Устройство цифровой релейной защиты

(57) Изо тротсхни машина. 382, ТОтдел йпгл Ьэю,Юыг. 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Всесоюзный научно в исследоватеский институт электроэнергетики"ЭлектроникаМ" 15 ВМ.852Производственно-издательский оЦНИИ "Электроника", 1979.Модуль аналогового ввода 15 КА 60/8-010. Техническое описание иинструкция по эксплуатации.ЗАВЯЗ,858.046 ТО. 1979,(54) УСТРОЙСТВО ЦИФРОВОЙ РЕЛЕЙНОЙЗАШИТЫ ение относится к элек в частности к релейна защите элементов энергосистем. Цельизобретения - повышение точности ипомехоустойчивости. В начале каждого полупериода в устройстве выделяются и хранятся 3,33 мс ортогональные составляющие; в четные полупериоды синусная составляющая вьделяетсяи хранится на выходе интегратора 10а косинусная составляющая - на выходе интегратора 12. В нечетные полупериоды синусная составляющая выделяется и хранится на выходе интегра1252860 тора 11, а косинусная - на выходеинтегратора 13. С помощью двух парпопеременно работающих ключей 24,25, и 26, 27 ортогональные составляющие подводятся к мультиплексору3, который по команде блока тактовых импульсов 8 один раз в полуперч 1Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля осуществления релейной защитыэлементов энергосистем,Цель изобретения - повышение точности и помехоустойчивости.На фиг, 1 приведена Функциональная схема устройства защиты; нафиг. 2 - диаграмма состояний электронных ключей; на фиг. 3 - формыортогональных функций; на фиг. 4спектральная кривая, соответствующая ортогональным функциям при окненаблюдения, равном периоду; нафиг, 5 - формы кривых напряженияна выходе интеграторов, предназначенных для выделения и хранения си,нусной и касинусной составляющих;на фиг. 6 - блок-схема алгоритмафункционирования устройства,Устройство (фиг. 1) содержит промежуточные трансформаторы 1 по числу входных величин, выполненные спрямым и инверсным выходами, которыеподключены к входам блоков 2 формирования ортогональных составляющих,подключенных выходами к входам мультиплексора 3, на выходе котороговключены последовательно соединенныеаналого-цифровой преобразователь(АЦП) 4, блок 5 буферных регистров,блок 6 ввода-вывода и ЭВМ 7, блок8 тактовых импульсов, подключенныйпервым выходом к управляющему входумультиплексора 3, вторым выходомк управляющему входу АЦП 4, третьимвыходом к управляющему входу блока5 буферных регистров, четвертымвыходом к управляющему входу блока6 ввода-вывода, а пятым выходам квходу блока 9 управления, выходыкоторого подключены .к управляющим од подключается к аналого-циФровомупреобразователю 4, а затем в цифровой Форме через блок 6 ввода-вывода - в ЭВМ 7, где в соответствиис ззданной программой осуществляетсяобработка введенных данных. 2 з.п.ф-лы, 6 ил. 2входам блоков 2 Формирования ортогональных составляющих,Каждый из блоков 2 формированияортогональных составляющих содержит четь 1 ре интегратора 10 - 13 ичетырнадцать управляющих ключей14 - 27, при этом входы первого 10и второго 11 интеграторов подключенычерез первый 14 и второй 15 ключисоответственно к прямому и инверсному выходам промежуточного трансформатора 1, входы третьего 12 и четвертого 13 интеграторов подключенычерез третий 16 и пятый 18 ключи кпрямому выходу трансформатора 1, ачерез четвертый 17 и шестой 19 ключи к инверсному выходу трансформатора 1, ключи 20-23 с седьмого подесятый включены между входами и выходами соответствующих интеграторов 10 - 13, ключи 24-27 с одиннадцатого по четырнадцатый включенына выходах соответствующих интеграторов 10 - 13, выходы одиннадцатого24 и двенадцатого 25, а также тринадцатого 26 и четырнадцатого 27 ключейпопарно объединены и образуют одини другой выходы блока 2. Блок 9 управления содержит счетчик 28 импульсов, подключенный выходом к входу дешифратора 29, имеющегодвенадцать выходов, которые попарноподключены к открывающим и запирающим входам ключей 14-27 в порядке 35 повышения их номеров.Устройство работает следующимобразом.Переменные входные сигналы, преобразованные в промежуточных транс- .Форматорах 1, поступают на входыинтеграторов 10 - 13 в те интервалы125286 5на выходе интегратора 10 равно ц а на выходе интегратора 11 - Ц .В следующем .интервале времени между 6 Т/12-8 Т/12 (продолжительностью Т/6 или 3,33 мс), пока не поступят открывающие сигналы на ключи 20 и 21 (фиг. 2), указанные напряжения Ц, и Б, остаются неизменными (режим хране ния ортогональных составляющих). В момент времени 8 Т/12 открываютсяО ключи 20 и 21, шунтируя конденсаторы, установленные в цепи обратной связи интеграторов 10 и 11. Напряжения на выходе этих интеграторов начинают уменьшаться по экспоненте от исходных значений Б, и Ц, до нуля, причем параметры цепей разряда выбираются так, что за время открытого состояния ключей 20 и 21 (в интервале 8 Т/12-10 Т/12) напряжения на выходе интеграторов 10 и 11 успевают снизиться практически до нуля. Во втором полупериоде работы блока 9 управления (показан пунктиром на фиг. 5) наступает проводящее состояние ключей 15, 18 и 19. При этом аналогично рассмотренному на выходе интегратора 11 выделяется в конце полупериода и хранится в течение 3,33 мс синусная составляющая входного сигнала, а на выходе интегратора 13 - косинусная составляющая. Таким образом, в начале каждого полу- периода в предложенном устройстве 35 вьщеляются и хранятся в течение 3,33 мс ортогональные составляющие, причем в четные полупериоды синусная составляющая вьщеляется и.хранится на выходе интегратора 10, а ко синусная составляющая - на выходе интегратора 12, Аналогично в нечет- . ные полупериоды синусная составляющая вьщеляется и хранится на выходе интегратора 11, а косинусная состав ляющая - на выходе интегратора 13, С помощью двух пар попеременно . работающих ключей 24, 25 и 26, 27(фиг. 1) указанные ортогональные составляющие подводятся к входам мультиплексора 3.По команде от блока 8 тактовых импульсов один раз в полупериод осуществляется поочередное подключениеортогональных составляющих всех входных. сигналов с помощью мультиплексора 3 к АЦП 4, а затем в цифровой форме через блок 6 ввода-вывода -0 вввод в ЭВМ 7, где в соответствиис программой в зависимости от требуемых функций релейной защиты осуществляется дальнейшая обработкавведенных данных,При составлении блок-схемы(фиг. 6) учитывалось взаимодействиемикро-ЭВМ "Электроника" с модулеманалогового ввода типа 15 КА/8010. В данный модуль входят всеуказанные блоки 3- 6,мультиплексор,АЦП, буферный регистр и блок вводавывода. Пуск программы .вычисленияортогональных составляющих осуществляется один раз в полпериода промышленной частоты с помощью импульсов, появляющихся на выходе дешифратора 29. Организуется счетчик С 1на количество циклов 2 И, численноравное удвоенному числу входных величин, необходимых для реализациифункций релейной защиты. Затем начинается выполнение циклической частипрограммы.Под управлением ЭВМ 7 через блок6 ввода-вывода проводится подключение первого входа мультиплексора 3и пуск АЦП 4.После завершения процесса преобразования в АЦП цифровойкод аналоговой величины оказываетсяв блоке 5 буферного регистра. Далеевыполняется вычисление ортогональной составляющей, подключенной вданный момент к мультиплексору 3величины за период промышпенной частоты, что обеспечивается суммированием предыдущего значения эртогональной составляющей хранящегося вячейке У, ( изменяется от .0 до2 И), и его текущего эначения,хранящегося в буферном регистре К. Носле этого содержимое буферного регистра.К переписывается в ячейку Уасодержимое счетчика С 1 уменьшаетсяна единицу, На этом заканчиваетсявычисление и ввод в ЭВМ значения одной ортогональной составляющей, ив случае содержимого счетчика С 10осуществляется подключение следующего входа мультиплексора 3 и аналогично рассмотренному обработкаследующей ортогональной составляющей,После преобразования, вычисления иввода всех 2 Я ортогональных составляющих, когда содержимое счетчика С 1 равно нулю, проводится выполнение программы релейной защитыс использованием ортогональных составляющих . Если результат выполне1252860 7ния программь 1 указывает на наличиеповреждения в защищаемой зоне,тоЭВИ 7 формирует сигнал на отключениевыключателя защищаемого элемента. 5Формула из обр етения 1. Устройство цифровой релейной защиты, содержащее промежуточнье трансформаторы по числу входных сигналов, последовательно включенные мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок буферных регистров, блок ввода-вывода и ЭВИ, а также блок тактовых импульсов, первый, второй, третий и четвертый выходы которого.нодключены соответственно к управляющим входам мультиплексора, .АЦП, блока буферных регистров и блока ввода-вывода, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности и помехоустойчивости в него введены блок управления и блок формирования ортогональных составляющих по числу входных сигна лов, а промежуточные трансформаторы выполнены с прямым и инверсным выходами, при этом пятый выход блока тактовых импульсов подключен к входу блока управления, один и другой входы каждого блока формирования ортогональных составляющих подключены к прямому и инверсному выходам соответствующего промежуточного трансформатора, выходы каждого блока формирования ортогональных составляющихЗ 5 подключены к соответствующим входам мультиплексора,.а управляющие входы каждого блока формирования ортогоиальных составляющих подключены к40 соответствующим выходам блока управления. 82. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок формирования ортогональцых составляющих содержит четыре интегратора ц четырнадцать управляющих ключей, причем входы первого и второго интеграторов подключены через первый и второй ключи соответственно к прямому н инверсному выходам промежуточного трансформатора, входы третьего и четвертого интеграторов подключены через третий и пятый ключи к прямому выходу промежуточного трацсформатооа, а через четвертый и шестой ключи - к инверсному выходу трансформатора, ключи с седьмого по десятый включены между входами и выходами соответствующих интеграторов, а ключи с одиннадцатого по четырнадцатый включены на выходах соответствующих интеграторов, выходы одиннадцатого и двенадцатого, а также тринадцатого и четырнадцатого ключей попарно объединены и образуют один и другой выходы блока, а открывающие и запирающие входы всех ключей образуют управляющие входы Ьлока формирования ортогональных составляющих,3. Устройсч во по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что ьлок управления выполнен в виде последовательно включенных счетчика импульсов и дешифратора с двенадцатью выходами при этом вход счетчика является входом блока управления, а пары выходов дешифратора предназначены для подключения соответственно к открывающим и запирающим входам всех ключей в порядке нарастания их номеров в блоке формирования ортогональцыхоставляющих..Головач едакт аз 4627/5 д. 4/5 Проектная, 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор Тираж 612 ВНИИПИ Государствеш по делам изобретен 13035, москва, ЖПодписноего комитета СССРй и открытийРаушская наб.,