Устройство для запоминания фазы напряжения режима, предшествующего короткому замыканию

(22) Заявлено 26.04.76 (2) 2353764 2л. 51) Оо 38 с присоединением з Государстоенный номнтет СССР но делам нэобротеннй н открытнй(71) Заявитель иж ордена Трудового Красного Знамениполитехнический институтустройствам ения режиому замыкаобретение относится к для за нию, и транен мертво енных напраты.минащего я режима страев частот ор с под контуром,ся частото жима 11 нап Недостатком этих устройств являе ся возможность неправильных действи в случае изменения частоты тока в с ти после возникновения короткого замыкания. естнь т также устрой азы напряжени тва для за поминани предществуюдвоитель и щего режимделитель ча"памяти" в частотой то содержащиеоты, частота напряжения низируется соответствия фазы напряженияфазе напряжения предшествуюима и понижает надежность которых синка 2),3,ам щего оминания фазы напряждшествующего короткпредназначено для усй зоны" по напряженустройств репейнойестны устройства дляы напряжения продще, содержащие генератемым колебательнымкоторого регулируетения предаварийного р ПОМИНАНИЯ ФАЗЫ НАПРЯЖЕНИЯ РЕЮЩЕГО КОРОТКОМУ ЗАМЫКАНИЮ Из,известных устройств для запоминания фазы наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащееудвоитель частоты, подключенный к трансформатору тока, и делитель частоты, 5 подключенный к удвоителю и управляемыйчерез колебательный контур напряжениемот трансформатора напряжения 3.Недостатком этого устройства является наличие перерыва между моментом те исчезновения напряжения сети и моментомвозбуждения делителя частоты, обусловленное инерционностью примененногоэлектромагнитного параметрического делителя частоты. Этот недостаток приводит к замедлению срабатывания реле, вкоторых известное устройство примененодля устранения "мертвой зоны". Крометогозависимость фазы выходного напряжения (напряжения "памяти") от вели-20чины тока короткого замыкания снижаетфункционирования устройства в целом.Недостатками устройства являются также зависимость характеристик от свойств стали, сложность выполнения и настройки электромагнитного параметрического делителя частоты, содержащего Ш-образный и дополнительный магнитопроводы с несколькими обмотками, взаимное влияние ряда которых недопустимо.Целью изобретения является повышение надежности функционирования и увеличение быстродействия устройства. С этой целью в устройство, содержащее трансформатор тока и трансформатор напряжения к выходу которого подключен колебательный контур, дополнительно введены три формирователя имчульсов, ключ, пороговый элемент и триггер, причем входы двух формирователей импульсов подклкчены через ключ к выходу колебательного контура, а выходы подключены к первым и вторым установочным входам триггера, счетный вход которого соединеы с выходом третьего формирователя импульсов, подсоединенного к трансформатору тока, причем управляющий вход ключа соединен с выходом порогового элементе, вход которого подсоединен к трансформатору напряжения.На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаеМого устройства; на фиг. 2-4- диаграммы, напряжений, поясняющие работу устройства, на фиг. 5 - блок-схема репе направления мощности с использованием предложенного устройства для запоминания фазы.. Описываемое устройство содержит копебательный контур 1, формирователи импульсов 2-4, триггер 5, пороговый эле, мент 6, ключ 7 и, трансформаторы тока 8 и напряжения 9.В момент перехода входного напряжения О через нуль от отрицательных значений к положительным на выходе формирователя 2 формируются импульсы 10 (фиг. 2 аб и фиг. 3 а,б), которые поступают на первый установочный вход триггера 5 и переводят его в состояние 0" (сигнал 1 1 на выходе триггера 5 равен нулю), (фиг. 2 б,д,е и фиг. 3 б,д,е) В момент перехода входного напряжения через нуль от положительных значений к отрицательным формируются импульсы 12 на выходе формирователя 3, которые поступают на второй установочный вход тпиггера 5 и переводят его в состояние"1" (фиг. 2 в, д, е и фиг. 3 в, д, е),Навыходе формирователя 4 импульсы 13формируются при каждом переходе вход.ного тока 3 через нуль (фиг. 2 а, ги фиг, 3 а,г) и подаются на счетныйвход триггера 5, переводя его каждыйраз в новое состояние (фиг. 2 г,д, е ифиг. 3 г,д,е).При таком выполнении сигнал 11 навыходе устройства (напряжение "памяти")равен Ч." либо в течение положительногополупериода тока, если ток отстает отонапряжения на угол 0-180 (фиг, 2),либо в течение отрицательного полупериода тока, если тоок опережает напряжениена угол 0-180 (фиг,3), В условиях релейной защиты это обеспечивает подведение напряжения нужной "фазы" к релемощности или реле сопротивления, Причем 26независимо от момента включения 1устройства (или защищаемой линии) й состояния триггера 5 время 14 от момента включения до появления напряжения 23"памяти" 11 соответствующей ("правильной") "фазы" не превышает половины периода, т.е. 0,01 секунды.(фиг.2 д,е ифиг, 3 д,е).После установленияправильной фазы"напряжения фпамяти 11 наличие (илиотсутствие) сигналов 10 и 1 1 на установочных.входах триггера 5 уже невлияет на работу устройства. Поэтомудля обеспечения правильного действияустройства при близких трехфазных коротких замыканиях достаточно, чтобыколебательный контур 1 обеспечил подведение напряжения к входам формирователей 2 и 3 в течение (с запасом)1"1,5 периодов после короткого замыкания. Время 15 от момента короткогозамыканиями, до момента появлениянапряжения "памяти" 1 1 правильнойфазы, как и при включении схемы, непревышает половины периода даже дляхудшего случая, когда доаварийный токпротивоположен по направлению токукороткого замыкания (фиг.4). Йля того, чтобы при коротких замыканиях, сопровождающихся не полным исчезновением напряжения, не произошло нарушение соответствия фаз" выходного напряжения "памяти" и доаварийного напряжения вследствие возможного несовпадения частот тока короткого замыкания и остаточного напряжения в цепи напряжения, установлен ключ 7, управляемый пороговым элементом 6. Приснижении напряжения сети ниже заданного уровня,. определяемого напряжением срабатывания порогового элемента 6, ключ 7 рткпючвет цепи управления формировате пей 2 и 3 с выдержкой времени не менее 1-1.,5 периодов, При этом устройство ведет себя точно твк же, квк и при полном исчезновении напряжения.Фаза" напряжения "памяти" 1 1, как следует из приведнных фиг. 2, 3, 4, не зависит от величины тока короткого зг мыкания и определяется топько фазой напряжения доаварийного режима.В качестве примера использования предложенного устройства дпя запоминания фазы в устройствах репейнойзащиты на фиг. 5 приведена блок-схема реле направления мощности, которое содержит: фазосдвигвюшую схему 16, устройство дпя запоминания фазы 17, усилитель-преобразователь 18 и схему сравнения 19, построенную нв известном принципе сравнения времени совпадения с заданным.Фазосдвигвюшая схема 16 обеспечивает необходимый угол максимальной чувствительности. Если, например, напряжение 20 на входе устройства 17 сдвинуто по фазе относительно напряжения О на угол Ы в сторону опережения (против часовой стрелки), то напряжение памяти" 1 1 совпадает по "фазе" с током 3 еслиУо- о ( а я - ( 180-0(. (1) где аф- аргумент комппексного чиспв.Совпадение знаков сигналов 1 1 и 21 на входе схемы сравнения 19 уже является признаком выполнения условия(1), Однако дпя повышения надежности работы устройства в первый попупериод после возникновения короткого замыкания целесообразно принять в качестве критерия срабатывания совпадение знаков сигналов 1 1 и 21 в течение заданного времени, например попупериода. При этом время срабатывания репе не превыщает периода частоты тока, т,е. О, 02 сек. Г 1 рове денные лабораторные цспытвни япри коротких замыканиях, сопровождаю- шихся полным исчезновением напряжения, подтвердили попожитепьные свойства уст ройствв дпя запоминания фазы. Реле нвпрввпения мошности надежно определяло направление короткого замыкания независимо от фазы доаварийного тока.Таким образом, устройство лпя звпо минания фазы обеспечивает высокоебыстродействие и надежность функционирования, Применение его в нвправпенцых устройствах репейной зашиты обеспечит сепективное, быстрое и четкое их действие при близких коротких замыканиях.Формула изобретенияУстройство дпя запоминания фазы напряжения режима, предшествующего короткому замыканию, содержащее трансформатор тока и трансформатор напряжения, к выходу которого подключен ко 25пебательный контур, о т п и ч а ю ш е ес я тем, что, с целью повышения надежности функционирования и быстродействия, дополнительно введены три формирователя импульсов, ключ, пороговыйэлемент и триггер, причем входы двухформирователей импульсов подключенычерез. ключ к выходу копебвтепьногоконтура, а выходы подключены к установочным входам триггера, счетный, вход которого соединен с выходом третьего формирователя импульсов, подсоединенного к трансформатору тока, причем управпяюший вход ключа соединен с.выходом порогового элемента, вход ко 40 торого подсоединен к трансформаторунапряжения.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Акцептованная заявка ФРГ2228328, Н 02 Н 7/24, 1974.2, Авторское свидетепьство СССР74060, Н 02 Н 3/26, 1949,3. Авторское свидетельство СССРЖ 353311, Н 02 Н 3/38, 1972,.г иг.Я актор Л. Баглай 6/52 Тираж 856ЦНИИПИ Государственпо делам изобрет 3035, Москва, Ж, Ра Подлисноеого комитета СССний и открытийушская наб., д. 4/5 ПП Патент, г. Ужг ктная, 4 л. оставитепь В. Костинехред И. Асталош Корректор О. Билак