Устройство для защиты многофазнойэлектроустановки ot несимметричныхрежимов работы

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск ихСоцкалистическииРеспублик и 801173(5) М. Кл. с прнсоединениеи заявки РЙ Н 02 Н 7/08 ФЪаударстееннмй комитет ссса(23) П риоритет по делам наобретений и открытнйОпубликовано 30.01.81. Бюллетень И 4 Дата опубликованкя описания 30.01,81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ МНОГОФАЗНОЙЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ НЕСИММЕТРИЧНЫХРЕЖИМОВ РАБОТЫ Изобретение относится к защитам мйогофазных потребителей электроэнергии от несимметричных режимов работы, вызванных как несимметрией питающей сети, так и нагрузкой.5Известны устройства для зашиты трехфаэных потребителей, основанные на использовании импульсов одной полярности, получаемых прн переходе через ноль тока каждой фазы. В устройстве зашиты фиксируют моменты возникнОвения указанных импульсов и по нх одновременному возникновению судят об обрыве фазы 1 и 2).Недостатки устройства заключаются в том, что они реагируют только на один вид несимметричного режима (обрыв фазы).Известно устройство защиты которое имеет более расширенные функции- реагирует на Все виды несимметричных режимов: обрыв в цепи фазы, обрыв в цепи двигателя, соединенного в треугольник, несимметрию питающего напряжения, витковые и одно- и двухфазные ко 2роткие замыкания. Принцип действия его основан на измерении интервалов между импульсами, формируемымн в момент перехода токов через ноль, Длительность интервалов соответствует фазовым " " сдвигам между токами, В устройстве для осуществления этого способа измерительная часть состоит из трансформаторов тока с быстронасыщающимся магнитопроводом, включенных во все фазы и формирующих импульсы напряжения, исхему ИЛИ, осуществляющую логическое суммирование этих импульсов. Логическая часть (времязадающий орган) устройства состоит из интегрирующей С-цепы, ключа разряда конденсатора этой цепи, нуль-индикатора, источника опорного напряжения н предварительного усилителя. Исполнительная часть устройства содержит схему задержки и выходной усилитель. Временные интервалы между импульсами с помощью интегрирующей .Б,С-цепи преобразуются в линейно нарастающее напряжение. При достижении нап3 8011ряжения величины Оопроисходит срабатывание нуль-индикатора 133,Недостатком известного способа является то, что при преобразовании дискретного интервала в аналоговую величину спомощью интегрирующей ЯС-цепи с пороговым элементом не обеспечивается постоянство уставки срабатывания. Эта нестабильность обуславливается нелинейностъю функции напряжения, которое на кон Оденсаторе лри воздействии прямоугольного импульса изменяется по экспоненциальному закону,Для повышения стабильности органанеобходимо, чтобы. величина порога быламеньше напряжения, соответствующего точке излома кривой напряжения на конденсаторе, Если это условие не выполняется,то даже незначительное изменение порогаотпирания из-за малой крутизны напряжения на участке выше излома влияет настабильность органа, Эти параметры вбольшей степени подвержены и влияниювнешних дестабилизирующих факторов; изменению температуры окружаюшей среды,колебаниям напряжения питания, Неизбежный разброс параметров элементов отноминальных значений требует регулировки уставки срабатывания,Цель изобретения - повышение чувствительности и стабильности путем применения дискретного метода измерения интервала времени,Указанная цель достигается тем, чтов устройстве для защиты многофазной33электроустановки от несимметричных режимов работы, содержащем трансформаторы тока, установленные в каждой фазе питающих проводов, вторичные обмотки которых включены на логический блок,40блок задержки, выходной усилитель ивремязадающий орган, включенный междулогическим блоком и блоком задержки,генератор с регулируемой частотой импульсов, на выходе которого включена4%кнопка с замыкающим и раэмыкающимконтактом, времязадающий орган выполнен на основе многоразрядного счетчикаимпульсов, вход которого подключен кобшей точке двукпозиционного переключателя (кнопке), замыкающий контакт котоЯрого подключен к дополнительному, а размыкающий контакт - к основному выходамгенератора, общая цепь управления разрядами счетчика соединена через формирователь-ограничитель с выходом логичес-Икого блока, а выходы разрядов через задатчики уставок срабатывания подключенык блоку задержки через блок совпадения,73 4 а вход формирователя-ограничители череЛ замыкающий контакт оанопоэиционлого переключателя соединен с шиной питания,На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его.работу.Устройство содержит три насьпцаюшихся трансформатора тока (датчики тока) 1, логический блок 2, формирователь 3 импульсов, счетчики 4 импульсов, задатчики 5, блок 6 совпадения, блок 7 задержки, выходной усилитель 8, генератор 9 эталонных импульсов, двухпозиционяый переключатель 10, однопозиционный переключатель 11, блок 12 питания.Устройство работает следующим образом.При протекании тока по первичным обмоткам импульсных трансформаторов на выходе их вторичных обмоток образуются разнополярные импульсы в каждый момент времени прохождения тока через ноль. Логически просуммированные импульсы подаются на формирователь-ограничитель 3, где преобразовываются в импульсы одной амплитуды и длительности, Сформированные импульсы, следующие с интервалом времени, соответствующим фазовому сдвигу, поступают на вход цели управления,разрядами многоразрядного счетчика 4, например, по цепи установки разрядов счетчика на нуль.Стабильный генератор 9 с перестраиваемой частотой следования эталонных импульсов вырабатывает прямоугольные импульсы с частотой, кратной интервалу времени между импульсами датчиков тока, Так, например, интервалу импульсов, равному 6,6 мс, соответствует 66 импульсов, интервалу 8 мс - 80 импульсов генератора и т,д.Импульсы с выхода генератора 9 подаются на вход многоразрядного счетчика, разряды которого в общем случае представляют из себя двоично-десятичные счетчики импульсов, работающие в коде1,2,4,8 который при помощи дещифраторов преобразовывается в десятичный код 0,1,2, 9. При этом количеству импульсов, поданных на вход счетчика, соответ-ствует определенное состояние одного из10 выходов каждого разряда счетчика.С приходом каждого импульса с датчиков разряды многоразрядного счетчика устанавливаются в нулевое состояние, а он отсчитывает количество импульсов генератора, строго пропорциональное временному интервалу, т,е, этот интервал как бы заполняется эталонными импульсами. Эти8011 20 ЗО импупьсы с выходов разрядов (аешифраторов) многоразрядного счетчика подаются 4через эадатчик 5 на входы блока 6 совпадения. Задатчики, представпяюшие в общем случае переключатели на 10 положений, служат для выбора диапазона уставки устройства. Пусть, например, уставка равна числу 78, т.е. эадатчики подключены к выходам 7 и 8 соответственно второго и первого разрядов, что соответствует временному интервапу 7, 8 мс и 78 импульсам генератора.Еспи токи во всех фазах симметричны, то импульсы с выхода логического блока следуют через одинаковые промежутки времени приблизительно равные 6,6 мс. Так как время уставки больше (7,8 мс), то импупьсы присутствуют только на одном иэ входов блока совпадения, а на другом отсутствуют, Это не приводит к срабаты ванию выходного усилителя (фиг. 2 а).В случае любого нарушения симметрии выходные импульсы трансформаторов тока распределяются во времени неравномерно. Это приводит к появлению на выходе логического блока больших интервалов времени, например, 10 мс - при однофаэном режиме, 8 мс - при обрыве обмотки статора. При интервале, равном или большем уставки, импульсы появляются на обоих входах блока 6 совпадения и с приходом 78-го импульса на выходе схемы совпадения появляется импуньс, запускающий выходной усилитель, который отключает нагрузку от сети (фиг. 2 б и 2 в). Для проверки работоспособности устройства совместно с датчиками в генераторе предусмотрена перестройка частоты импульсов в сторону ее увеличения, что при 73 аного вида информации в другой, исключаетнеобходимость применения реактивных элементов ( (., С ) в логической части устройств зашиты; полное отсутствие настройки на всех стадиях изготовления и экспауаталии; практически неограниченный диапазон регупировки простейшими перекпючениями как предваритепьной, так и основнойуставок при первоначальной точности. Высокая точность измерения временного интервала с представлением его в дискретной форме обуславливает воэможность использования в них стабильных методовсравнения, обеспечивающих получение малых погрешностей,Основной статистической погрешностьюустройства такого типа является погрешность дискретности, .обусловленная квантованием интервала по времени и приводящая к округлению мгновенного значенияизмеряемого интервала. С увепичениемчастоты импульсов этапонного генераторапогрешность дискретности уменьшается.Динамическая погрешность дискретногоцифрового способа практически отсутству-.ет, так как изменение интервала за воемя срабатывания сравнивающего устройства ничтожно мало.Возможность реализации устройства наоснове высокопороговых помехозашишенныхцифровых интегральных микросхем, например серии К 511, а также оптронов, облвдаюших большим коэффициентом усиления,например Т 0-10-4, позволяет создаватьмалогабаритные бесконтактные, высокостабильные, быстродействующие устройства зашиты от асимметричных режимов.,водит к переполнению импульсами многоразрядного счетчика, т.е. превышению уставки и срабатыванию выходного усилителя.,Для проверки устройства при отключенных датчиках ипи без них предусмотрендвухпозиционный переключатель 10, при замыкании которого на общую цепь управ- пения подается логический уровень,препятствующий установке счетчиков в нупе вое состояние. При этом происходит переполнение счетчика и при достижении уров- ня уставки - срабатывание устройстваИспользование предлагаемого устройства для зашиты электроустановок многофазных сетей от несимметричных режимов по сравнению с известными имеет следующие преимушества: не требует преобра зования сигналов, представленных в дискретном виде в аналоговую форму, т,е, одформула изобретения Устройство для зашиты многофазнойэлектроустановки от несимметричных режимов работы, содержащее трансформаторы тока, установленные в каждой фазе питающих проводов, вторичные обмотки которых включены на логический блок, блок задержки, выходной усилитель и времяэадаюший орган, вкнюченный между ло- гическим блоком и блоком задержки, генератор с регулируемой частотой импульсов, на выходе которого включена кнопка с замыкающим и размыкаюшим контактом о т н и ч а ю ш е е с я тем, что,9с цепью повышения чувствительности и стабильности путем применения дискретного метода измерения интервала времени, времязадаюший орган выполнен на основе многоразрядного счетчика импульсов, 7 80117вход которого подключен к общей точкедвухпозиционного переключателя (кнопке),замыкающий контакт которого подключенк дополнительному, а размыкающий контакт - к основному выходам генератора,общая цепь управления разрядами счетчикасоединена через формирователь-ограничитель с выходом логического блока, а выходы разрядов через задатчики уставоксрабатывания подключены к блоку эадержки через блок совпадения, а вход формирователя-ограничителя через замыкающийконтакт однопозиционного переключателясоединен с шиной питания,3 8 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР% 488280, кл. Н 02 Н 7/08, 1973,2, Хейфиц Т. Е Лаговиер Б, А Либеров А. В., Эпштейн А. Д., 1., Телеуправпение устройствами энергоснабжения на электрифицированных железных дорогах. М., "Транспортф, 1966, с. 25-29, с. 74-79.3. Авторское свидетельство СССР Ю 635554, кл, Н 02 Н 7/08, 1977801 173 уг 448/74 Тираж 686 Поаписно ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская на