Устройство для определения короткого замыкания в линии электропередачи

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК а)4601 К 31 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИПН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯКОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ЛИНИИ ЭЛЕКТРО.ПЕРЕДАЧИ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике иможет быть использовано в системахавтоматического контроля. Цельизобретения - повынение быстродействия устройства. Устройство содержит трансформатор 2 тока, генера,80215065 А тор 3, частотный модулятор 4; смеситель 5, элемент 12 И. Блок 6 синхронизации включает двоичный счетчик 7, регистр 8 нулевого значения, элемент 9 И-НЕ, сужеатор 10 по модулю два и ждущий мульти-. вибратор 11Блок 13 аварийной сигнализации состоит из двоичного счетчика 14 регистра 15. верхнего значения, сумматора 16 по модулю два и элемента 17 И-НЕ. Частота напряжения на выходе смесителя 5 изменяется в соответствии с изменени-, ем во времени тока. Ее диапазон зависит от амплитудного значения тока. Максимальное значение частоты в те- .чение интервала времени свидетель-. ствует о наличии короткого замыг . кания. 2 э,п. ф-лы, 2 ип.Изобретение относится к контроль.но-измерительной технике и можетбыть использовано в системах автоматического контроля.Цель изобретения - повышениебыстродействия устройства.На фиг.1 изображена структурнаясхема устройства для определениякороткого замыкания в линииэлектропередачи, на фиг.2 - временные диаграммы напряжений навыходах отдельных блоков устройства,Устройство содержит клемму 1для подключения к линии электропередачи, трансформатор 2 тока,генератор 3, частотный модулятор 4,смеситель 5, блок 6 синхронизации,двоичный счетчик 7, регистр 8 нулевого значения, элемент И-НЕ 9,сумматор 10 по модулю два, ждущиймультивибратор 11, элемент И 12,блок 13 аварийной сигнализации,двоичный счетчик 14, регистр 15верхнего значения, сумматор 16по модулю два, элемент И-НЕ 17.При этом частотный модулятор 4соединен первым входом через трансформатор 2 тока и клемму 1 с линиейэлектропередачи, а вторым входом -с выходом генератора 3. Выход частотного модулятора 4 соединен спервым входом смесителя 5, второйего вход соединен с выходом генератора 3, выход смесителя 5 соединенсоответственно с первым входомэлемента И 12 и с входом блока 6синхронизации (БС), которым является первый вход двоичного счетчи"ка 7; Выходы разрядов двоичногосчетчика 7 подключены к первойгруппе входов сумматора 10 по модулю два, к второй группе входов этого же сумматора подключены выходыразрядов регистра 8 нулев,го значения, выходы сумматора 10 по модулю два подключены к входам элемента И-НЕ 9, соединенного выходомс входом ждущего мультивибратора11, первый выход которого являетсявыходом блока 6 и подключен квторому входу элемента И 12. Второйвыход ждущего мультивибратора 11подключен,к второму входу "Сб"двоичного счетчика 7 и к второмувходу двоичного счетчика 14, выходы разрядов которого соединены спервой группой входов сумматора 161215065 40 ты;к.з.(-) - ток в линииэлектропередачи.45 Знак абсолютной величины в выражении (1) объясняется тем, чтофильтр смесителя имеет полосу пропускания, пропорциональную девиациичастоты частотно-модулированного ко лебания, поэтому будут выделятьсячастоты с)(Ф)-м) - в случае положительной полуволны тока в линии, иИ-М- для отрицательной полуводнытока.В результате частота напряженияна выходе смесителя 5 изменяется всоответствии с изменением во време"ни тока в линии электропередачи по модулю два, вторая группа входовэтого же сумматора 16 по модулю2 подключена к выходам регистра 15верхнего значения. Выходы сумматора 16 по модулю два соединены свходами элемента И-НЕ 17, выходкоторого является выходом блока 13аварийной сигнализации. Выход элемента И 12 соединен с первым входом 1 О двоичного счетчика 14.Устройство работает следующимобразом.Напряжение с выхода трансформатора 2 тока, пропорциональное 15 рабочему току в линии электропередачи (фиг.2 а), поступает на первый вход частотного модулятора (ЧИ)4, а на второй его вход поступаетнапряжение с выхода генератора 3.20 В частотном модуляторе 4 осуществляется изменение частоты этогонапряжения в соответствии с законом изменения рабочего тока. Частотно-модулированное напряжение с 25 выхода частотного модулятора 4подается на первый вход смесителя5, на второй вход которого поступает напряжение с выхода генератора 3. В результате смешания на зО выходе смесителя 5 вьщеляется напряжение с частотами лежащими вдиапазонед )= )-=, Ю, (1)где сд= ) о+ д)1 Ю- мгновенное з начение частотымодулированногонапряжения;ио - частота напряжения генераторавысокой часто(фиг.2), причем диапазон ее изменения зависит от амплитудногозначения тока, С увеличением последнего скорость изменения частотывозрастает. Поэтому, если фиксировать значения частоты напряженияв течение определенного интервалавремени, начинающегося с нулевойчастоты, то максимальное значениечастоты в конце этого интерваламожно .использовать в качестве признака наличия короткого замыкания.Для этого необходимо фиксироватьмоменты перехода тока в линии через нуль, фиксировать значениячастоты в течение заданного интервала и сравнивать его с частотой,соответствующей допустимому значению тока. С этой целью напряжение свыхода смесителя 5 поступает одновременно на вход блока 6 синхронизации и на вход элемента И 12, который находится в "закрытом" состоянии. В блоке синхронизации напряжение с выхода смесителя 5 поступает на вход двоичного счетчика 7,который под его воздействием изменяет состояния своих разряцов(режим "счета"), В момент, когдана входе счетчика 7 напряжение имеет нулевую частоту, состояния егоразрядов соответствуют состояниюразрядов регистра 8 нулевого значения, поэтому сумматор 10 по модулю два фиксирует нулевые состояния всех своих выходных разрядов, что вызывает появление "1" навыходе И-НЕ 9. Это, в свою очередьвызывает срабатывание ждущего мультивибратора 11, который генерируетимпульс длительностью 1,5 шс(фиг.2), выбранное значение длительности импульса (1,5 шс) определяется тем обстоятельством, что заэто время ток нарастает до 1/2 амплитудного значения, что позволяетупростить настройку устройства.Этот импульс открывает элемент И 12.В результате напряжение с выходасмесителя 5 поступает на вход блока13 аварийной сигнализации и на входдвоичного счетчика 14. Выходныеразряды двоичного счетчика 14 подключены к первой группе входов сумматора 16 по модулю два. На вторуюгруппу входов сумматора 16 модулюдва подключены выходные разрядырегистра 15 верхнего значения, в.котором записано значение частотыьЭ (фиг,2 г), соответствующее половине допустимого значения тока в линии. Поэтому, если в течениедействия импульса состояния выходов двоичного счетчика 14 и регистра 15 верхнего значения совпадают, чтр соответствует превьппению амплитудным значением допустимого максимального значения (фиг.2), то на выходе сумматора 16 по модулю два (значение фиг,2 г) будет нулевое состояние разрядов, а на выходе элемента И-НЕ 17 будет действовать напряжение, соответствующее "1", которое поступает на вход автоматического отключения устройства. По истечению рассматриваемого импульса состояния плеч ждущего мультивибратора возвращаются в исходные, что вызывает сброс показаний двоичных счетчиков 7 и 14 (исходное состояние).Таким образом, предлагаемое устройство позволяет автоматически определить наличие короткого замыкания в линии за интервал времени не более, чем 1,5 шс после его возникновения, в то время как в устройстве-прототипе признак короткого замыкания формируется не менее чем за два полупериода тока короткого замыкания при наличии ъучных операций. В предлагаемом устройстве формируется сигнал на предупредительное отключение линии электропередачи до времени возникновения пика кривой тока короткого замыкания, создаются условия для работы отключающей аппаратуры в номинальных условиях. Формула изобретения 1. Устройство для определения короткого замыкания в линии электропередачи, содержащее трансформатор тока, вход которого соединен с клеммой для подключения объекта контроля, генератор, блок синхронизации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство введены частотный модулятор, смеситель, элемент И и блок аварийной сигнализации, при этом выход трансформатора тока подключен к первому входу частотного модулятора, второй вход которого соединен с выходом генератора и с первым входом12150 б 5 Составитель М Техред О.Неце ен Редактор Е, Копча ксимипвне ррект Заказ 904/ ЗО Подписноественного комитета ССобретений и открытийЖ-З 5, Раушская наб.,ХиражВНИИПИ Госудно делам113035, Москва/5 атент",ал ППГ Ужгор Проектная смесителя, второй вход смесителя соединен с выходом частотного модулятора,выход смесителя подключен к первомувходу элемента И и к входу блокасинхронизации, первый выход которогосоединен с вторым входом элемента И,выход которого подключен к первомувходу блока аварийной сигнализации,второй вход блока аварийной сигнали- .зации соединен с вторым выходом блокасинхронизации, причем выход блокааварийной сигнализации соединен свыходом устройства,152. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блоксинхронизации содержит двоичный счетф чик, регистр нулевого значения,сумматор по модулю два, элемент И-НЕ, .б ждущий мультивибратор, при этом счетный вход двоичного счетчика соединен с входом блока синхронизации, выходы двоичного счетчика соединены с первой группой входов сумматора по мо- р дулю два, а вторая группа входов его соединена с выходами регистра нулевого значения, выходы сумматора по модулю два соединены с входами элемента И-НЕ, выходом соединенного с входом ждущего мультивибратора, первыйвыход которого соединен с первым выходом блока синхронизации, а второйего выход соединен с вторым выходомблока синхронизации и вторым входомдвоичного счетчика.3. Устройство по п.1, о т л нч а ю щ е е с я тем, что блокаварийной сигнализации содержитдвоичный счетчик, регистр верхнего значения, сумматор по модулюдва, элемент И-НК, при этом первыйи второй входы двоичного счетчикасоединены соответственно с первым.ивторым входами блока аварийной сигнализации, выходы двоичного счетчика соединены с первой группойвходов сумматора по модулю два,вторая, группа входов которого соединена с выходами регистра верхнегозначения, выходы сумматора по модулю два подключены к входам элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом блока аварийной сигнализации,