Устройство для контроля высоковольтных сигналов

О П И С А Н И Е (ц) 563640ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.- б 01 Р 19/О присоединением заявкиГосударствеинык комитет Совета Мииистров СССР(23) ПриоритетОпубликовано 30.06.77. БюллетеньДата опубликования описания 05.08,7(088.8) ло делам изобретеии и открытий, В, Е. Казанский, Л. Н. Морозов,узнецов, Е, И. Окунцов и С, А. Райшна Ленина энергетический институттрест по организации и рационализаэлектростанций и сетей цишевскиА. П, Кский ордрственный нокВсесоюзный и районных Моск госуд) Заявители 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРО СИ ГНАЛОСОКОВОЛЬТНЫХ Изобретение относится к контрольно-измерительной аппаратуре установки высокого напряжения.Известно устройство для контроля электрических параметров высоковольтной установки 11. Оно выполнено на основе оптико-электронных измерительных трансформаторов и содержит аналого-дискретные преобразователи электрических величин сначала во время- импульсные, а затем в число-импульсные сигналы.Однако функциональные возможности этого устройства ограничены, устройство обеспечивает лишь пассивное измерение отдельных параметров.Известно также дискретно-измерительное устройство для контроля высоковольтных сигналов, в частности тока 2.Это устройство содержит время-импульсный преобразователь, к выходу которого подключены дифференцирующий усилитель и число- импульсный преобразователь, связанный с первым счетчиком импульсов, соответствующими выходами связанным с блоками И, а входом - с полярным дискриминатором, соответствующие входы которого соединены с соответствующими входами время-импульсного преобразователя, блок, индикации.Такое устройство обеспечивает лишь индикацию текущих значений высоковольтных сигналов и ступенчатую защиту электрической установки с независимыми характеристиками выдержки времени. Кроме того, в устройстве 5 отсутствует автоматический контроль исправности составных элементов.Цель изобретения - расширение фувкцпональных возможностей устройства для контроля высоковольтных сигналов.1 О Это достигается тем, что в предлагаемоеустройство для контроля высоковольтных сигналов введены дополнительные счетчик,импульсов, блоки И, три ключа, триггер, переключатель, соединенный с блоком памяти, 15 блок автоматического управления, блокуправления очередностью работы, формирователь команды и источник эталонного напряжения, причем выход лифференцирующего усилителя соединен через первый ключ с од ним из взводов дополнительного счетчика, второй вход которого связан с выходом триггера и управляющим входом первого ключа, а третий вход соответственно соединен с (и - 2) дополнительными блоками И и входом второ го ключа непосредственно, а с (и - 1) -м -через блок управления очередностью работы, (и - 1)-й блок И связан также с выходами блока памяти, входами блока индикации, одним тт входов полярного дискриминатора, 563640одним из входов и-го блока И, входом второго и выходом третьего ключей, причем другойвход и-го блока И через введенный инверторсоединен с выходом (и - 1)-го блока И, связанного также с введенным в устройство сигнализатором исправности, к выходу второгоключа подсоединен формирователь команды,к выходу третьего ключа - сигнализатор неисправности, а к входу третьего ключа - блокавтоматического управления, соответствующие выходы дополнительного счетчика импульсов соединены с соответствующими входами (и - 2) блоков И, а выход число-импульсного преобразователя - с одним из входов счетчика импульсов, причем выход введенного первичного измерительного преобразователя подключен к одному из входов полярного дискриминатора, а выход введенногоблока возврата соединен с одним из входовблока памяти, 20На фиг. 1 представлена функциональнаясхема предлагаемого устройства; на фиг. 2,а - л приведены временные диаграммы напряжений на выходах элементов устройства.Устройство содержит первичный измерительный преобразователь 1, полярный дискриминатор 2, время-импульсный преобразователь 3, дифференцирующий усилитель 4, число-импульсный преобразователь 5, реле 6 числа импульсов со счетчиком 7 импульсов и 30блоками И 8, 9 - 9, реле 10 числа импульсов со счетчиком 11 импульсов и блоками И12, 13 - 13 триггер 14, нормально замкнутые ключи 15, 16, формирователь 17 команды(режима) 18, блок 19 памяти, блок 20 возврата, блок 21,индикации, блок 22 проверкиисправности с блоками И 23, 24, источником25 эталонного напряжения, блоком 26 автоматического управления (запуска), нормально разомкнутым ключом 27, блоком 28 управления очередностью работы (анализаторомочередности срабатывания), инвертором 29,сигнализатором 30 исправности и сигнализатором 31 неисправности. 45Работа устройства рассматривается на примере контроля тока нулевой последовательности высоковольтной установками.На выходе первичного преобразователя 1,представляющего собой фильтр тока нулевой 50последовательности, выполненный на магнитных трансформаторах тока, выделяется аналоговое напряжение У (фиг, 2, а), отображающее контролируемый ток 1 О, Дискриминатор 2 в соответствии с моментами перехода 55через нуль напряжения У, формирует прямоугольные импульсы У (фиг. 2, б), которые являются тактирующими для ряда составныхблоков устройства, в частности для преобразователя 3. На выходе преобразователя 3 периодически образуются сигналы Уз (фиг. 2, в),длительность тг которых определяется значением контролируемого тока 1 О.е= а 1 п - ,Ь 65 где а и Ь - постоянные коэффициенты, зависящие от конструкции преобразователя 3.Преобразователь 5 воспринимает временные сигналы Уз и заполняет их импульсами высокой частоты , В результате на выходе преобразователя 5 периодически появляются многоимпульсные сигналы У (фиг. 2,д), причем число импульсов в каждом сигналеЖ = , = а 1 п -.юОМногоимпульсные сигналы У подводятся ксчетному входу реле 6, где подсчитываютсясчетчиком 7. Ежепериодный сброс счетчика 7осуществляется фронтами сигналов У с выхода дискриминатора 2, соответствующимимоментам перехода через нуль выходного напряжения преобразователя 1 У, с положительной производной.Число, записываемое в счетчике 7 импульсов, в зависимости от положения переключателя 18 либо индицируется в блоке 21 (режимнастройки), либо подается на входы нормально заблокированного блока 19 (рабочий режим).При возрастании контролируемого тока 1 осверх заданного пускового значения 1, , насчетчике 7 каждый период записывается числоУ, превышающее пусковую уставку реле 6укуск, соответствующую 1 В связи с этимкаждый период реализуется блок И 8 (пусковая выборка), на выходе которого появляютсякратковременные импульсы У 8 (фиг. 2, е). Этиимпульсы удлиняются триггером 14 до сигналов У (фиг. 2,ж) и подводятся к счетномувходу реле 10. Возврат триггера 14 в исходное состояние осуществляется фронтами сигналов У с выхода дискриминатора 2, соответствующими моментам перехода через нульвыходного напряжения преобразователя 1 Ьс отрицательной производной.При 10(1,уск, т. е.отсутствии импульсов навыходе блока И 8, счетчик 11 каждый периодсбрасывается сигналами У (фиг. 2, г) с выхода усилителя 4, соответствующими временным позициям задних фронтов сигналов Уз овыходе время-импульсного преобразователя3, При переходе через ключ 15 сигналы У,преобразуются в сигналы Уд (фиг. 2,з), т. е.осуществляется переворот их фазы,При повреждении установки, когда о) 1 оОпуск фтриггер 14 каждый период размыкает ключ 15и блокирует сброс счетчика 11. В связи с этимсчетчик 11 импульсов производит счет по одному импульсу за период.В момент записи в счетчике 11 числа Уф,соответствующего времени фиксации 1 ф (около 0,06 с), реализуется блок И 12 (фнксационная выборка) и на один из входов управления блока 19 подается сигнал У(фиг, 2, и),разрешающий перезапись из счетчика 7 вблок 19 числа Лсоответствующего току 1имевшемуся спустя время 1 ф после возникно 563640вения повреждения, Возврат блока 19 в ис- де инвертора 29 появляется напряжение и ходное состояние после считывания его пока- происходит реализация блока И 24, Выходной заний производится с помощью блока 20. сигнал блока И 24 зажигает лампочку сигнаПри значительном возрастании контроли- лизатора 31.руемого тока поочередно реализуются блоки 5 В процессе проверки исправности устрой, - 9 л (выборки ступеней срабатывания по ства размыкается ключ 16 и поступление сигконтролируемому параметру), причем порого- налов к входу формирователя 17 команды вые числа на счетчике 7 определяются соотно- блокируется,шением Реализация фиксации контролируемого па 1 ) 2 )) л ) пуск10 раметра при коротких замыканиях в электриср срлс пуск ческой установке обеспечивает возможностькоторое для значений контролируемого тока быстрого обнаружения места повреждения выглядит как после отключения установки (используетсязависимость значения контролируемого пара 15 метра в месте расположения устройства отрасстояния до места повреждения).При сра батывании 1-й ступени защиты Осуществление периодической проверки пскаждый период имеет место сигнал на выходе правности составных элементов обеспечивает блока И 9 а также на выходах блоков И повышение эксплуатационной надежности предшествующих ступеней срабатывания и 20 устройства и упрощение его обслуживания.блока И 8 (на фиг. 2,к показаны сигналы запуска Ур, первой ступени защиты). Счетчик11, воспринимая по одному импульсу за пе- Устройство для контроля высоковольтных риод с выхода блока И 8, отсчитывает вы- сигналов, содержащее время-импульсный предержки времени запустившихся ступеней за образователь, к выходу которого подклочены щиты. Для реализации блоков И (выборок дифференцирующий усилитель н число-имступеней срабатывания по времени) 13, - 13 л пульсный преобразователь, связанный с перпороговые числа на счетчике 11 выбраны в со- вым счетчиком импульсов, соответствующими ответствии с соотношением выходами связанным с блоками И, а вхоЗ 0 дом - с полярным дискриминатором, соответ 1 " 2 лствующие входы которого соединены с сооткоторое для значений выдержек времени вы- ветствующими входамп время-импульсного глядит как преобразователя, блок индикации, о т л ичающееся тем, что, с целью расширенияЗ 5 функциональных возможностей, в него введеПосле отсчета выдержки времени 1-й ступе- ны дополнительные счетчик импульсов, блоки ни защиты сигнал с выхода блока И 13; через И, три ключа, триггер, переключатель, соедпнормально замкнутый ключ 16 подается к вхо- ненный с блоком памяти, блок автоматичеду формирователя 17 команды (на фиг. 2, л ского управления, блок управления очеред- показан выходной сигнал У 1 з, первой ступени 40 ностью работы, формирователь команды и исзащиты). точник эталонного напряжения, причем выходПериодичность контроля исправности со- дифференцирующего усилителя соединен честавных элементов устройства определяется рез первый ключ с одним из входов дополни- блоком 26 автоматического управления, в ка- тельного счетчика, второй вход которого свячестве которого может быть использовано, на зан с выходом триггера и управляющим вхоприерм, реле времени с самовозвратом. дом первого ключа, а третий вход соответЬлок 26 через заданные промежутки време- ственно соединен с (и - 2) дополнительными ни с помощью ключа 27 подключает источник блоками И и входом второго ключа непосред эталонного напряжения к входам дискри- ственно, а с (и - 1)-м - через блок управлеминатора 2 и преобразователя 3. Тем самым 50 ния очередностью работы, (а в 1)-й блок И пмитируется один из рабочих режимов с пре- связан также с выходами блока памяти, вховышением значения контролируемого параме- дами блока индикации, одним из входов потра как по пуску, так и по отдельным ступе- лярного дискриминатора, одним из входов ням срабатывания. л-го блока И, входом второго и выходомЕсли все составные блоки устройства функ третьего ключей, причем другой вход а-го ционируют нормально, то в процессе проверки блока И через введенный инвертор соединен в блоке 19 записывается строго определенное с выходом (и - 1) -го блока И, связанного число и все ступени срабатывания защиты также с введенным в устройство сигнализатодействуют также в строго определенной по- ром исправности, к выходу второго ключа следовательности, что обусловливает появле подсоединен формирователь команды, к выхоние сигнала на выходе блока 28, В результа- ду третьего ключа - сигнализатор неисправте реализуется блок И 23 и зажигается лам- ности, а к входу третьего ключа - блок авто- почка сигнализатора 30 исправности. матического управления, соответствующиеВ случае неисправности устройства сигнал выходы дополнительного счетчика импульсов на выходе блока И 23 не образуется, на выхо соединены с соответствуюшими входами (а -- 2) блоков И, а выход число-импульсного преобразователя - с одним из входов счетчика импульсов, причем выход введенного первичного измерительного преобразователя подключен к одному из входов полярного дискриминатора, а выход введенного блока возврата соединен с одним из входов блока памяти. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР368636,кл. 6 08 С 19/16, 1970.5 2. Авторское свидетельство СССР421937,кл. б 01 К 15/02, 1971.Иэд ИПИ Госуд по 13035, М 549 ственногоделы изоб1 осква, Ж Тираж 110 оСовета Мииистро открытий кая наб., д, 4/5 кокитета ретений и 5, Рауш