Быстродействующее токовое реле

(п)904036 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскимиСоциалистичесиикРеспублик) пв делам изобретений 4 и аткрытик(53) УДК 621,316, 925 (088,8) Авторызобретения Нагай и В, Г, Иуля Новочеркасский ордена Трудового Красног политехнический институт им, Серго Ордж) Заявител 54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЕ ТОКОВОЕ РЕП Изобретение о ргетике, а им сится к э о к релей ектроой защ тем,четь испол вых блок зовано вв устройс и может б стве,пуск режающего в опе 5 деления о устро х защит тво для быстролектрических уста ока, реагирующееи содержащее гические .элементы Из вестдействующ новок пер менного ание токьные и л оз ункцион и Э элементов электрических с Однако это устройство обладает недостаточным быстродействием при опережающем делении энергосистем,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство, содержащее промежуточный трансформатор тока, фазоповоротные элементы, осуществляющие сдвиг по фазе на угол, близкий к 90 о, два квадратора, сумматор, пороговый элемент (компаратор), логический элемент И с двумя входами,исполнительныи элемент, формироватли прямоугольных импульсов и схемублокировки, выдающий сигнал разрешения срабатывания исполнительного элемента лишь в момент совпадения знаков тока и его первой производнойБлокировка от неправильных срабатываний в устройстве при насыщениитрансформатора тока осуществляетсяэлементом совпадения, на выходе которого в моменты насыщения трансформатора тока отсутствует сигнал, разрешающий работу исполнительного элемента 2 ,Однако такой способ отстройки приводит к тому, что исполнительный элемент оказывается заблокированным нетолько при насыщении трансформаторатока, но и в режимах без насыщения,в моменты несовпадения по знаку тока его первой производной,то приводит к тому,.что при нали.чии выдержки на срабатывание исполнительного элемента, являющейся обязательной по условию отстройки откратковременных выбросов первой ивторой производной тока, в некоторыхслучаях (замыкание с малыми постоянными времени после прохождения тока 5через максимум, а такне с ненулевымина альными условиями) время срабатыь,ия устройства возрастает, Причиной.вляется несрабатывание исполнительного элемента в первые моменты из-за 10задержки и блокировки его за счет несовпадения тока и его производной наниспадающем участке кривой тока, Вслучае отсутствия задержки на срабатывание исполнительного органа 35оно бы ложно работало при набросахнагрузки и с малыми постоянными времени.Кроме того, описанньй выше способблокировки приводит к появлению дли- ротельных пауз в сигнале исполнительного органа даже без насыщения трансформатора тока, что является нежелательным при необходимости стыковкиустройства с другими измерительными 25органами,Цель изобретения - повышение быстродействия,Поставленная цель достигаетсятем, что в быстродействующее токовое зрреле, содержащее трансформатор тока,к выходу которого подключены последовательно соединенные первый и второйФазоповоротные элементы, первый квадРатор, пеРвый вход сумматоРа, компа- З 5ратор, первый вход первого элементаИ и исполнительный элемент, к входупервого Фазоповоротного элементаподключены последовательно соединенные первый Формирователь прямоугольных импульсов и первый вход второгоэлемента И, второй вход которого соединен через второй Формировательпрямоугольных импульсов с выходомпервого Фазоповоротного элемента,к которому также подключен вход вто 1рого квадратора, выход последнегосоединен с вторым входом указанногосмматора, дополнительно введены третий Формирователь прямоугольных импульсов, инвертор, элемент задержки,5элемент ИЛИ и трехвходной элемент И,первый вход которого подключен к выходу второго формирователя прямоугольных импульсов, второй вход черезинвертор - к выходу первого формиро 5,ювателя прямоугольных импульсов, третий вход через третий формировательпрямоугольных импульсов - к выходу второго фазоповоротного элемента,выход через элемент задернки - кпервому входу элемента ИЛИ, второйвход последнего соединен с выходомвторого элемента И, выход элементаИЛИ подключен к второму входу первого элеминта И,На Фиг, 1 представлена функциональная блок-схема быстродействую -щего токового реле; на фиг. 2 и 3 - осциллограммы, поясняющие работу отдельных узлов и устройства в целом впереходном режиме при насыщении трансформатора тока и без него соответственно, (Номера кривых на осциллограмме соответствуют номерам выходных сигналов элементов схемы),Быстродействующее токовое релесодержит трансформатор 1 тока, к выходу которого подсоединены последовательно соединенные первый и второйфазоповоротные элементы 2 и 3, первый квадратор 4, первый вход сумматора 5, к второму входу которогоподключен второй квадратор 6, вход,последнего подключен к выходу первого фазоповоротного элемента 2, К выходу сумматора 5 подключены последовательно соединенные компаратор 7,первый вход первого элемента И 8,исполнительный элемент 9,Выходы датчика 1 тока, первогофазоповоротного элемента 2 и второгоФазоповоротного элемента 3 соединенысоответственно с входами первого,второго и третьего формирователей10 - 12 прямоугольных импульсов,Выход первого формирователя 10прямоугольных импульсов соединен спервым входом второго элемента И 13 и через инвертор 14 с вторым входом трехвходового элемента И 15, выходвторого формирователя 11 прямоугольных импульсов соединен с вторым входом второго элемента И 13 и с первымвходом трехвходового элемента И 15, выход третьего формирователя 12 прямоугольных импульсов подключен ктретьему входу трехвходового элемента И 15, выход которого черезэлемент 16 задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ 17, а еговторой вход соединен с выходом второго элемента И 13, Выход элементаИЛИ 17 соединен с вторым входом первого элемента И 8,Реле работает следующим образом,Входной сигнал с выхода трансформатора 1 тока поступает на фазопово904036 Формула изобретения ротньй элемент 2, соединенный последовательно с таким же элементом 3,кацдый из которых осуществляет опережающий сдвиг фазы на угол, близкийк 192, 5Сигналы с выходов элементов 3 и2 поступают соответственно на входыквадраторов 4 и 6,Входы сумматора 5 подключены квыходам квадраторов 4 и 6, а выходк компаратору 7, Если амплитуда контполируемого сигнала меньше установки,на выходе компаратора 7 сигнал соответствует логическому нулю, а приповышении - логической единице, При 15превышении срабатывания компаратора,7 появляется сигнал, равный единице,на первом входе первого элемента И 8,Возникновение сигнала, равногоединице, на втором входе первого элемента И 8 определяется формой кривойтока, т,е. зависит от того, насыщается ли трансформатор 1 тока или нет,Дпя ненасыщенного трансФорматора 1тока сигнал на выходе элемента ИЛИ 2517, равный единице, появляется как вмоменты совпадения знаков тока и егопервой производной (на выходе первогофазоповоротного элемента 2), так ив моменты, когда знаки тока и его ЗО.первой производной не совпадают, нопри этом совпадают знаки инвертированного тока и его второй производной(на выходе второго фазоповоротногоэлемента 3), за счет появления сигна- З 5ла, равного единице, на выходе трехвходового элемента И 15 (фиг, 2),формирование сигнала блокировки вданном устройстве позволяет уменьшитьвремя срабатывания в тех случаях, 40когда исполнительный элемент 9 в переходном режиме будет блокирован из-занесоответствия знаков тока и его производной,В моменты насыщения трансформатора 451 тока сигнал на выходе элемента ИЛИ17 равен нулю, так как равны нулю сигналы на выходе второго элемента И 13,вследствие несовпадения знаков тока.и его первой производной и трехвходового элемента 15, вследствие несовпадения знаков инвертированного токаи его второй .производной, Так как напереходном участке между рецимом насыщения и рецимом работы трансформатора 1 тока идеальной трансформациейвозможно совпадение по знаку инвертированного тока и его второй производ 1 ной в течение некоторого промецуткавремени (фиг, 3), на выходе"трехвходового элемента 15 необходима задержка порядка 0,001 - 0,0015 с, осуществляемая элементом 16 задержки,Данное быст.родействующее токовое реле позволяет увеличить скорость отключения токов короткого замыкания,Быстродействующее токовое реле,содержащее трансформатор тока, к выходу которого подключены последовательно соединенные первый и второйФазоповоротные элементы, первый квадратор, первый вход сумматора, компара.тор, первый вход первого элемента Ии исполнительный элемент, к входу первого фазоповоротного элемента подключены последовательно соединенныепервый формирователь прямоугольныхимпульсов и первый вход второго элемента И, второй вход которого соединен через второй формирователь прялоугольных илпульсов с выходом первого фазоповоротного элемента, к которому также подключен вход второгоквадратора, выход последнего соединен с вторым входом указанного сумматора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены третий формирователь прямоугольных импульсов, инвертор, элемент задержки, элемент ИЛИ и трехвходнойэлемент И, первый вход которого подключен к выходу второго формирователяпрямоугольных импульсов, второй входчерез инвертор - к выходу первогоФормирователя прямоугольных импульсов, третий вход через третий формирователь прямоугольных импульсовк выходу второго фазоповоротного элемента, выход через элемент задержкик первому входу элемента ИЛИ, второйвход последнего соединен с выходомвторого элемента И, выход элементаИЛИ подключен к второму входу первого элемента И,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Л 223661, кл, Н 01 Н 83/22, 1965.2, Авторское свидетельство СССРМ 693501, кл, Н 02 Н 3/08, 1977.904036 Составитель Г, Семеновотыль Техред И. Тепер Корре Щома еда кто ак оектнпя, 4 тент",Оили ал город,8;,3 Д Тир ВНИИПИ Государ по делам и 113035, Москважтвенногообретени И, Р Подписное комитета СССР и открытий ушскэя наб д