Устройство для максимальной токовой защиты с зависимой от тока выдержкой времени

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 6 2 УБЛИК 50 4 Н 02 Н 3 О Е ИЗОБРЕТЕН М. Р АВТОРСКОМ ЕЛЬСТВ ср,2 . ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. А. Я. Пельше(56) Авторское свидетельство СССР792409, кл. Н 02 Н 3/08, 1976.Авторское свидетельство СССР907661, кл. Н 02 Н 3/08, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ С ЗАВИСИМОЙ ОТ ТОКА ВЫДЕРЖКОЙ ВРЕМЕНИ(57) 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,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.(2) 1 г 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретеци; : 1 сится к электротехнике, а более конкретно к релсйцой заците энергосистем - к устрой 1 ства.,1, которые контролируют ток защищаемого объект;. и воздействуют на его отключение с выс 1 жкой времени, зависяшей от вели 1 и ы тока це. регрузки или короткого замыка 1 ия.Цель изобретения - повы 11 ение точностии действия устройства и ег г;.",1 о.:е;1 ие.На фиг.приведена фуц 1111 . схема устройства ца фиг. 2 - д 1,.,1 я;17времени срабатывания устройс 1 ва.Согласно рекомендациям У-)К за 1 циты электроуста 1 пцок от цсрсгру:1 необходимо применение устройства, в 1 ех ". срабатывания которых р находится в зависимости от квадрата входного тока 1 ,Аименно р.= - , где Лвелилица, зави.сящая от вида и мощности электроустановки.В предложенном устройствс входной ток 1 Вх., пропорциональный току защи 1 п асмой электроустановки, поступает ца 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 ( 1, 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 НЕ 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 напряженияср 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 напряже- ние 1.1 вх.= К 11 вх. (1) где К 1 - коэффицИент пропорцИональности.Напряжение (.1-. подводится к первому входу пускового органа 2, где оцо сравнивается по величине с опорным напряжением 1, сотве гствующим входному напряжению цри токе срабатывания 1 ср. устройства.Напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 4 зави 1.ит от сигналов на его входах следующим образом где" - напряжение на выходе преобразо,1 с. 1 С, 1 Р 1ц количество импульсов, записанных в первый счетчик 5 импульсов; полный объем первого счетчика 5 импульсов.ри(11. 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 напряжением1 ср ПеРвое напРЯжейие .Зон.1 ЯЬлЯетсЯ рабочим, а второе 1 ср.р - тормозным. Для рассматриваемого случая при 1-.(1 ср. получаетсяВцх,1= О( Бср.р 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 напряжениевх.= К 11 вх На выходе при этом имеются прямоугольнЫе импульсы с частотой следования= К1 вх.= К 1 К 1 вх., (3) где Кр - коэффициент пропорциональности.Практическая реализация такого преобразователя возможна при использовании специализированных микросхем, например типа КР 1008 ПП 1, или более сложных схем с использованием операционных усилителей.Зависимость числа входных импульсов и для первого счетчика, поступивших за время 1, определяется каки= 11= К 1 К 1-( (4)Однако при 1,(1 ср. на установочном входе счетчика 5 постоянно присутствует 1 и, независимо от количества поступаемых с выхода преобразователя 3 импульсов, состояние его выходов не изменяется и равно нулю, При 1 вх.) 1 ср напряжениев. становится больше напряжения .1-.1 и вьходной(6) формула изобретения 55 сигнал пускового органа 2 соответствует логическому сигналу , а сигнал на выходе логического элемента НЕ 6 равен О.При этом на обоих входах логического элемента ИЛИ 7 присутствуют логические сигналы О. На )становочных вхотнх первого 5, и второго 8 счетчиков импульс г появляются логические сигналы О и р:.зрешается отсчет импульсов посредствгэтих 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 1 в ) 1 ср. выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 4 в соответствии с (1), (2) и (4) зависит от временис начала очередного цикла отсчета следующим образом гЗвых.4= - К 11 вх.Кз 1 вх.1, (5)и КК 21 где Кз - коэффициент пропорциональности.Это напряжение сравнивается органом 9 сравнения напряжений с напряжением сравнения 3 ср.2. Напряжение 3 в 4 и с начала цикла отсчета в течение времеии линейно возрастает йо мере заполнени 1 счетчика 5. При 3 вых.4)3 ср.2 выходной сигнал органа 9 сравненря напряжений меняется с О на 1, благодаря чему появзяются 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. Сигналс выхода логического элемента ИЛИ 7 поступает на установочный вход первого счетчика 5 импульсов, что приводит к переходу этог 6 счетчика в исходное состояние с выходиыми сигналами всех триггеров счетчика, равными О, Тогда п в (2) становится равным О, что в свою очередь приводит к снижению.до нуля напряженнй 3 в 4 и к изменению выхЬдного сигнала органа 9 сравнения напряже 4 ий с 1 на О; После этого сигналы на обоих входах логического элемента ИЛИ 7 равны О и разрешается отсчет импульсов ервым счетчиком 5 импульсов в следующем цикле отсчета.Продолжительность 1; 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 электроустановки. Таким образом, общее время срабатывания устройства состоит из суммы Х 2 временных интервалов 1, (фиг. 2).Причем площади всех элементарных прямоугольников одинаковы и равны= "= К" (7)Кз Сумма площадей всех прямоугольников составит количество тепла, выделившееся в защищаемом объекте за время ср., поскольку при увеличении числа интервалов 1; с одновременным их уменьшением по длительности она стремится к значению1 вх.й= А (8)При неизменном в течение выдержки времени уровне это время определяется как(3 ср. Я Ас= 11 Ч 2 - К12 ) 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 Х 2 либо плавно - регулирова- НИЕМ (Зср.2 И КОЭффнцИЕНта КЗ.В случае, если до окончания выборавыдержки времени значение 1.х станет меньше 1 ср., то пусковой орган 2 возвратится в исходное состояние, благодаря чему первый 5 и второй 8 счетчики импульсов устанавливаются в начальное состояние, а исполнительный орган О не срабатывает.НаПряжЕНИЕ (Зср.2 дОЛжНО бцтЬ МЕНЬШЕили равно напряжению 3 свч, чтобы происходил отсчет выдержки времени при всех значениях 1 вх)1 ср., Коэффициент Кз в (5) зада ется таким образом, чтобымаксимальноезначение 1; (при 1-.= ср.) было на несколько порядков меньше постоянной времени переходного процесса при возможном изменении входного тока в процессе набора выдержки времени. Тогда в каждом цикле отсче та входной ток остается практически неизменным, что обеспечивает достаточно высокую точность действия устройства.Использование изобретения позволитвыполнить 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 токовойзащиты с зависимой от тока, выдержкой вре1265906 1 Юхйзг1 Рх г Е;.р Ес-гФиг. г Составитель К. ШиланТехред И. ВересТираж 612И Государственного комитетаделам изобретений и оч крыосква, Ж - 35, Раушская насПатент, г. Ужгород, ул. Корректор ТПодписноеСССРийд, 4/5Проектная, 4 Редактор В. ДанкоЗаказ 5675/53ВНИИПпо113035 МФилиал ГНПП 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 упрошения, 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 эле О 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 импульсов, установочныи вход первого счетчика импульсов соединен с выходом логического элемента ИЛИ, а второй вход органа сравнения напряжения подключен к дополнительному источнику опорного напряжения.