[发明专利]可编程序的反时限延迟电路

说明书

本发明涉及一种用于电力系统和电子系统的保护电路，尤其涉及到一种用于监测过电流或过电压故障工况的反时限延迟电路，以保护电力开关装置。

电力系统，诸如单相或多相交流或直流电压系统需要工作在由线路容量控制的电流及负荷所限制的工况范围内。诸如固态电力控制器那样的保护装置需要检测出系统中的过电流或过电压工况，并对各种系统部件提供任何需要的断开和再连接的操作。

这样的保护装置可以包括一个跳闸电路，该电路对检测出的过电流或过电流工况响应而控制开关装置的工作，并包括一个反时限延迟电路，该电路提供的跳闸时间与输入关系由下面等式给出：

T＝ (A（B-X）)/(X-C)

式中T是电路的跳闸时间;X代表电压或电流的输入信号量;以及AB和C是常数。按照等式（1）提供跳闸时间的一种反时限跳闸电路在1972年10月10日公布的美国No3697813号专利中已作了说明。常数B可以是电路中的一个第一参考电压电平，限定该电路的瞬间跳闸时间。而常数C可以是一个第二参考电压电平，限定极限跳闸时间，该跳闸时间趋向无穷大。常数A是对瞬态跳闸时间和极限跳闸时间之间的间距进行调准的一个换算系数。

1981年1月13日发布的美国4245184号专利示出的图2的方块38是根据等式（1）提供跳闸时间的另外一种跳闸电路。这样的电路包括一个非倒向积分器。该积分器接收一个表示过负荷工况的信号，还接收一个参考信号，以产生比例于过电流信号和参考信号之间差值的积分的控制信号。这个控制信号与一个附加参考信号进行比较，当该控制信号量超过该第二参考信号量值时，产生一个使逻辑状态改变的跳闸信号。

这样的电路提供了期望的反时限延迟跳闸信号，但只设计成应付单独一套运行参数，因此，为了应付各种运行特性就必须提供许多的这种电路，所以希望设计出一种反时限延迟跳闸电路，它能满足一定范围的运行工况，以减少这样电路的总需要量。

根据本发明构成的反时限延迟电路包括一个积分器，它具有第一输入，用于接收代表外电路中的电压或电流信号;并具有第二输入用于接收一个参考信号，以致该积分器产生一个代表积分第一和第二输入差值的控制信号;一个比较器连接成接收该控制信号，并将它与一个第二参考信号比较，在该控制信号量值超过第二参考信号量值时，产生一个使逻辑状态改变的输出信号。设有一个可编程序装置以对第一参考信号或第二参考信号或这二个参考信号的量值进行控制，则对该瞬态跳闸时间、极限跳闸时间或这两个跳闸时间进行一起控制或单独控制，以提供一个反时限延迟电路，该电路能在一个宽的指定的运行工况范围内工作。

从以下对附图所示较佳实施例所作的说明将更易于明了本发明，其中：

图1、2和3是本发明可供选择的各实施例的简图，和

图4是说明图1、2和3电路工作的一系列曲线。

参考各附图。图1是根据本发明构成的一个反时限延迟电路的一个实施例简示图。该电路包括一个积分器10，它含有运算放大器U₁。电容C、电阻R₁和R₂。信号Vs代表外部电路中电压或电流，它被一个换算电路12的换算系数K乘且与运算放大器U₁的非反向输入相连。一个第一参考信号V₁加到放大器U₁的反向输入端，这使在线路14上产生一个代表运算放大器U₁的反向和非反向输入端信号之间差值的积分的控制信号。比较器U₂接收线路14上的控制信号并将它与一个第二参考信号V₂进行比较，以在该控制信号量值超过该第二参考信号量值时产生一个从逻辑低电平变为逻辑高电平的输出信号S。图1的电路提供的输出信号S的逻辑状态在跳闸时间T时按照上面等式（1）来改变。等式（1）中的常数A、B和C现在可以根据图1中电路的参数来确定如下。在瞬时跳闸电平时式中X＝B＝KV_S：

V_O=（KV_S－V₁）（1＋ (R₂)/(R₁) ）＝V₂（2）