодных выпр мительных мостов 3 включен резистор k.t один из выводов которого  вл етс  выходом. датчика 1 тока, к которому подключены входы компараторов 5 и 6, причем выход компаратора 5 подключен к входам одновибраторов 7 и 8, а выходы ком- ю паратора 6 и одновибраторов 7 и 8 соединены с входами элемента И 9, выход которого  вл етс  выходом реле.

Элементы могут быть реализованы на базе типовых принципиальных 15 хем, например, приведённых в источ- нике 2JV

Реле трехфазного переменного тока работает следующим образом. При протекании тока перегрузки в какой-либо 20 фазе сети на резисторе k датчика 1 тока по вл етс  напр жение, пропорциональное максимальному из фазных оков. Срабатывание компаратора 5 происходит при превышении максимальным из фазных токов 14 (тока 1 на фиг.1 и 3)уставки срабатывани .

Кратность тока уставки к амплитуде установившегос  номинального . ,- сетевого тока ориентировочно равна 2. Срабатывание компаратора 6 происходит при превышении максимальным из фазных токов 12, уставки срабатывани . Кратность тока уставки 1% к амплиту- де установившегос  номинального сетевого тока ориентировочно равна 3. Таким образом, в схеме выполн етс  следующее соотношение токо,в уставок

& i г40

Г, .

При срабатывании компаратора 5 в .

момент времени tr (см. фиг. 2 и 3) на его выходе скачкообразно по вл етс  напр жение U, высокого уровн . срабатывании компаратора 6 (в момент времени t-j на фиг. 2 и t на „фиг.З), на его выходе скачкообразно по вл етс  напр жение U высокого уровн . , Передним фронтом напр жени  U за- 50 пускаютс  одновибраторы 7 и 8. Это приводит к по влению на выходе одно- вибра тора 7 импульса напр жени  Us высокого уровн , имеющего длительность Ь , и к по влению на выходе . :55 одновибратора 8 импульса напр жени  низкого уровн  U4, имеющего длительность Cj..

Эти длительности импульсов одновибраторов 7 и 8, если прин ть посто нной скорость нарастани  V4 максимального из фазных токов, i в интервале времени между моментами срабатываний компараторов 5 и 6, должны удовлетвор ть следующим неравенствам:

I2-Ii - ... V

Ъ nvn

5

5

0

-

0

- 0

где

1

nm

V.,

i-«

12-Ii

V.

максимально возможна  ско- - рость нарастани  пускового тока в сети,в интервале времени (,), на фцг. 3; максимально возможна  скорость нарастани  тока короткого замыкани  в сети в интервале времени (Ц -t)., на фиг. 2. .

Сигнал срабатывани  реле U5 высокого уровн  по вл етс  на выходе элемента И 9 при одновременном присутствии на всех трех вводах элемента . И 9 напр жений иг, высокого уровн . Условием срабатывани  реле  вл етс  выполнение неравенств

. ; v::.: ; .

-. v. ,:;:.. :

где Im- амплитуда тока i.

Это условие выполн етс  только при протекании в сети тока короткого замыкани , т.е. когда срабатывание компаратора 6 происходит во врем  действи  импульса одйовйбратора 7, но уже по окончании времени действи  импульса одновибратора 8 (в интервале времени на фиг. 2). Блокирование работы реле в течение времени действи  импульса одновибратора 8 примен етс  дл  повышени  помехоустойчивости реле.

При протекании в сети пускового тока выполн ютс  неравенства:

iw. - ; .. ;- .

v - vnrn ;

и в этом случае срабатывани  элемента И 9 и реле не происходит, поскольку компаратор 6 срабатывает уже по окончании действи  импульса одновибратора 8 (см. диаграммы напр жений U2 и и на фиг. 3).

Такой принцип можно использовать и при создании быстродействующего реле однофазного переменного тока (в этом случае в датчике 1 тока вместо утроенного количества трансформаторов 2 тока и диодных выпр мительных мостов 3 используетс  одинарное количество ) и при создании быстродействующего реле посто нного тока.,.(в этом случае вместо датчика 1 переменного тока используетс  датчик посто нного тока).

Таким образом, по сравнению с прототипом рЗ за вл емое устройство имеет более высокое быстродействие - срабатывание за вл емого реле происходит после нарастани  сетевого тока i до величины г, котора  примерно в 5 раз меньше амплитуды пускового тока ,  вл ющейс  уставкой срабатывани  реле-прототипа.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Реле трехфазного переменного тока, содержащее датчик тока, выполненный в виде трансформаторов тока, по числу фаз сети, к вторичным обмоткам

   которых подключены первые выводы диодных выпр мительных мостов, параллельно цепи из последовательно соединенных вторых выводов диодных выпр мительных мостов включен резистор, один из выводов которого  вл етс  выходом датчика тока, к которому подключен вход первого компаратора,

   отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , дополнительно введены элемент И, два одновибратора и второй компаратор, последний включен между выходом датчика тока и первым входом элемента И, входы первого и второго одновибра- торов подключены к выходу первого компаратора, а выходы - к второму и третьему входам элемента И, соответственно , при этом длительности импульсов первого и второго одновибра- торов пропорциональны разности уставок срабатывани  второго и первого

   компараторов и обратнопропорциональ- ны, максимально возможным скорост м нарастаний пускового тока и тока короткого замыкани  в сети, соответственно .