Устройство контроля минимального напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ%46нститут инженеров комльстваЮ.П.Колонтаевский и альные элемена интегральных раб. и доп М.: с.192: ил. (см. Функцио ройств н изд, пер т, 1990,ийные ре егральньм издат,5 - 69),ле защиты, вых микросхемах, 1990, с.112: ЙСТВО КОНТРОЛНАПРЯЖЕНИЯование: в электротестройствах релейния надежности и ба также снижения МИНИ(54) УСТРО МАЛЬНОГО (57) Испольэ стности в у для повыше вия работы,хнике, в чай защиты, стродейст- ппаратных К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(5)5 Н 02 Н 3/253 затрат при контроле трехфазной сети, Сущность изобретения: обеспечивается за счет выполнения входного преобразователя напряжения 2, устройства в виде двух трехфазных выпрямителей с нулевым выводом для положительной 3 и отрицательной 4 полярностей, Устройство содержит два канала контроля величийы"йапряжеййЗГ(положи тельной и отрицательной полярности), выполненных по времяимпульсному принципу, источник опорного напряжения7, задающий уставку срабатывания устройства для канала положительной полярности непосредственно, а для"канала"отрицатель-ной полярности через инвертор полярности напряжения 8, Выходы каналов через элемент ИЛИ 13 присоединены ко входу расширителя импульсов, обеспечивающего выработку непрерывного сигнала на выходе при последовательных срабатываниях хотя бы одного канала; С выхода расширителя импульсов сигналы поступают в исполнительный орган устройства, 1 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам релейной защиты.Известны устройства контроля с однойподведенной величиной.Возмокно выполнение такого устройства по принципу сравнения выпрямленногои сглаженного напряжения с опорной величиной при помощи порогового устройства сгистерезисом, Тогда оно содержит узел преобразования входного напряжения, гдепройзводится выпрямление последнего,сглаживающий фильтр и пороговый элемент. При этом устройство имеет повышенное время срабатывания.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству являетсявыбранное в качестве прототипа реле минимального напряжения, выполненное на времяимпульсном принципе, заключающемся всравнений промежутков времени, когда. мгновенйое значение входной величины вы, ше и ниже опорной. Данное реле содержитподключенный к сети согласующий трансформатор, соединенный с ним входной преобразователь, производящий двухполупериодноевыпрямление входного однофазного напряжения, выход которого подключей к первому входу комларатора напряжения, другой входкомпаратора напряжения, другой вход компаратора соединен с выходом источника опорного напряжения,.выход компаратораподключен к интегрирующей цепи, выход которой соединен с входом порогового устройства, а выход последнего - со входомисполнительной части. При этом обеспечивается время срабатывания защиты при контроле снижения напряжения не менее 8,4 мс(частоты сети 50 Гц).Для контроля трехфазной сети можноиспользовать три таких реле, подключаемые к каждой из фаз, Недостатком при этомявляются повышенные аппаратные затратьг, а также большое время срабатывания.Исключить эти недостатки можно, применив в качестве входного преобразователятрехфазный мостовой выпрямитель. Приэтом, если снижение напряжения во всех.трех фазах будет происходить одновременно и одинаков, то время срабатывания такого устройства будет около 2 мс,Однако при неодинаковом изменении напряжения в фазах, например, когда снижается напряжение только в одной из фаз, возмокно несрабатывайие устройства, т.е. устройство срабатывает при неприемлемо большом десятки процентов) снижении напряжения относительно контролируемого уровня.10 15 20 25 торого подключен к выходу источника опор 30 40 45 50 55 Целью изобретения является повышение надежности работы и быстродействия устройства, а также снижение аппаратных затрат при контроле трехфазной сети.Это достигается тем, что входной преобразователь напряжения выполняется в виде двух трехфазных выпрямителей с нулевым выводом для положительной и отрицательной полярностей, дополнительно в устройство введены инвертор полярности опорного напряжения, вторые компаратор напряжения, интегрирующая цепь и пороговое устройство, а также схема ИЛИ и расширитель импульсов, причем выход положительной полярности входного преобразователя соединен с первым входом первого компаратора напряжения, второй вход которого. подключен к выходу источника опорного напряжения, а выход ко входу первой интегрирующей цепи, соединенной с первым пороговым устройством, выход отрицательной полярности входного преобразователя соединен с первым входом второго компаратора напряжения, второй вход коного напряжения через инвертор полярности напряжения, а выход - ко входу второй интегрирующей цепи, соединенной со вторым пороговым устройством, выходы пороговых устройств через схему ИЛИ соединены со входом расширителя импульсов,выход которого подключен к входу исполнительной части,Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что устройство отличается наличием новых элементов; инвертор полярности напряжения, схема ИЛИ, расширитель импульсов и их связями с остальными элементами схемы, Кроме того,введены вторые компаратор напряжения,интегоирующая цепь и пороговое устройство, изменена схема входного преобразователя,Существенными отличиями предлагаемого устройства контроля минимального напряжения является то, что дополнительно введенные функциональные элементы в указанной связи с остальными элементами схемы придают устройству новые свойства, приводящие к снижению аппаратных затрат и повышению быстродействия при контроле трехфазной сети, а также к обеспечению надежной работы при различных соотношениях величины напряжений в фазах.На чертеже представлена функциональная схема устройства контроля минимального напряжения.Устройство содержит подключенный к. трехфазной сети трансформатор 1, соединенный с ним входной преобразователь 2,10 15 20 25 30 35 40 50 55 состоящий из двух трехфазных выпрямителей с нулевым проводом для положительной 3 и отрицательной 4 полярйостей. Выходы преобразователя подключены к первым входам комлараторов напряжения 5 и 6, вторые входы которых подключены к источнику опорного напряжения 7 - непосредственно у компаратора 5 и через инвертор полярности напряжения8 у компаратора 6. Выходы компараторов подключены ко входам интегрирующих цепей 9 и 10, соединенныхсо входом пороговыхэлементов 11 и 12 соответственно. Выходы пороговых элементов через схему ИЛИ 13 соединены со входом расширителя импульсов.14, выход которого подключен ко входу исполнительной части 15. Устройство контроля минимального напряжения работает следующим образом При подключении устройства к трехфазной сети на выходах входного преобразователя 2 появляются выпрямленные несглаженные напряжения положительной и отрицательной полярностей, подаваемые на первые входы компараторов напряжения 5 и 6 соответственно. На вторые входы компараторов подается постоянное напряжение от источника опорного напряжения 7, причем на компаратор 5 - непосредственно, а на компаратор 6 через инвертор полярности напряжения 8. Величина напряжения источника опорного напряжения 7 определяет уставку срабатывания устройства. При снижении выходных напряжений преобразователя 2 ниже опорного (по абсолютной величине) на выходах компараторов появляются импульсы, подаваемые на интегрирующие. цепи 9 и 10. Экспоненциально изменяющееся напряжение с выходов интегрирующих цепей 9 и 10 поступает на входы пороговых устройств 11 и 12 соответственно. При срабатывании последних сигналы через схему ИЛИ 13 запускают расширитель импульсов 14, длительность импульсов которого выбирается такой, чтобы обеспечить выработку непрерывного сигнала на выходе при последовательных срабатываниях. хотя бы одного порогового элемента. С выхода расширителя импульсов,15 сигнал поступает на вход исполнительной части 15, обеспечивающей согласование данного устройства с другими устройствами системы защиты, в которой оно используется. Наличие в данном устройстве двух каналов отдельно для положительной полярности и для отрицательной обеспечивает надежную работу. при любом соотношен ии на и ряжений в фазах сети. Время срабатывания устройства при выборе уровня срабатывания компараторов 5 и 6 составляет около 5 мс.П р и м е р. Устройство контроля минимального напряжения было реализовано на микросхемах 1401 УД 2 Б компараторы, источник опорного напряжения, инвертор полярности напряжения) и 1006 ВИ 1 (пороговые элементы, расширитель импульсов), а также на дискретных компонентах, В качестве согласующего трансформатора был применен измерительный трансформатор НТС,5 УХЛ 4, При использовании резисторов с допусками в 1% и конденсаторов с допусками 5% разброс каналов устройства по времени срабатывания составляет порядка 4%, а по уровню - около 1%,Проверялась работа устройства при разных соотношениях величины напряжений в фазах сети. Наиболее характерными являются следующие случаи; в одной из фаз имеется повышение напряжения, а в двух других снижение; в одной фазе напряжение понижено, а в двух других повышено.Коэффициенты повышения и снижения напряжения по отношению к номинальному значению принимались 1,15 и 0,65 соответственно, а уровень срабатывания минимальной защиты 0,65 от номинального.Устройство надежно работает в обоих случаях. При этом во втором случае необходимо снижение напряжения одной из фаз ниже уровня 0,.97 х 0,65 от номинального, что можно отнести кнедостаткам устройства, обусловленным выбранным времяимпульсным принципом работы.Устройство может быть применено в системах релейной защиты автоматизированных распределительных устройств систем элекропитания. Формула изобретения Устройство контроля минимального напрякения, содержащее подключенный к клемме для соединения с сетью трансформатор, соединенный с ним входной преобразователь напряжения, источник опорного напряжения, первые компаратор напряжения, интегрирующую цепь, пороговый блок, а также исполнительный орган, о т л и ч а ю-щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия работы устройства, а также снижения аппаратных затрат при контроле трехфазной сети, в него дополнительно введены инвертор полярности опорного напряжения, вторые компаратор напряжения, интегрирующая цепь и пороговый блок, а также элемент ИЛИ и расширитель импульсов, причем входной преобразователь напряжения выполнен в виде двух трехфазных выпрямителей с нуле1781758 Составитель А.СосковТехред М;Моргентал Редактор Корректор Н.Ревская Заказ 4278 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 вым выводом для положительной и отрицательной полярностей, выход преобразователя положительной полярности соединен с первым входом первого кэмпаратора напряжения. второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, а выход - к входу первой интегрирующей цепи, соединенной с первым пороговым блоком, выход преобразователя отрицательной полярности соединен с первым входом второго компаратора напряжения, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения через инвертор полярности напряжения, а вы ход - к входу второй интегрирующей цепи,соединенной с вторым пороговым блоком, выходы пороговых блоков через элемент ИЛИ соединены с входом расширителя импульсов, выход которого подключен к входу 10 исполнительного органа.