Устройство для максимальной токовой защиты с зависимой от тока выдержкой времени

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2 НЗ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМНОЙ ТОКА ТВО ДЛЯ МАКСИМАЛ Ты С ЗАВИСИМОЙ 0 МЕНИние относится к енно к релейной к устройствам, ток защищаемого т на его отключе УСТРОЙС ОЙ ЗАЩИ ЖКОЙ ВР зобрете е, а им систем ТОКО ВЫДЕ (57) электрозащитекоторыеобъектание с техни энерг и воздеиств иод ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КО;4 ИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ выдержкой времени, зависящей от уровня входного тока при превьппении им определенного значения. Цель изобретения - повышение точности путем учета количества тепла, выделяемого при входном токе, равном номинальному току электроустановки. В случае, если до окончания набора выдержки времени значение входного тока станет меньше тока срабатывания, пусковой орган 2 возвратится в исходное состояние, При этом на его выходе сигнал изменится с "1" на "0", сигнал на выходах логических элементов НЕ 9 и ИЛИ 1 О станетравным "1", вследствие чего. первый 6 . и второй 11 счетчики импульсов устаФ навливаются в исходное состояние, а исполнительный орган 12 не срабатывает. 1 ил.С:Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите энергосистемы, в частности к устройствам, которые контролируют ток защищаемого объекта и воздействуют на его отключение с выдержкой времени, зависящей от уровня входного тока при превышении им определенного значения. 10Цель изобретения - повьшение точности путем учета количества тепла, Выделяемого при входном токе, равном номинальному току электроустановки,На чертеже изображена функцио нальная схема предлагаемого устройства.Входной ток 18,пропорциональный току защищаемой электроустановки, поступает на вход преобразователя 1 20 переменного тока в постоянное напряжение. Выход преобразователя 1 переменного тока в постоянное напряжение связан с первым входом пускового органа 2, на второй вход которого пода но опорное напряжение Ц и первыми входами первого 3 и второго 4 решающих усилителей, на вторые входы которых подано опорное напряжение Поп,э, Выход первого решающего усилителя 3 подключен к входу преобразователя 5 постоянного напряжения в частоту следования импульсов, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика 6 импульсов. Разрядные входы35 первого счетчика 6 импульсов подключен к цифровым входам цифроаналогового преобразователя 7 (ЦАП), аналоговый вход которого соединен с первым входом органа 8 сравнения напряжений, на второй вход которого подано опорное напряжение Ц, , Выход пускового органа 2 через логический элемент НЕ 9, соединен с входом логического элемента ИЛИ 10 и установочным входом второго счетчика 11 импульсов. Выход органа 8 сравнения напряжений соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ 10 и счетным входом второго счетчика 11 импульсов, к выходу50 которого подключен вход исполнительного органа 12, действующего. при срабатывании на отключениезащищаемой электроустановки.Первый решающий усилитель 3 состоит из первого операционного усилителя 13 и первого 14, второго 15,третьего 16 и четвертого 17 резисторов.Первый резистор 14 включен между первым входом первого решающего усилителя 3 и неинвертирующим входом первого операционного усилителя 13, второй резистор 15 - между вторым входом первого решающего усилителя 3 и неинвертирующим входом первого операционного усилителя 13, Выход первого операционного усилителя 13 является выходом первого решающего усилителя 3, к которому подключены соединенные последовательно третий 16 и четвертый 17 резисторы. Второй вывод четвертого резистора 17 соединен с нулевой шиной. Точка соединения третьего 16 и четвертого 17 резисторов подключена к инвертирующему входу первого операционного усилителя 13.Второй решающий усилитель 4 состоит .из второго операционного усилителя 18 и пятого 19, шестого 20, седьмого 21 и восьмого 22 резисторов. Пятый резистор 19 включен между первым входом второго решающего усилителя 4 и неинвертирующим входом второго операционного усилителя 18, шестой резистор 20 - между инвертирующим входом второго операционного усилителя 18 и нулевой шиной, седьмой резистор 21 - между вторым входом второго решающего усилителя 4 и инвертирующим входом второго операционного усилителя 18, а восьмой резистор 22 между инвертирующим входом второго операционного усилителя 18 и его "ыходом, являющимся выходом второго решающего усилителя 4.Устройство рабстает следующим образом,Преобразователь 1 входного переменного тока 18, в постоянное напряжение формирует напряжение08 ю у1 вкгде К - коэффициент пропорциональности,Напряжение Ц, подводится к первому входу пускового органа 2, где оно сравнивается с подведенным к второму входу органа 2 опорным напряжением Уоп равным .значению Нв при токе срабатывания 1 устройства.Напряжение Б, задается равным напряжению Б при входном токе, равном номинальному току электроустановки. Сопротивления первого и второго резисторов равны между собой. При этом напряжения на выходах первого 3 (Увы,) и второго 4 Йьв, ) решаю3 13452 щих усилителей определяются зависимостями; Ке (1 а + 1 мом ) у(5) 30 35 40 При 1 е1 с напряжение Бв становится больше напряжения Пол. и. выходной сигнал пускового органа 2 соответствует сигналу "1", а на выходе логического элемента НЕ 9 сигнал ,"О". При этом на обоих выходах логического элемента ИНИ 10 присутствуют сигналы "О". На установочных входах первого 6 и второго 11 счетчиков импульсов появляются сигналы "О" и разрешается отсчет импульсов посредством этих счетчиков. Импульсы, поступающие с выхода преобразователя 5 напряжения в частоту следования импульсов, начинают заполнять первый 6 счетчик импульсов, который связан 50 Пеи = КШа+ Поп. ) Пеь = К,у Шея Поп а ) где Ка, Кзь КК 5 - коэффициентыпропорциональности, определяемыезначениями коэффициента К исопротивлений резисторов, входящих в состав решающих усилителей.Напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 7 зависит от сигналов на его входах следующим образом: иПеьл.з Пеьх.а1 ь(4) где и - количество импульсов, записанных в первый счетчик 6импульсов;И - полный объем первого счетчика 6 импульсов.При 1 а - 1 С Выходнои сигналпускового органа 2 соответствуетсигналу "О", а на выходе логическогоэлемента НЕ 9 присутствует сигналн н1 , вследствие чего на выходе логи-ческого элемента ИЛИ 10 и на установочных входах первого 6 и второго 11счетчиков импульсов имеются сигналы "1", что соответствует установке, всех триггеров обоих счетчиков в, состояние с выходным сигналом"О",Тогда в выражении (4) значение иравно нулю и выходное напряжение0 щ,е цифроаналогового преобразователя 7 также равно нулю, Орган 8сравнения напряжений сравнивает выходное напряжение Беьн, цифроаналогового преобразователя 7 с опорнымнапряжением Цэ . Первое напряжение является рабочим, а второе - тормозным,Для рассматриваемого режима работы защищаемой электроустановки при3.е ( 1 получается, что Бцы.еменьше О и меньше Би выходной 81асигнал органа 8 сравнения напряжений равен нулю. Этот сигнал поступает на счетный вход второго счетчика 1 импульсов и на второй вход элемента ИЛИ 10, Второй счетчик 11 импульсов не заполняется, так как на его установочном входе постоянно присутствует сигналНа выходе преобразователя 5 напряжения в частоту следования импульсов . имеются прямоугольные импульсы с частотой следования Г, зависящей от напряжения Б на входе данного преобразователя: где К и К - коэффициенты пропорциональности,Практическая реализация такогопреобразователя возможна при использовании специализированных микросхем,например, типа КР 1008 ПП 1 или болеесложных схем с использованием операционных усилителей.Зависимость числа входных импульсов п для первого счетчика 6 импульсов, поступивших за время С,определяется так п=Гс=КЕ (1,+1, ),(6) Однако при 1 а1 на установочном входе первого счетчика 6 импульсов постоянно присутствует сигнал "1", вследствие чего независимо от количества импульсов, поступающих на счетный вход данного счетчика, состояние его выходов не меняется и их сигналы равны нулю,(8) своими выходами с цифровыми входами цифроаналогового преобразователя 7. В соответствии с этим при 1 в1 выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 7 с начала очередного цикла отсчета зависит от времени следующим образом: К-К 1 погде К, = ------- коэффициентпропорциональности,Напряжение Оп посредством органа 8 сравнения напряжений сравнивается с опорным напряжением БппС начала цикла отсчета напряженияПвч 3 со временем линейно возрастает по мере заполнения первого 6счетчика импульсов. При Увы ) Пап,)выходной сигнал органа 8 сравнениянапряжений меняется с "0" на " 1" врезультате появляются сигналы "1" навтором входе и на выходе логическогоэлемента ИЛИ 10, а также на счетномвходе второго счетчика 11 импульсов,который отсчитывает очередной импульс. Напряжение Б,п з должно бытьменьше или равно напряжению Увы,зпри входном токе, равном току срабатывания Г П,ы = .К ) Йоп. - Бпп,Н,чтобы отсчет выдержки времени происходил при всех значениях 181,Сигнал н 1 н с выхода логическогоэлемента ИЛИ 10 поступает также наустановочный вход первого счетчика 6импульсов, что приводит к переводуэтого счетчика в исходное состояниес выходными сигналами всех его триггеров,равными "0".Тогда и в (4)Становится равным О, что, в свою очередь, приводит к снижению до нулянапряжения Увы, и к изменению выходного сигнала органа 8 сравнениянапряжений с "1" на "О", После этогосигналы на обоих входах логическогоэлемента ИЛИ 10 равны "0" и разрешается отсчет импульсов первым счетчи"ком 6 импульсов в следующем цикле отсчета,Продолжительностьодного цик.ла отсчета составляет По окончании следующего цикла насчетном входе второго счетчика 11импульсов кратковременно появляетсяследующий импульс. После заполненияобъема И второго счетчика 11 импульсов на его выходе появляется сигнал "1" и срабатывает исполнительныйорган 12, подающий сигнал на отключение защищаемой электроустановки,Таким образом, общее время срабатывания устройства состоит из суммыНв временных интерваловТаким образом, в предлагаемомустройстве осуществляется интегрирование количества тепла, выделившегося за время Св. в защищаемом объекте, за вычетом количества тепла, отдаваемого при входном токе, равномноминальному току электроустановки,что соответствует учету недопустимого ее перегрева:с(-" - -) -) ас = А. ЮТ. нам25 При неизменном в течение отсчетавыдержки времени уровне входного токавремя срабатывания устройства определяетсякак Иа БопзгдеА=- ----40Величина А зависит от вида имощности электроустановки, Устройствоможно настраивать на защиту различных электроустановок путем изменения45 этой величины дискретно - изменениемобъема И второго счетчика 11 импульсов - или плавно - регулированием Пвп,з и коэФФициента Кв. Приэтом значение И должно быть дос 50 таточно большим, чтобы в каждом цикле отсчета входной ток оставалсяпрактически неизменным, что обеспечивает высокую точность действия устройства.В случае, если цо окончания набора выдержки времени значение 1 в станет меньше 1, пусковой орган 2 возвратится в исходное состояние. Приэтом на его выходе сигнал изменится1345281 Составитель К. ШиланТехред А. Кравчук Корректор М. Максимишщнец Редактор А, Лежнина Тираж 617 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Заказ 4928/52 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 с "1" на "0", сигнал на выходах логических элементов НЕ 9 и ИЛИ 10 стастанет равным "1", вследствие чего первый 6 и второй 11 счетчики импуль-.5 сов устанавливаются в исходное состояние, а исполнительный орган 12 не срабатывает,Формула изобретения Устройство для максимальной токовой защиты с зависимой от тока выдержкой времени по авт.св. Р 1265906 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем учета количества тепла, выделяемого при входном токе, равном номинальному току электроустановки, в него дополнительно введены третий источник опорного напряжения, первый и второй решающие усилители, первые входы этих усилителей подключены к выходу преобразователя переменного тока в постоянное напряжение, их вторые входы подключены к выходу третьего источника опорного напряжения, при этом первый решающий усилитель выполнен состоящим из первого операционного усилителя, первого, второго, третьего и четвертого резисторов, второй решающий усилитель выполнен состоящим из второго операционного усилителя, пятого, шестого, седьмого и восьмого резисторов, первые выводы первого ивторого резисторов являются соответственно первым и вторым входами первого решающего усилителя, вторые ихвыводы подключены к неинвертирующему входу первого операционного усилителя, инвертирующий вход первогооперационного усилителя через третийи четвертый резисторы соединен соответственно с выходом первого операционного усилителя, являющегося выходом первого решающего усилителя; и снулевой шиной, первые выводы пятогои седьмого резисторов являются соответственно первым и вторым входамивторого решающего усилителя, второйвывод пятого резистора соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя и через шестой резистор соединен с нулевой шиной, второй вывод седьмого резистора соединен с инвертирующим входом в горогооперационного усилителя и через восьмой резистор подключен к его выходу,который является выходом второго решающего усилителя, а выходы первогои второго решающих усилителей подключены соответственно к входу преобразователя напряжения в частоту следования импульсов ивходу опорногонапряжения цифроаналогового преобразователя.