Устройство для максимальной токовой защиты с зависимой от тока выдержкой времени

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к релейной защите энергосистем . Цель изобретения - повышение точности действия устройства и его упрощение . Это достигается тем, что выход преобразователя 1 переменного тока в постоянное напряжение соединен с входом преобразователя 3 напряжения в частоту следования импуЛьсов, первый вход логического элемента ИЛИ 7 подключен к выходу логического э.емента НЕ 6 и к установочному входу второго счетчика 8 импульсов. Это позволяет Обеспечить большую точность время-токовЬй характеристики при одновременном уменьшении входящих в устройство элементов по сравнению с прототипом. 2 ил. i Вш о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ц 4 Н 02 Н 3 08! ф в

1 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3885481/24-07 (22) 18.04.85 (46) 23.10.86. Бюл. № 39 (71) Рижский ордена Трудового Красного

Знамени политехнический институт им. А. Я. Пельше (72) Л. Б. Паперно и Ю. Н. Денщик (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 792409, кл. Н 02 Н 3/08, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 907661, кл. Н 02 Н 3/08, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ С ЗАВИСИМОЙ ОТ ТОКА ВЫДЕРЖКОЙ ВРЕМЕНИ

ÄÄSUÄÄ 12659()6 (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейно" защите энергосистем. Цель изобретения — повышение точности действия устройства и его упрощение. Это достигается тем, что выход преобразователя 1 переменного тока в постоянное напряжение соединен с входом преобразователя 3 напряжения в частоту следования импуЛьсов, первый вход логического элемента ИЛИ 7 подключен к выходу логического э.цемента НЕ 6 и к установочному входу второго счетчика 8 импульсов. Это позволяет обеспечить большую точность время-токовой характеристики при одновременном уменьшении входящих в устройство элементов по сравнению с прототипом.

2 ил.

1265906

< выв..<= i, » 7 т<

1 (2) < г

Изобретени::, сится к электротехнике, а более к<гнкре-,но к релсйной зап<ите энергосистем — к устройс;-ва 1, которые контролируют ток защищаемого объект:. и воздействуют на его отключение с Bb<,,<.i!»

Цель изобретения — повии<:ение тоы«ости действия устройства и ег<»л; о ;е,и<»

На фиг. приведена фу«

7 времени срабатывания устройс<на.

Согласно рекомс:<..<ациям .". ЗК за<циты электроустановок от нсрсгру:<:- необходимо применение устройства, «р< х<-.. срабатывания которых !в< находится в зависимости от квадрата входного тока 1 °, А именно tcp.= —,, где Л -- вели1<ива, завиВХ. сящая от вида и мощности электроустановки.

В предложенном устройствс вход«ой ток

1-., пропорциональный току защи<п асмой электроустановки, поступает на вход преобразователя 1 переменного тока в постоянное напряжение. Выход преобразователя 1 переменного тока в постоянное напряжение соединен с первым входом пускового органа 2, на второй вход которого подано опорное напряжение (!вв <, с входом преобразователя 3 напряжения в частоту следования импульсов и с входом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 4.

Выход преобразователя 3 напряжения в частоту следования импульсов соединен со счетным входом первого счетчика 5 импульсов, к разрядным выходам которого подключены соответствующие цифровые входы цифро-аналогового преобразователя 4. Выход пускового органа 2 соединен с входом логического элемента HE 6, к выходу которого подключены первый вход логического элемента ИЛИ 7 и установочный вход второго счетчика 8 импульсов. Первый вход органа

9 сравнения напряжений (выполненного на основе компаратора напряжений) соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 4, а второй его вход подключен к дополнительному источнику опорного напряжения Ucp.г. Выход органа 9 сравнения напряжений соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ и со счетным входом второго счетчика 8 импульсов. К выходу второго счетчика 8 импульсов подключен вход исполнительного органа 10.

Устройство работает следующим образом.

Преобразователь 1 входного тока в постоянное напряжение формирует напряжение

U».= К<1вх. (!) где К< — коэффициент пропорциональности.

Напряжение U». подводится к первому входу пускового органа 2, где оно сравнивается по величине с опорным напряжением

L, сответствую<цим входному напряжению при токе срабатывания Icp. устройства.

Напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 4 зави<.ит от сигналов на его входах следующим образом где U" — напряжение на выходе преобразо::, < ." <.,! I 1; !

1 количество импульсов, записанных в первый счетчик 5 импульсов; полный объем первого счетчика 5 импульсов.

i ti.è !. ° (1 <. выходной сигнал пускового органа 2 соответствует логическому сигналу

«О», а на выходе логического элемента

НЕ 6 присутствует логический сигнал «1», благодаря чему на выходе логического элемента ИЛИ 7 и на установочных входах первого 5 и второго 8 счетчиков импульсов имеются логические сигналы «1», что соответствует установке всех триггеров обоих счетчиков в состояние с выходным сигналом «О».

Тогда в выражении (2) значение и равно нулю и выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 4 также равно нулю.

Орган 9 сравнения напряжений сравнивает выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 4 с опорным напряжением

Ucp.g. Первое напряжеиие !. < является рабочим, а второе Ucp.2 — тормозным. Для рассматриваемого случая при 1-.(Icp, получается !выв.<= 0(U p.2 и выходной сигнал органа сравнения напряжений равен нулю и поступает на вход счетчика 8 и второй вход элемента ИЛИ 7. Счетчик 8 не заполняется, так как на его установочном входе постоянно присутствует логическая «1».

На вход преобразователя 3 напряжения в частоту следования импульсов подается постоянное напряжение Usx.= К< 1»,. На выходе при этом имеются прямоугольные импульсы с частотой следования

К2 U».= К< К2 I»., (3) где К2 — коэффициент пропорциональности.

Практическая реализация такого преобразователя возможна при использовании специализированных микросхем, например типа

КР1008ПП1, или более сложных схем с использованием операционных усилителей.

Зависимость числа входных импульсов и для первого счетчика, поступивших за время t, определяется как и= ft= К< К 1-t (4)

Однако при 1,„(Icp. на установочном входе счетчика 5 постоянно присутствует

«1» и, независимо от количества поступаемых с выхода преобразоиателя 3 импульсов, состояние его выходов не изменяется и равно нулю. При 1-.) 1в<. напряжение U». становится больше напряжения <вв.! и вь!ходной

1265906 (9) 20 где А

Ucp 2 1 12

Кз

Ucp.2

Кз1-. (6) Формула изобретения

55 сигнал пускового органа 2 соответствует логическому сигналу «1», а сигнал на выходе логического элемента HE 6 равен «О».

При этом на обоих входах логического элемента ИЛИ 7 присутствуют логические сигналы «О». На )становочных вхо";i< первого 5, и второго 8 счетчиков импульс:. г появляются логические сигналы «О» и ра.,решается отсчет импульсов посредстве. i этих счетчиков.

Поступающие с выхода преобразователя 3 импульсы начинают заполнять счетчик 5, который связан своими выходами с цифровыми входами цифроаналогового преобразователя 4.

В соответствии с этим при Is ) Icр. выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 4 в соответствии с (1), (2) и (4) зависит от времени t с начала очередного цикла отсчета следующим образом г

Us x.4= — N gi l s> — 1 — Кз1-1 (5) и К|К21- t

l 1 где Кз — коэффициент пропорциональности.

Это напряжение сравнивается органом

9 сравнения напряжений с напряжением сравнения Ucp.2. Напряжение U .4 и с начала цикла отсчета в течение времеии линейно возрастает йо мере заполнениМ счетчика 5. При Us x.q)Ucp.2 выходной сигнал органа 9 сравненИИ напряжений меняется с «О» на «1», благодаря чему появляются сигналы «1» на втором входе и на выхбде логического элемента ИЛИ 7, а также йа счетном входе второго счетчика 8 импульсов, который отсчитывает очередной иМпульс.

Сигнал 1 с выхода логического элемента

ИЛИ 7 поступаеТ на установочный вход первого счетчика 5 импульсов, что приводит к переходу этогЬ счетчика в исходное состояние с выходиыми сигналами всех триггерой счетчика, равными «О». Тогда п в (2) становится равным О, что в свою очередь приводит к снижению.до нуля напряжении Uss x.4 и к изменению выхЬдного сигнала органа 9 сравнения напряжений с «1» на «О»: После этого сигналы на обоих входах логического элемента ИЛИ 7 равны «О» и разрешается отсчет импульсов Первым счетчиком 5 импульсов в следующем цикле отсчета.

Продолжительность t; одного цикла отсчета составляет

После окончания следующего цикла на счетном входе второго счетчика 8 импульсов кратковременно появляется следующий импульс. После заполнения объема второго счетчика 8 импульсов на его выходе появляется сигнал «1» и срабатывает исполнительный орган 10, подающий сигнал на отключение защищаемой электроустайовки.

Таким образом, общее время срабатывания устройства состоит из суммы Nq временных интервалов 1, (фиг. 2).

Причем площади всех элементарных прямоугольников одинаковы и равны

$= 12 t= К (7)

Кз

Сумма площадей всех прямоугольников составит количество тепла, выделившееся в защищаемом объекте за время tcð., поскольку при увеличении числа интервалов t; с одновременным их уменьшением по длительности она стремится к значению

J I-.dt= А (8)

При неизменном в течение выдержки времени уровне это время определяется как

Ucp. N А

1с= 1 1 12 — y I 1»

Как указывалось, величина А определяется видом и мощностью защищаемой электроустановки. Изменением А устройство может настраиваться на защиту различных электроустановок. Такое изменение можно произвести дискретно выбором объема второго счетчика N> либо плавно — регулированием U-p.q и коэффициента Кз.

В случае, если до окончания выбора выдержки времени значение 1. станет меньше Icp., то пусковой орган 2 возвратится в исходное состояние, благодаря чему первый 5 и второй 8 счетчики импульсов устанавливаются в начальное состояние, а исполнительный орган 10 не срабатывает.

Напряжение Ucp.2 должно быть меньше или равно напряжению U-.i, чтобы происходил отсчет выдержки времени при всех значениях 1-.>lср.. Коэффициент Кз в (5) зада40 ется таким образом, чтобы максимальное значение 1; (при 1-.= Icp.) было на несколько порядков меньше постоянной времени переходного процесса при возможном изменении входного тока в процессе набора выдержки времени. Тогда в каждом цикле отсче45 та входной ток остается практически неизменным, что обеспечивает достаточно высокую точность действия устройства.

Использование изобретения позволит выполнить устройство для максимальной токовой защиты электроустановок с зависимой от тока выдержкой времени, обеспечивающее с большей точностью требуемую защитную характеристику и обладающее достаточной простотой схемы.

Устройство для максимальной токовой защиты с зависимой от тока, выдержкой вре1265906

Их Xh6-3

& 4 ã-2

1 /х /уа f &h6

2 Ух q &3 г

ZEx 2

Составитель К. Шилан

Редактор В. Данко Техред И. Верес Корректор Т. Колб

Заказ 5675!53 Тираж 612 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оч крытий

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

Филиал Г1ПП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мени, содержашее преобразователь переменного тока в постоянное напряжение, пусковой орган, первый вход которого соединен с выходом преобразователя переменного тока в постоянное напряжение, а второй вход подключен к источнику опорного напряжения, первый счетчик импульсов с поразрядно подключенным к его разрядным выходам своими цифровыми входами цифроаналоговым преобразователем, второй счетчик импульсов, исполнительный орган, вход которого соединен с выходом второго счетчика импульсов, орган сравнения напряжений, первый вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности действия устройства и его упро1цения, в него дополнительно введены преобразователь напряжения в частоту следования импульсов, логические элементы НЕ и

ИЛИ и дополнительный источник опорного напряжения, при этом выход преобразователя переменного тока в постоянное напряжение соединен с входом преобразователя напряжения в частоту следования импульсов и входом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, выход преобразователя напряжения в частоту следования импульсов подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, выход пускового органа соединен с входом логического элемента НЕ, первый вход логического эле10 мента ИЛИ подключен к выходу логического элемента НЕ и к установочному входу второго счетчика импульсов, второй вход логического элемента ИЛИ подключен к выходу органа сравнения напряжений и к счетному входу второго счетчика импуль15 сов, установочныи вход первого счетчика импульсов соединен с выходом логического элемента ИЛИ, а второй вход органа сравнения напряжения подключен к дополнительному источнику опорного напряжения.