Устройство для токовой защиты с зависимойвыдержкой времени срабатывания

1 и) 828295 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик, Б. Пап жский ордена Трудового Красного 3 политехнический институт м(54) УСТРОЙСТВС ЗАВИСИМОЙ ВЫДЕР Изобретение относится к релейной защите, а именно к устройствам максимальной токовой защиты, которые срабатывают и выдают сигнал на отключение контролируемого объекта с выдержкой времени, дли тельность которой зависит от величины тока перегрузки или короткого замыкания,Известно устройство для токовой защиты с зависимой (или ограниченно зависимой) выдержкой времени срабатывания, 10 которое работает по принципу интегрирования импульсов тока перегрузки или короткого замыкания в накопителе на магнитном материале с прямоугольной петлей гистерезиса 11. 15Это устройство характеризуется значительной температурной погрешностью, а также систематической погрешностью интегрирования, возрастающей с увеличением выдержки времени срабатывания. 20Наиболее близким к предложенному устройству по технической сущности является устройство для защиты от перегрузки со счетным накопителем, которое содержит измерительную схему, функциональный пре образователь, логический элемент И, пусковой орган, интегрирующий орган и реагирующий орган, при этом к выходам измерительной схемы присоединены пусковой орган и функциональный преобразователь, 30 ТОКОВОЙ ЗАЩИТЪВРЕМЕНИ СРАБАТЪВА выходы которых через логический элемент И подведены к интегрирующему органу, а выход интегрирующего органа присоединен к реагирующему органу 21.Недостатком известного устройства является наличие в схеме его функционального преобразователя хронирующей (частотозадающей) КС-цепи, что ограничивает точность и стабильность срабатывания реле по заданной временной характеристике ввиду изменения от температуры емкости и тока утечки конденсатора.Цель изобретения - повышение точности.Это достигается тем, что в известное устройство, содержащее последовательно включенные входной преобразователь тока в напряжение и пусковой орган, последовательно соединенные интегрирующий счетчик и исполнительный орган, а также пороговый орган, дополнительно введены логический элемент НЕ, логический элемент ИЛИ, стробируемый ключ, а также включенные между выходом пускового органа и входом порогового органа последовательно соединенные генератор импульсов стабиль ной частоты, измерительный счетчик, подключенный к цифроаналоговому преобразователю поразрядно, и сумматор, причем первый вход логического элемента ИЛИподключен к установочному входу интегрирующего счетчика и через логический элемент НЕ - к выходу пускового органа, второй вход - к выходу стробируемого ключа, а выход - к установочному входу измерительного счетчика, второй вход сумматора подключен к выходу входного преобразователя тока в напряжение, стробируемый ключ включен между выходом порогового органа и тактовым входом интегрирующего счетчика, а выход генератора импульсов подключен также к управляющему входу стробируемого ключа.Для отсчета времени используется дискретный способ накопления импульсов от стабильного (например кварцевого) генератора, а функцию преобразования характера электрического сигнала выполняет интегральный цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), отличающийся высокой точностью параметров и стабильностью характеристик, Это позволяет получить высокую точность срабатывания реле в любой точке его временной характеристики и исключить дрейфовые (например температурные) составляющие из погрешности действия системы отсчета времени и цифроаналогового преобразования сигнала,На чертеже приведена функциональная схема устройства.Устройство содержит входной преобразователь 1 тока в напряжение, пусковой орган 2, генератор 3 импульсов стабильной частоты, измерительный счетчик 4, цифроаналоговый преобразователь 5, сумматор 6, пороговый орган 7, стробируемый ключ 8, интегрирующий счетчик 9, исполнительный орган 10, логический элемент 11 ИЛИ, логический элемент 12 НЕ.Устройство работает следующим образом.Сформированное выходным преобразователем 1 тока в напРЯжение из тока 1 вх на- ПряжЕНИЕ Увх=1(1 вх) ПОдВОдИтСя К ПУСКО- вому органу 2, который срабатывает по превышении этим напряжением заданного значения пускового напряжения Увх) Упуск и включает генератор 3 импульсов неизменной частоты, при этом ранее установленный в нуль измерительный счетчик 4 начинает заполняться, а поразрядно присоединенный к нему ЦАП 5 формирует на своем выходе напряжение Уцлп, изменяющееся по величине пропорционально заполнению измерительного счетчика 4 от нуля (при установленном в нуль счетчике) до Уцлп (при полном заполнении счетчика). При этом напряжение на выходе ЦАП 5 является линейной функцией времени (с началом отсчета времени в момент запуска генератора 3 импульсов), т. е. Уцлп =И. Просуммированное по величине сумматором 6 напряжение У,х+Уцлп подводится к пороговому органу 7, который срабатывает при 4условии (О+Уцлп ),)Юпср,ср, а потому при входном напряжении У,х)Упсп пороговый орган 7 срабатывает с задержкой асср относительно срабатывания пускового органа 2 в момент, когда Увх+Иср = =Упср.,р, а из выраженияпор.срср -йюследует, что при УвхУпср ср время срабатывания является линейной функцией разности напряжений Упср, ср и Увх, а форма характеристики определяется функцией 1 преобразования тока в напряжение входным преобразователем 1. Сигнал о срабатывании порогового органа 7 через стробируемый ключ 8 подводится к интегрирующему счетчику 9, который при полном заполнении импульсами с выхода ключа 8 включает исполнительный орган 10, Интегрирующий счетчик 9 введен в схему устройства для того, чтобы выдержка времени Т от момента срабатывания пускового органа 2 до срабатывания исполнительного органа 10 зависела от значения интеграла площади под кривой Увх=,(1), так как время асср срабатывания порогового органа 7 зависит от мгновенного значения Уна момент его срабатывания и не учитывает возможного изменения величины Уза время набора выдержки времени асср. При объеме и интегрирующего счетчика 9 он срабатывает на включение исполнительного органа 10 в момент поступления и-ного импульса на его вход, при этом выдержка времени Т срабатывания всего устройства СОСтаВЛяЕт Т=ср.1+ср.2+ " +ср п - 1++1 ср. т. е. представляет собой сумму дли тельности отдельных циклов срабатыванияпорогового органа 7, величины которых зависят от значения У,х на момент окончания каждого цикла. Связь выхода ключа 8 с установочным входом измерительного 45 счетчика 4 через логический элемент 11ИЛИ задает циклический режим работы устройства путем сброса счетчика 4 в нуль после каждого срабатывания порогового органа 7, Ключ 8 стробируется импульсами с 5 о выхода генератора 3, и в режиме циклического срабатывания порогового органа 7 не вносит заметных задержек в цепь прохождения сигнала от порогового органа к интегрирующему счетчику 9 и через логический элемент 11 ИЛИ к измерительному счетчику 4. При Увх) Упор. ср устройство работает в независимой части временной характеристики, и условие срабатывания порогового органа 7 выполняется уже без участия 6 О составляющей Уцлп, а потому непрерывному в этом случае сигналу на выходе порогового органа импульсный характер придается путем стробирования ключа 8 импуль., сами с выхода генератора 3. При этом выдержка времени Т срабатывания устройст828295 Формула изобретения Составитель Ю, Барабанов едактор Т. Загребельная Техред А. Камышннкова Корректор В. Намаказ 744/18 Изд.328 Тираж 694 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5. Сапунова. 2 ипограф ва уже не зависит от конкретной величинынапряжения Узк и составляет по длительности и периодов поступления импульсов свыхода генератора 3. При снижении значения напряжения Узх ниже уровня возврата 5пускового органа 2 последний воздействуетна выключение генератора 3 с одновременной подачей сигнала сброса счетчиков внуль с выхода логического элемента 12 НЕна установочный вход интегрирующего 10счетчика 9 и через логический элемент 11ИЛИ на установочный вход измерительного счетчика 4. Исполнительный орган 10при этом выключается, а вся остальнаячасть схемы устройства возвращается в исходное состояние,Устройство обладает тем преимуществом,что масштабы характеристики срабатывания по различным осям координат могутрегулироваться различными органами реле 20(масштаб времени - частотой генератора,масштаб токов - пороговым органом), аформа характеристики срабатывания релезадается функцией преобразования тока внапряжение входным преобразователем. 25Высокая точность и стабильность характеристик срабатывания реле позволяетулучшить селективность срабатывания устройств максимальной токовой защиты и темсамым повысить эффективность ее действия. Устройство для токовой защиты с зависимой выдержкой времени срабатывания, 35 содержащее последовательно включенные входной преобразователь тока в напряже-. ние и пусковой орган, последовательно сое- диненные интегрирующий счетчик и исполнительный орган, а также пороговый орган, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно введены логический элемент НЕ, логический элемент ИЛИ, стробируемый ключ, а также включенные между выходом пускового органа и входом порогового органа последовательно соединенные генератор импульсов стабильной частоты, измерительный счетчик, подключенный к цифроаналоговому преобразователю поразрядно, и сумматор, причем первый вход логического элемента ИЛИ подключен к установочному входу интегрирующего счетчика и через логический элемент НЕ - к выходу пускового органа, второй вход - к выходу стробируемого ключа, а выход - к установочному входу измерительного счетчика, второй вход сумматора подключен к выходу входного преобразователя тока в напряжение, стробируемый ключ включен между выходом порогового органа и тактовым входом интегрирующего счетчика, а выход генератора импульсов подключен также к управляющему входу стробируемого ключа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР231655, кл. Н 01 Н 50/86, 12.07.65,2, Иванов Е. Е. Реле защиты от перегрузки со счетным накопителем. - Известия ВУЗов. Электромеханика,5,1972, с. 530.