Реле тока с зависимой характеристикой выдержки времени срабатывания

 

РЕЛЕ ТОКА С ЗАВИСИМОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ СРАБАТЫВАНИЯ, содержащее интегрирующий операционный усилитель, у которого в цепи отрицательной обратной связи включены последовательно соединенные интегрирующий конденсатор и первый диод, в цепи положительной обратной связи включены последовательно соединенные второй диод и первый резистор, а входы объединены через последовательно соединенные третий диод и второй резистор и подключены к первому делителю напряжения, включенно му между отрицательным полюсом источника питания и входным преобразователем тока в напряжение, а также блок разряда интегрирующего конденсатора, выполненный на двухтранзисторном аналоге однопереходного транзистора, подключенный питающим входом через второй делитель напряжения к отрицательному полюсу источника питания, а управляющим входом параллельно интегрирующему конденсатору к третьему диоду, и счетчик импульсов, вход сброса которого через третий резистор подключен к катоду второго диода, а питающий вход объединен с входом сбро са через сглаживающий конденсатор И подключен к положительному полюсу источника питания, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности в работе путем повышения коэффициента возврата реле, в него введены дополнительный тран S зистор и два последовательно соединенных (Л дополнительных резистора, включенных между положительным полюсом источника питания и неинвертирующим входом интегрирующего операционного усилителя, при этом общая точка дополнительных резисторов подключена к входу записи счетчика импульсов и коллектору дополнительного транзистора, у которого эмиттер подключён к второму делителю напряжения, сд а база - к согласующему входу счетчика импульсов и катоду третьего диода.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зао Н 02 H 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И. ОТКРЫТИЙ (21) 3476562/24-07 (22) 30.07.82 (46) 23.10.83. Бюл. № 39 (72) В. Е. Райнин и В. Л. Карась (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт низковольтного аппаратостроения (53) 621.316.925 (088.8) (56) 1. Федосеев А. М. Релейная защита электрических систем. М., «Энергия», 1976 рис. 2 — 52.

2. Могилевский Г. В. и др. Полупроводни ковые аппараты защиты. М., «Энергйя», 1980, с. 50. (54) (57) РЕЛЕ ТОКА С ЗАВИСИМОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКОЙ ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ СРАБАТЫВАНИЯ,, содержащее интегрируюший операционный усилитель, у которого в цепи отрицательной обратной связи включены последовательно соединенные интегрирующий конденсатор и первый диод, в цепи положительной обратной связи включены последовательно соединенные второй диод и первый резистор, а входы объединены через последовательно соединенные третий диод и второй резистор и подключены к первому делителю напряжения, включенно му между отрицательным полюсом источни. ка питания и входным преобразователем

„„SU„„1050030 A тока в напряжение, а также блок разряда интегрируюшего конденсатора, выполненный на двухтранзисторном аналоге однопереходного транзистора, подключенный питающим входом через второй делитель напряжения к отрицательному полюсу источника питания, а управляюшим входом параллельно интегрирующему конденсатору к третьему диоду, и счетчик импульсов, вход сброса которого через третий резис; тор подключен к катоду второго диода, а питающий вход объединен с входом сбро са через сглаживаюший конденсатор и подключен к положительному полюсу источника питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе путем повышения коэффициента возврата реле, в него введены дополнительный тран- Я зистор и два последовательно соединенных дополнительных резистора, включенных между положительным полюсом источника питания и неинвертируюшим входом интегрируюшего операционного усилителя, при этом общая точка дополнительных резис- Р торов подключена к входу записи счетчика импульсов и коллектору дополнительного транзистора, у которого эмиттер подключен к второму делителю напряжения, а база — к согласующему входу счетчика импульсов и катоду третьего диода.

1 2

Изобретение относится к электротехни- между положительным полюсом источника ке и может быть использовано в зашита.х питания и неинвертирующим входом интенизковольтных сетей переменного тока. грирующего операционного усилителя, при

Известно полупроводниковое реле тока, этом общая точка дополнительных резистосодержащее транзисторы, стабилитроны, ров подключена к входу записи счетчика конденсатор (1). импульсов и коллектору дополнительного

Однако в указанном реле практически транзистора, у которого эмиттер подключен отсутствует возможность регулировки к второму делителю напряжения, а база— выдержки времени срабатывания, что за- к согласующему входу счетчика импульсов трудняет его использование в защитах с и катоду третьего диода. зависимыми характеристиками времени )p На чертеже приведена принципиальная срабатывания. схема устройства.

Известно также реле тока, содержащее Интегрирующий операционный усилиоперационный интегрирующий усилитель, тель 1 охвачен отрицательной обратной разрядный ключ, подключенный параллель- связью, состоящей из интегрипующего но интегрирующему конденсатору, и счет- конденсатора 2 и первого диода 3, положичик импульсов. тельной обратной связью, состоящей из

Недостатком известного устройства второго диода 4 и первого резистора 5, ляется низкий коэффициент возврата из- при этом входы усилителя объединены втоза наличия цепи положительной обратной рым резистором 6 и третьим диодом 7 и связи. подключены к первому делителю напряжеКроме того, непосредственная связь 20 ния, выполненному на резисторах 8 и 9, между выходом операционного усилителя которые включены между источником пии входом «Запись» счетчика не обеспечи- тания (— U<» ) и входным преобразователем чает надежной работы счетчика ввиду не- тока в напряжение (+Usa). достаточной совместимости параметров вы- Блок 10 разряда интегрирующего конходных импульсов операционного усилителя денсатора 2 содержит два транзистора с требуемыми для работы интегральных 25 11 и 12 и резистор 13 и подключен к иссчетчиков. точнику питания (— 11П ; ). через второй деЦелью изобретения является повышение литель напряжения, выполненный на ренадежности в работе путем повышения зисторах 14 и 15. Счетчик 16 импульсов коэффициента возврата реле. подключен входом сброса через третий

Поставленная цель достигается тем, что резистор 17 к диоду 4, его питающий вход

30 в реле тока с зависимои характеристикой объединен через сглаживающий конденсавыдержки времени срабатывания, содержа тор 18 с входом сброса и подключен к исщее интегрирующий операционный усили- точнику питания (+ Univ ), тель, у которого в цепи отрицательной об Дополнительные резисторы 19 и 20 ратной связи включены последовательно подключены между источником питания соединенные интегрирующий конденсатор з (+11пит ) и неинвертируюшим входом ини первый диод, в цепи положительной об- тегрирующего операционного усилителя 1. ратной связи включены последовательно Дополнительный транзистор 21 подключен соединенные второй диод и первый резистор, коллектором к входу записи счетчика 16 а входы объединены через последовательно импульсов, эмиттером — к резистору 15, соединенные третий диод и второй резис- а базой — к согласующему входу счетчитор и подключены к первому делителю на- 40 ка 16 импульсов. пряжения, включенному между, отрицатель- Устройство работает следующим обраным полюсом источника питания и входным зом. преобразователем тока в напряжение, а Пока напряжение (+ Usx), пропорциотакже блок разряда интегрирующего кон- нальное величине тока в защищаемой сети, денсатора, выполненный на двухтранзистор ниже уровня срабатывания реле, ток, теном аналоге однопереходного транзистора, кущий через резистор 8,.ниже по абсолют подключенный питающим входом через вто- ной величине тока, текущего через резисрой делитель напряжения к отрицательному тор 9, от источника (— 11дит), полярность полюсу источника питания, а управляющим выходного напряжения операционного усивходом параллельно интегрирующему кон- лителя 1 положительна, диод 3 заперт, а денсатору к диоду, и счетчик импульсов, sp интегрирующий конденсатор 2 разряжен. вход сброса которого через третий резис- Одновременно по цепи положительной обтор подключен к катоду второго диода, а ратной связи через открытый диод 4 и питающий вход объединен с входом сброса резисторы 5 и 6 на инвертирующий вход через сглаживающий конденсатор и подклю- операционного усилителя подается небольчен к положительному полюсу источника шой положительный потенциал, действуюпитания, введены дополнительный транзис- ший на входе усилителя 1 согласно с сиг тор и два последовательно соединенных налом отрицательного смещения, задавадополнительных резистора, включенных емого резистором 9.

1050030

В исходном режиме на вход сброса счет чиков 16 импульсов подается положительный потенциал, устанавливающий его в исходное состояние.. На вход записи подается низкий потенциал с коллектора тран зистора 21, открытого за счет эмиттерного тока, задаваемого резисторными делителями 14 и 15.

При возникновении токов перегрузки величина Usx достигает уровня, при котором величина тока, текущего через резис- 1п тор 8, становится достаточной для изменения полярности выходного напряжения усилителя 1. При этом открывается ди1эд 3 и начинается процесс заряда интегрирующего конденсатора 2. Одновременно снимается положительный потенциал с входа сброса счетчика 16. Пщри достижении напряжения на конденсаторе 2 уровня, превышающего напряжение на базе транзистора 11, задаваемого делителями 14 и 15, происходит открывание трназисторов 11, 12 и конденсатор 2 разряжается через диоп 7 и переходы насыщенных транзисторов

11 и 12. При этом вследствие запирания транзистора 21 на вход записи счетчика 16 подается положительный импульс, достаточный для надежного функционирования 25 счетчика 16 в режиме записи импульсов.

Одновременно с коллектора транзистора 21 через резистор 20 подается положительнь1й потенциал на неинвертирующий вход усилителя 1. При этом на выходе усилителя 1 появляется положительный импульс напряжения с длительностью, равнОй времени разряда интегрирующего конденсатора 2 через насыщенные транзисторы 11 и 12.

После разряда конденсатора 2 закрываются транзисторы 11 и 12, а транзистор 21 открывается и начинается новый цикл заряда конденсатора 2. Длительность заряда конденсатора 2 а следовательно, и

+ Убх

4 величина однократной выдержки времени пропорциональна величине входного сигнала Usx. Общая величина выдержки времени равна произведению коэффициента счета счетчика 16 на величину однократной выдержки времени. Для предотвращения появления положительных импульсов на входе сброса счетчика 16 с выхода усилителя 1 предназначена RC-цепь задержки (резистор 17, конденсатор 18).

Эффект увеличения коэффициента возврата реле заключается в следующем.

В момент формирования импульсов записи, когда на выходе усилителя 1 устанавливается положительны. потенциал за счет принудительной подачи положительного потенциала с коллектора транзистора 21 на неинвертирующий вход усилителя 1, по существу кратковременно восстанавливается исходное состояние усилителя 1, соответствующее режиму отсутствия перегрузки в сети. Если при этом к моменту появления на выходе усилителя 1 очередного импульса величина входного сигнала станет ниже уровня, сс ответствуюшего уровню срабатывания, после окончания положительного импульса очередного срабаг нваиия реле не произойдет.

Повышение надежности работы реле. достигается за счет того, что параметры (фронты и амплитуда) импульса записи, снимаемого с коллектора транзистора 21, соответствуют требуемым для надежной работы счетчика 16 в отличие от выходного сигнала операционного усилителя 1.

Таким образом, повышен коэффициент возврата реле и надежность его функцио нирования, что позволяет в целом выполнить максимальную токовую защиту более чувствительной и повысить надежность питания потребителей.

ВНИИПИ Заказ 8445/52 Тираж 617 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4