Цифровое реле тока с зависимой характеристикой выдержки времени

Цифровое реле тока с зависимой характеристикой выдержки времени

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсннн

Сопналнстическнх

Ресяубпнн

„„уи556 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18,04,78 (21) 2606960/24-07 (51)М. Кл.

Н 02 Н 3/08

Н 01 Н 83/20 с присоединением заявки М— тЬауднрстваняьй камнтет

СССР во деми наа5ретеннй н отнрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 05.02.80. Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 05.02.80. (53) УДК

621.316.925 (088 8) (72) Автор изобретения

В. Н. Бочкарев

I (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЕ РЕЛЕ ТОКА С ЗАВИСИМОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к области релейной защиты и может быть использовано в токовой защите электрооборудования от перегрузки.

Известно токовое реле защиты, имеющее обратно-зависимую ампер-секундную характеристику, учитывающую перегрузочную способность защищаемого электрооборудования, содержащее датчики, пороговые органы, блоки выдержки времени на базе интегрирующей

RC-цепи и исполнительные органы (1).

Особенностью требуемой защитной характеристики является большая выдержка времени (до 2-х часов) лри 10%-ной перегрузке и очень большая кратность изменения этой выдержки в (240 раз) лри изменении входной величины (тока) всего в 2 раза. Эти обстоятельства приводят к следующим сложностям в реализации характеристики в блоках выдержки времени, выполненных на базе интегрирующей RC-цепи: очень малые зарядные токи времязадаюиего конденсатора и, значит, высокие требования к качеству конденсатора, качеству поверхности печатных плат и монтажа; сложность точной аппроксимации заданной ампер-секундной.характеристики с помощью нелинейных элементов (дио. дов, стабилитронов и т.п.). Все это увеличивает трудоемкость изделий.

Кроме того, принципиально неустранимой является температурная нестабильность выдержки времени, определяемая нестабильностью элементов интегрирующей RC-цепи и пороговых элементов.

Перечисленные недостатки устраняются в реле, содержащем датчик, погоровый орган, счетчик импульсов тока короткого замыкания, дешифратор и исполнительный орган (2).

Введением известных . схемных решений, таких, например, как,транзисторный автогенератор, частота генерации которого обратно пропорциональна входному току, можно получить зависимую характеристику выдержки времени, однако и автогенератор, и необходимый при этом, по-прежнему, нелинейный аппроксиматор требуют настройки и являются источниками погрешностей и температурной нестабильности

714556

Поставленная цель достигается тем, что в известное цифровое реле тока с зависимой характеристикой выдержки времени, содержащм последовательйо соединенныа датчик тока, пороговый элемент и реверсивный счетчик импульсов, а также исполнит ельный брган, до1толййтеиьно введены логический элемент ИЛИ, логические эле-ленты И и порогбвМе "элементы с уставами вьпце значе ния номинального тока защищаемого объекта, число которых соответствует требуемой точ юстй аппроксимации характеристики выдержки вреьлейи, причем выходы вновь введен"ных по>роговых элементов и выходы отдельньтх разрядов реверсивного счетчйка импульсоВ попарно через упомянутые логические элементы И включены на входы указаннного логтлческого элемента ЙЛИ, выход которого подключен к исполйительному органу, входы Жойблни ельных йороговых элемент6в "подтсйю>чейы" к выходу датчика тока, и прямой и. инверсньж входы реверсивного счетчика иьтпульсов подключейы соответственно к вы* ходу йорогового эламента, имеющего йаимейьщув- уставку, превышающую номинальный ток, и вьтхдду порогового элемента, имеютцехо устатку, равную йомйнальному току.

Кроме тбго, дополнительно введены второй дополнительный логйческий элемент ИЛИ, логические элементы И и подключейные вхо- ло дамй к выходу датчйка тока пороговые элемеять1-с усгавками тптже номинальн6го то ка защищаемого объекта, число которых соотве>тствует требуемой точносЫ аппроксима ции характеристик>и выдержкй" времени, ин Версйьте выходы которыМ и выходы„отдель ных разрядов реверСивйого счй4лка" импуль- . сов "попарно через -дополнИтельйо указанные логичеСкие элементы И включейй на вход второго -дополнтттельного логического элемен- 4О . та ИЛИ, ВБ1ход "fcoTop01"о подклтбчен к входу сбрбса" реверсивного счетчйка ййпульсов.

Кроме того, на входах указанМых" логиМских элементов И нойарно объединены > вы xogQ дополнйтельных пороговы>х элементов с yn авками в порядке возрастания с выходами "разрядов реверсйвного счетчйка импульсов в порядке убываййя.

На чертеже приведена функциональная схема реле.

Реле содержит рттд пороговйх цементов . (ПЭ), йодключеттных к логическим элементам И и,реверсивному счетчику (РС) импуль сов, Выход первого логического элемента

ИЛИ пбдключен к исп6лйительному органу (ИО), а второго — к входу сброса реверсив юго счетчика (РС) .

Реле работает следую1цим 6бразом, Д

Выпрямленный входной сигнал, пропорцйональный контролируемому току 1, подается на входы *n* пороговых элементов, имеющих уставки срабатывания выше номинального тока, и на входы "m" пороговых элементов, имеющих уставки ниже Номинального тока. Пороговые элементы реагируют на мгновейное значение входного тока и формируют на своих выходах прямоугольные импульсы, следующие с частотой 100 Гц при фвухполупериодной схеме выпрямления, С выхода порогового элемента с уставкой 1,1

Дн прямоугольные импульсы поступают на суммируюццлй вход счетчика, С выходов друmx пороговых элементов импульсы поступают на входы двухвходовых логических элементов И. По мере заполнения счетчика на выходах его разрядов "нули" сменяются

"единицами", которые поступают на вторые входы л6гических элементов И, и при наличии сигна>тов на обоих входах какого-либо логического элемента И его выходной сигнал через логический элемент ИЛИ подается на управляющий электрод тиристора исполнительного органа. Требуемьпл вид ампер-секундной характеристики реле обеспечивается соответствующим выбором разрядов счетчика и выходов пороговых элементов, которые объединяются на входах логйческтлх элементов И, Характеристика получается ступенчато-падающей, число ступеней, а значит и точность а11йроксимации заданной "гладко"" аналитической завйеимостй, определяется числом пороговых элемейтов, так как вь1держка времени при заданйом токе перегрузки может быть выставлена любой, с точностью 0,01 с — периода следоВания выпряМленных импульсов тока перегрузки (при частоте сети 50 Гц).

На фигуре показаны двухвходовые логические элементы И, для получения заданной выдержки времени мбгут понадобиться многовходовые, собирающие сигналы с нескольких разрядов счетчика, что не имеет, однако, принциптлального значения.

После снятия перегрузки и снижения тока до номйнального и ниже импульсы нерестают поступать на суммирующий вход, а поступают с порогового элемента с уставкой 1,03тт на вход "вычитание". После "стирания" всей информации, -аписанной во время перегрузки в счетчик, сигнал поступает на вход "сброс" и счетчик приведен в исходное состояние.

Время "записи", "стирания", т.е, полная емкость счетчика выбирается в соответствии с тепловой Постоянной времени защищаемой электрической машины или кабеля. Поскольку время охлаждения оборудования после предшествующей перегрузки до допустимой температуры перегрева зависит также и от

714556 перепада начальной и конечной температур, пэчности, дополнительно введены логический определяемой величиной оставшегося нагру- элемент ИЛИ, логическме элементы И и порпзочного тока, в схему введены пороговые говые элементы с уставками выше значения элементы с уставками ниже номинального номинального тока защищаемого объекта, тока, инверсные выходы которых и выходы "> число которых соответствует требуемой точразрядов счетчика, объединенные на логи- ности аппроксимадии характеристики выдержческих элементах И, подаются через второй ки времени, причем выхода вновь введенных логический элемент ИЛИ на вход "сброс". юроговых элементов и выходы отдельных

Объединение производится таким образом разрядов реверсивного счетчика импульсов .что чем ниже значение нагрузочного тока, o"ïoïàpío через упомянутые логические злеоставшегося после перегрузки, тем меньше вы-. менты И, включены на входы указанного держка времени, набираемая на счетчике В . логического элемейта ИЛИ, выход которого режиме "вычитания", тем быстрее подается подключен к жйолнйтельному органу, вхосигнал на "сброс", что имитирует более быст- ды дойолнительных пороговых элементов рое охлаждение защищаемого оборудования, 1s подключен к" вьасоду датчика тока,-а пря-"

Если последующая перегрузка оборудов ия мой и йнверснья входы реверсивного счетв повторно-кратковременном режиме работы чика импульсов йодключены соответственновозникмет раньше, чем закончится "очистка" к выходу порогового элемента, имеющего

„счетчика, запись, суммирование начнется ic - .. "наименьшуъз уставку, превышающую номинальтому, что осталось в счетчике, т.е."выдерйса 2р ный ток, и выходу порогового элемейта, времени будет меньше прй том же токе пере- ймйощего"уставку, равную номинальйому току. грузки, чем иммитируется более быстрое йа- " 2. Цйфровое реле тОка по п. 1, о т л и ч агревание обОрудоВания до предельно дО у- "ю "щ е е с я тем, чтб Меддйа «второй до. мой температуры, если одно до этого не осты йолнительный логический элемент ИЛИ, логи- ло до номинальной температуры йосле пред- . 25 ческие элементы И и подключенные входами шествующей перегрузки. . — ; к выходу дат«ика тока, пороговые элементы

Технико-"экономический эффект от внедре- с усгавкамй ниже Номинального тока защища. ния предлагаемого изобретения ойределмтея: . емого оеьекта, число котбрйх соответствует большой точностью и стабильностью ампер-:, требуемой точности апп1йксимации характерисекундной характеристики реле, что пбзаЬЫ- Зо стики" выдержки времени; ййверснйе выходы ет полностью использовать перегрузки«ув "спо- к«торых и выходы отдельных разрядов ресобность защищаемого электрооборудоВанйя, версивного счетчика имйульсов попарно через устранить излишние его отключения и -сни- дополнительно указанные логические элемепзить ущерб у потребителя от йедоютпуска гы И включены на вход второго дополнительэлектроэнергии ; прак гически полным исклю- зз ного логическом. элемента ИЛИ, выход кото- . чением настройки. и регулировки реле, гe., — рого подключЫ к"входу сброса реверсивноснижением его трудоемкости в серийном го счетчика импульсов. производстве; воэможностью умейьшения .- " 3. Цифровое реле тока по и, 1, о т л ивремени испытаний готовых изделий, нутем q а ю щ е е с я тем, что на входах указан повышения частоты входного тока. . 4o йых логических элементов И, попарно объединены выходы дополнительных йороговых элементов с устайкайи в порядке возрастаФ о р м у л а и з о б р е т е и и я: нйя с выходамй разрядов -реверсивного счет чика импульсов Ь порядке убывания.

l. Цифровое реле тока с зависимой характе- 4у" Источники информации, истикой выдержки времени, содержащее по- принятые во внимание при экспертизе р с следовательно соединенные датчйк тока, лоро- 1. Авторское свидетельство

СССР Р 261609

1 говый элемент и реверсивный счетчик иьяуль- "кл. Я 02 М 7/10, 21.1 . . 2.67. сов, а также исполнительный орган, о т л и- 2, Авторское свидетельство о СССР И 316147, ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения 5о кл. Н 02 Н 3/08, 30.03.70.

71455á

Составитель В. Барабанов 1 ехред ЭЯужик

Редактор Ю. Челюкаиов

Корректор А, Грииеико

>нраж 783 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскал наб., д. 4/5

Заказ 9307/55

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4