Реле трехфазного переменного тока

 

Изобретение относится к области , электротехники, в частности к устройствам релейной защиты электроустановок . Цель изобретения - повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что заявляемое уст П ройство содержит датчик 1 тока (ДТ), который состоит из трансформаторов 2 тока (ТТ), диодных выпрямительных мостов 3, резистора k, первый компаратор 5, второй компаратор б., одновибраторы 7 и 8, логическую схему И 9. ТТ2 установлены в пазах контролируемой сети. К выходам диодных выпрямительных 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 выпрямительных 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 одновибраторов 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 замыкания над уставками по току k/ to СД СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И)

rSa)S Н 02 Н 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4761472/07 (.22) 22, 11. 89 (46) 07. 04.92. Бюл. У 13 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт низковольтного аппаратостроения (72) В.А.Бондаренко, С.В.Дикань, В.Е.Райнин и А.В:Савченко (53) 621 ° 316.925(088.8) (56)(.Гольденберг Л.М., Импульсные устройства, М.: Радио и связь, 1981, с.. 224, рис. 2.2; 5.11; 5.20;

2.Могилевский Г.В. и др. Полупро, водниковые аппараты защиты, М.: Энер: гия, 1980, с. 12, рис, 1-1в. (54) РЕЛЕ ТРЕХФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА (57) Изобретение относится к области, электротехники, в частности к устройствам релейной защиты электроуста новок. Цель изобретения - повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что заявляемое устl

2 ройство содержит датчик 1 тока (ДТ) который состоит из трансформаторов

2.тока (TT) диодных выпрямительных мостов 3, резистора 4, первый компаратор 5, второй компаратор 6., одновибраторы 7 и 8, логическую схему

И 9. ТТ2 установлены в пазах контролируемой сети. К выходам диодных выпрямительных мостов 3 подключены вторичные обмотки ТТ 2, а их выходы соединены между собой последовательно. Резистор 4 установлен на выходе

ДТ 1 и подключен параллельно цепи из диодных выпрямительных мостов 3. К

I выходу ДТ 1 подключены входы первого компаратора 5 и второго компаратора

6, причем к выходу nepeoro компара е тора 5 подсовдинвны входы одновибра- Щ торов 7 и 8, а выходы второго компаратора 6 и одновибраторов 7 и 8 подключены к входам логической схемы

И 9. Срабатывание реле происходиФ . при превышении амплитуды тока короткого замыкания над уставками по току ", )

К>

Сд

СЮ

Фд

)рв

cos, формируемых:на выходах соответствующих одновибраторов, запускаемых выходным сигналом первого компаратора. 3 ил. з

1725311 первого и второго компараторов ли интервал времени между моментами срабатываний компараторов не превы.шает разности длительностей импуль5

Изобретение относится к низковольтным электрическим аппаратам, а именно к полупроводниковым реле переменного тока, в частности, входящим в состав расцепителей максимального 15 тока автоматических выключателей.

Известно реле трехфазного переменного тока, котррое является и наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству 11 .

Известное устройство содержит датчик тока, выполненный в виде трансформаторов тока, установленных в фазах сети, к вторичным обмоткам которых 25 подключены первые выводы диодных выпрямительных мостов, параллельно цепи из последовательно соединенных вторых выводов диодных выпрямительных мостов, включен резистор, один из выводов ко- 30 торого является выходом датчика тока,. к которому подключен вход первого компаратора.

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, так 55 как уставка по току его срабатывания должна превышать амплитуду пускового тока в сети, кратность которой к амплитуде установившегося номинального тока может превышать 10-15 (например, 4О если нагрузкой сети являются мощные трансформаторы или асинхронные двигатели). Следствием этого является ухудшение защитных характеристик автоматических выключателей, в которых при- 45 менены устройства. .Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в реле трехфазного переменного 50 тока, содержащем датчик тока, выпол". ненный в виде трансформаторов тока, установленных в фазах сети, к.втбричным обмоткам которых подключены,первые выводы диодных выпрямительных мо- 55 стов, параллельно цепи из последовательно соединенных вторых выводов диодных выпрямительных мостов включен резистор, один из выводов которого является выходом датчика тока, к которому подключен вход первого компаратора, за счет дополнительного введения элемента И, двух одновибраторов и второго компаратора, причем последний включен между выходом датчика тока и первым входом элемента И . t 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 прямопропорциональны разности уставок срабатывания второго и первого компараторов и обратнопропорциональны максимально возможным скоростям нарастаний пускового тока и тока короткого замыкания .в сети, соответст венно.

Именно за счет того, что в реле введены второй компаратор, два одновибратора и элемент И, соответствующим образом соединенные между собой и с остальными элементами схемы, и с соответствующими длительностями импульсов одновибраторов достигается повышение быстродействия.

На фиг. 1 представлена функциональ ная схема реле трехфазного переменного тока; на фиг. 2 изображены временные диаграммы тока и напряжений, поясняющие работу реле при коротком замыкании в сети; на фиг. 3 изображены временные диаграммы тока и напряжений, поясняющие работу реле при протекании в сети пускового тока. !

Реле трехфазного переменного тока (фиг. 1) содержит датчик 1 тока, выполненный в виде трансформаторов 2 тока, установленных в фазах сети (ia ig, — фаэные токи сети, протекающие в первичных обмотках трансформаторов 2 тока), к вторичным обмоткам которых подключены входы (первые выводы) диодных выпрямительных

1725311 6 мостов 3, параллельно цепи из после- Эти длительности импульсов одновибдовательно соединенных выходов (вто- раторов 7 и 8, если принять постоян— рых выводов) диодных выпрямительных ной скорость нарастания V . максимостов 3 включен резистор 4, один . . мального из фазных токов. i в инте в—

5 из выводов которого является выходом ле времени между моментами срабатыдатчика 1 тока, к которому подключен ваний компараторов 5 и 6, должны входы компараторов 5 и 6, причем вы- удовлетворять следующим неравенствам; ход компаратора 5 подключен к входам одновибраторов 7 и 8, а выходы ком- 10 ф « : - э паратора 6 и одновибраторов 7 и 8

ИИ1 соединены с входами элемента И 9, л (Хй: 1 выход которого является выходом реЛе. кл.м

Элементы 5-9 могут быть реализова" ны на базе типовых принципиальных .. 15 где V„ максимально возможнаЯ. ско-,схеи, например, приведенных в источрость нарастания. пускового .нике 2)

1 тока в сети, в интервале вреРеле трехфазного переменного тока мени (t+-t<) на фи,г. 3; работает следующим образом„ При про- ׄ— максимально возможная скотекании тока перегрузки в какой-либо. 20 рость нарастания тока коротфазе сети на резисторе 4 датчика кого замыкания в сети в интока появляется напряжение ° пропор- ..:. " - - - (- 1 ) циональное максимальному из фазных токов. Срабатывание компаратора 5 про-: Сигнал срабатывания реле Us высоисходит при превЫшении максимальным кого уровня появляется на выходе эле25 иэ фазных токов т (тока i на фиг.1 мента И 9 при одновременном присути 3), уставки срабатывания. . - ствии на всех тРех входах элемента

Кратность тока т, уставки к ампли- :.. И 9 напряжений ц, ц, Ц высокого туде установившегося номинального ., УровнЯ. Условием сРабатываниЯ Реле Явсетевого тока ориентир вочно равна - ляется выполнение неравенств

2. Срабатывание компаратора 6 проис- - j. + z 1 2

: ходит при превышении максимальным из фазных токов Х уставки срабатывания.

Ч а. Ч . КРатность тока Уставки I< к амплиту- где т — амплитуда тока i, де установившегося номинального сете Это условие выполняется только вого тока ориентировочно равна 3. : при протекании в сети тока .короткого

Таким образом, в схеме выполняется, замыкания, т.е. когда срабатывание следующее соотношение токов уставок. ; компаратора 6 происходит.во время .:4О действия импульса одновибратора 7, I - : но уже по окончании времени дейстПри срабатывании компаратора 5 в . вия импульса одновибратора 8 (в инмомент времени (см. фиг. 2 и 3) .; тервале времени ha t t<, на фиг. 2). на его выходе скачкообразно появляет- - БлокиРование Работы Реле в течение я напряжение U;, высокого уровня. flpH45 времени действия импульса одновибрасрабатывании компаратора 6 (в момент .. тоРа 8 пРименЯетсЯ длЯ повышениЯ повремени . на фиг. 2 и t на фиг.3), мехоустойчивости Реле, на его выходе скачкообразно появля-. : При пРотекании в сети пускового ется напряжение Ц высокого уровня. тока выполнЯютсЯ неРавенства:

Передним фронтом йапряжения U4 запускаются одновибраторы 7 и 8. Эта приводит к появлению на выходе одно-: . V Vnm вибратора 7 импУльса напРЯжениЯ Us " и е этом случае срабатывания элем нвысокого уровня, имеющего длитель . та И 9 и реле не происходит, поскольA ность с1, и к появлению на выходе :: ку компаратор б срабатывает уже по одновибратора 8 импУльса напряжения: оконЧании действия импульса одновибнизкого уровня ц, имеющего длитель- ратора 8 (см диаграммы напряжени"

9 ность ., U< и U на фиг.. 3).

С

Eg

Eg а и д v

17253

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 выпрямительных мостов 3 используется одинарное количество) и при создании быстродействующего реле постоянного тока.,(в этом 10 случае вместо датчика 1 переменного тока используется датчик постоянного тока).

Таким образом, по сравнению с прототипом P) заявляемое устройство имеет более высокое быстродействиесрабатывание заявляемого реле проис ходит после нарастания сетевого тока до величины Ха которая примерно в

$, раз меньше амплитуды пускового тока, являющейся уставкой срабатывания реле-прототипа.

Формулб изобретения

Реле трехфазного переменного тока, содержащее датчик тока, выполненный в виде трансформаторов тока, по числу фаз сети, к вторичным обмоткам которых подключены первые выводы диодных выпрямительных мостов, параллельно цепи из последовательно соединенных вторых выводов диодных выпрямительных мостов включен резистор, один из выводов которого является выходом датчика тока, к которому подключен вход первого компаратора, отличающееся тем,что,с целью повышения быстродействия, дополнительно введены элемент И, два одновибратора и второй компаратор, 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, соответственно, при этом длительности импульсов первого и второго одновибраторов пропорциональны разности уставок срабатывания второго и первого компараторов и обратнопропорциональны. максимально возможным скоростям нарастаний пускового тока и тока короткого замыкания в сети, соответственно.