Устройство для формирования тока при испытании быстродействующих реле защиты

О П И С А Н И Е ( )983808ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветсникСоциалистическиеРеслублни К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приорнтет 3 Ъоудврстекееый квинтет СССР ав лолам ееооретееей е открытейДата опубликования описания 23.12.82(72) Авторы изобретения Г. В, Бердов и М. М. Середин Южное отделение Ордена Октябрьской Революции Всесоюэиогогосударственного проектно-изыскательского и научноисследовательского института энергетических системи электрических сетей "Энергосетьпроект(73) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ . ФОРМИРОВАНИЯ ТОКАПРИ ИСПЫТАНИИ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ РЕЛЕ ЗАШИТЫИзобретение относится к релейной защите, а именно к устройствам для испытания быстродействующих реле зашиты с целью определения их характеристик срабатывания.Известны устройства формирования то 5 ков для испытания реле защиты, в которых источники питания через цепи, формирующие периодическую составляющую первой гармоники и апериодическую составляющую тока, подключены к реле защиты 1 .Однако данное устройство не позволяет получить ток, содержащий кроме апериодической составляВшей и первой гармони 1 ки также и высшие гармоники.Известно устройство для формирования тока при испытании быстродействующих реле зашиты, в котором источники питания через формирователи гармонических 20 и апериодических составляющих подюпочены к реле зашиты 2.Недостатком известного устройства является сложность, определяемая необ 2ходимостью разработки прецизионных формирователей гармонических и апериодических составляющих на основе резонансных контуров и апериодических звеньев, а также необходимостью применения мощного усилителя для сопротивления уст ройства .формирования тока и реле зашиты.Кроме того, недостатком является низкая точность воспроизведения требуе.мой формы тока на начальном интервалепроцесса по причине возникновения в момент подключения к устройству формирования нагрузктт переходного процесса в колебательных контурах и апериодических звеньях, содержащий реактивные элементььБелью изобретения является упрощение и повышение точности.Указднная цель достигается тем, что в устройстве для формирования тока при испытании быстродействующих реле звш- ты, содержащем источники питания, которые через ряд параллельных цепей, вклю ЖМОТчающих управляемые ключи и резисторы, подключены к реле защиты, пусковой блок, в качестве источников питания применены два источника питания постоянного напряжения, выводы разной полярности которых через управляемые ключи, цепи управления которых подключены к выходу пускового блока, соединены с первым выводом реле защиты, параллельно которому включен конденсатор, между двумя О другими выводами источников питания постоянного напряжения и вторым выводом реле зашиты включен ряд одинаковых цепей, состоящий из последовательно соединенных переменного резистора и управ ляемого ключа, причем цепи управления каждого ключа соединены через отдельные элементы вьдержки времени с выходом пускового блока.Таким образом, источники постоянного 0 напряжения подключены разнополярно к цепи реле зашиты через ряд параллельно включенных нелинейных активных цепей с управляемыми характеристиками: при замкнутом положении ключей сопротивле ние каждой параллельной цепи равно сопротивлению переменного резистора, включенного последовательно с ключом, а при разомкнутом положении ключей сопротивление этих цепей бесконечно велико.30 Моменты замыкания ключей могут изменяться с помощью элементов вьдерж- . ки времени, выходы которых соединены с цепями управления ключей а выходы 35 соединены с выходом одного общего пускового блока. Вследствие этого в каждой параллельной цепи, подключенной к цепи реле защиты, может регулироваться момент начала протекания постоянного тока и значение этого тока. Цепи, подключенные к выводам различной полярности источников питания, задают в цепи реле защиты ток, протекающий в противоположном направлении.45График действительной функции тока может быть с любой требуемой степенью приближения заменен ступенчатой характеристикой. Для реализации ступенчатой функции тока небодио создавать в мо менты 1; в цепи реле защиты приращения тока дЗ;, имеющие значения и.знаки, определяемые видом функции тока и принятой степенью приближения к ней ступенчатой функции.В устройстве для этого необходимо задать расчетные значения вьдержек времени 1; и значения приращений токов а 3; путем установления требуемых значений сопротивлений переменных резисторов, Требуемый знак приращения тока реализуется подключением данной активной нелинейной цепи к соответствуюшему полюсу источника питания. Применение активных цепей для формирования тока в цепи реле защиты вместо колебательных контуров и апериодических звеньев исключает возможность возникновения заметных переходных процессов в схеме формирования в моменты коммутации тока в цепи реле зашиты.Для шунтирования гармоник высокого порядка, определяемых ступенчатостью формы тока на выходе устройства формирования, параллельно цепи реле защиты необходимо подключить сглаживающий конденсатор. На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - получение параметрови аЭ;, задаваемых в схеме фиг. 1; на фиг. 3 - потенциальная диаграмма работы пускового блока и элементов выдержки времени.Схема прецлагаемого устройства содержит пусковой блок 1, источники 2 питания постоянного напряжения, управляемые ключи 3 для подключения источников питания к нагрузке, цепь 4 реле защиты, сглаживающий конденсатор 5, элементы 6 выдержки времеии, управляемые ключи 7, переменные резисторы 8.В качестве пускового блока 1 .может быть использован полупроводниковый формирователь прямоугольного импульса, длительность которого равна времени протекания формируемого тока. В качестве источников 2 постоянного напряжения может быть использован, например, ста тический вентильный преобразователь со сглаживающим фильтром на выходе или генератор постоянного тока, Управляемые ключи 3 и 7 могут быть реализованы с помощью сильноточных тиристорных оптопар, имеющих время включения порядка 10-30 мкс, что соответствует погрешности моментов приращения тока 1-3% при интервале между моментами приращения тока 1 мс.В качестве элементов выдержки времени могут быть использованы известные полупроводниковые реле времени. График тока, который необходимо задать в реле защиты, преобразуется в ступенчатую характеристику, как показано на фиг. 2. При этом параметры Е; (или д Э; ) выбираются таким. образом, чтобы обеспечить минимальную погрешность аппроксимации,8 бходных процессов в электрической системе, проведенных с использованием ЭВМ.Технико-экономическая эффективность: устройства по сравнению с известными определяется упрощением . его реализации и повышением точности воспроизведения расчетной формы тока в реле зашиты. Благодаря этому могут быть более точноопределены характеристики срабатывания реле зашиты и может быть достигнуто вследствие этогоповышение эффективности функционирования устройств релейной зашиты,формула изобретения Устройство для формирования токапри испытании быстродействующих релезашиты, содержащее источники питания,которые через ряд параллельных цепей,включающих управляемые ключи и резисторы, подключены к реле защиты, пусковой блок, о т л и ч а ю ш е е с я тем,что, с целью упрощения и повышения точности, в качестве источников питанияприменены два источника питания постоянного напряжения, выводы разной полярности которых через управляемые, ключи,цепи управления которых подключены квыходу пускового блока, соединены спервым выводом реле защиты, параллельно которому включен конденсатор, междудвумя другими выводами источниковпитания постоянного напряжения и вторымвыводом реле зашиты включен ряд одинаковых цепей, оостоящих из последователь,но соединенных переменного резистора иуправляющего ключа, причем цепи управления каждого ключа соединены через отдельные элементы выдержки времени свыходом пускового блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИ 9 4740791 Еле Н 02 Н 1 1/001 19742. Авторское свидетельство СССРХо 477483, кл. Н 01 Н 69/01, 1975. 5 98380Напримерпри увеличении крутизны тока(фиг. 1) устанавливаются полученныезначения параметров 1;, а 3;, Лля этого 5задаются соответствующие выдержки времени в элементах 6 выдержки временизначения токов а Э; путем установлениянеобходимого значения сопротивленияпеременных резисторов 8,Устройство работает следующим образом.При включении пускового блока 1 наегЬ выходе появляется импульс (фиг. 3),.который переводит ключи 3 (фиг. 1) взамкнутое состояние. Одновременно упЪравляюший импульс пускового блока осуществляет запуск элементов выдержкивремени. Сигналы на выходах элементоввыдержки времени появляются через моменты времени 1; от момента их запуска(фиг. 3), при этом происходит переводсоответствующих ключей 7 в замкнутоесостояние и по цепи нагрузки протекаетток, имеющий ступенчатую характеристи 25ку, На фиг. 3 показано напряжение Оп навыходе пускового блока и напряженияО на выходе элемента выдержки времениэВ 1с номеромПорядок высших гармоник, генерируемых схемой, определяется интерваломдискретизации исходной функции тока иявляется достаточно высоким, поэтомувысшие гармоники могут быть зашунтированы конденсатором, включенным парадлельно цепи реле зашиты, без заметногоискажения формы тока в реле.Предлагаемое устройство целесообразно использовать при испытаниях быстродействующих реле защиты, имеющих время срабатывания 1-2 периода промьппленной частоты. В качестве исходной информации для получения ступенчатой функции тока могут быть использованы осциллограммы, полученные при натурньас 45экспериментах, результаты расчетов пере 983808