Устройство для испытания токовых защит Советский патент 1983 года по МПК H01H69/01 H02H3/08 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам релейной защиты энергетических схем, в частности к устройствам настройки и проверки уставок срабатывания токовых защит и реле тока. Известны испытательные устройства УПЗ-, У5052, в составе которых имеется блок К513, обеспечивающий ручное регулирование тока и измерение его при помощи амперметра с трансфор матором тока . В состав блоТса К513 входят входно трансформатор, резисторы, переключатели, трансформатор тока, амперметр, Учитывая широкий диапазон уставок тока срабатывания токовых защит (от долей ампер до 150А), при больших токах срабатывания необходимо ограничить время протекания тока через испытуемое реле или защиту для исклю чения повреждения их элементов в этих режимах из-за перегрева, поскол ку длительно допустимый входной ток обычно не превышает 10А. Устройство К513 не позволяет при ручном регулировании тока резко умен шить время протекания больших токов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство автоматического регулирования тока срабатывания полностью автоматического контрольного устройс ва для защиты генераторов фирмы ВВС. Устройство автоматического регули рования тока содержит последовательн включенные трансформатор, цифроуправляемое сопротивление, трансформатор тока, измерительный вход (датчик тока), измерительный элемент испытываемой токовой защиты, счетчик импульсов, генератор импульсов тока. С измерительного элемента токовой защиты через формирователь импульсов сигнал ,поступает на останов счетчика, который через схему управления связан с ключами на триаках всех 8 разрядов, в цепи которых имеются соответствующие нагрузочные сопротивления. Запуск счетчика импульсов происходит в момент запуска генератора импульсов тока. После срабатывания измерительного элемента защиты ток на входе не изменяется и может считываться цифровым амперметром., Известное устройство встраивается в составе автоматического устройства контроля в комплект защиты генератора и обеспечивает автоматическое линейное (ступенчатое) регулирование тока от О до ISA. Благодаря небольшой величине уставок по току (до 15А) в устройстве отсутствует необходимость ограничения длительности протекания тока и он не отключается после срабатывания защиты . В максимально-токовых защитах, где диапазон уставок на порядок шире, точная фиксация тока срабатывания при линейном его изменении требует сохранения.малых ступеней нарасТания тока, что определяет значительное время протекания больших токов и делает возможным повреждение входных цепей токовых защит из-за перегрева. Цель изобретения - уменьшение времени проверки тока срабатывания и возврата защиты при сохранении точности определения тока срабытвания и возврата. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для испытания токовых защит, содержащее последовательно включенные трансформатор с формирователем импульсов, делитель частоты, ключ, реверсивный счетчик, выходы которого соединены с блоком управления тиристорами грубой регулировки тока, блок управления тиристорами плавной регулировки тока, нагрузочные сопротивления в цепи тиристоров, трансформатор тока, включенный через фиксирующие амперметры в цепь испытуемой защиты, дополнительно введены второй реверсивный счетчик, второй, третий и четвертый ключи, счетные триггеры двоичного счетчика фиксации числа срабатываний и возвратов, элемент согласования и элементы И, при этом к выходу делителя частоты через второй ключ подключен вход суммирования второго реверсивного счетчика, через третий ключ-вход вычитания этого счетчика, а его выходы подключены к входам блока управления тиристорами плавной регулировки тока и через второй элемент И и четвертый ключ соединены с входом вычитания первого реверсивного счетчика, входы блокировки ключей соединены с выходами счетных триггеров двоичного счетчика фиксации числа срабатываний и возвратов, вход которого через элемент согласования подключен к выходу проверяемой защиты, а выходы соединены также через элементы И с блоками управления тиристорами грубой и плавной регулировки тока и фиксирующими амперметрами. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для испытаний токовых за щит; на фиг. 2 показано для сравнения время нарастания тока до срабатывания защиты при линейном его / изменении с одинаковыми малыми ступенями (кривая 1) и при изменении, тока первоначально грубыми ступенями а затем малыми ступенями для точного замера (кривая 2). При этом время определения тока срабатывания и возврата защиты можно резко сократить. Устройство состоит из трансформатора 1 с усилителем-ограничителем и формирователем импульсов; делителя 2 частоты для формирования импульсов, длительность которых превышает время срабатывания защиты; ключей 3-6; . реверсивных счетчиков импульсов 7 и 8; элемента И 9; блоков 10 и 11 управления, тиристорами грубой и плав ной регулировки тока; блока 12, содержащего тиристоры и сопротивления; трансформатора 13 тока; цифровых фиксирующих амперметров 1Л и 15; ис.пытуемой защить 16 или реле тока; элемента 17 согласования; счетных триггеров 18 двоичного счетчика фиксации числа срабатывания и возвраты элементов И 19 и 20. Устройство для испытания токовых защит содержит трансформатор 1 блока к вторичным обмоткам которого подключены усилитель-ограничитель, преобразующий синусоидальное напряжение в прямоугольные импульсы, соответствующие по длительности положительной полуволне напряжения и с паузой, соответствующей отрицательной полуволне напряжения.-. Одновременно к данному трансформатору подключены тиристо ры с нагрузочными сопротивлениями (блок 12) и схему управления данными тиристорами в,цепях с грубой регулировкой тока (10) и в цепях с плавной регулировкой тока (11). К выходу уси лителя-ограничителя блока 1 присоеди нены делитель 2 частоты, формирующий длительность импульсов, превышающих время срабатывания токовой защиты до величины, кратной целому числу перио дов частоты сети. К выходу блока 2 через ключи 3, 5 и 6 подключены вход реверсивных счетчиков 7 и 8, выходы разрядов которых соединены с входами схем 10 и 11 управления тиристорами. 1 92 4 . В момент запуска схемы все выходы реверсивных счетчиков 7 и 8 и счетных триггеров 18 устанавливаются в состояние О на прямых выходах. Поскольку до срабатывания защиты на блокирующих входах ключа 3 сигналы 1, а на блокирующих входах.ключей 5, и6 сигналы О, импульсы с выхода делителя частоты поступают только на суммирующий вход счетчика 7 через ключ 3- На вычитающем входе, счетчиков 7 и 8 и суммирующем входе счетчика 8 при этом сигнал 1, При этом счетчик 7 через блок 10 управления включает тиристоры грубой рет . гулировки тока в блоке 12 и через трансформатор 13 тока и амперметры }k и 15, фиксирующие соответственно ток срабатывания и возврата защиты, на входе защиты ток изменяется большими ступенями до величины, раз- . ной или большей току срабатывания защиты. 8 момент-первого срабатывания защиты изменяются сигналы на выходах элемента 17 согласования и на .прямом и инверсном выходах первого счетного триггера 18. При этом на блокирующих входах ключей 3 и 5 сигнал О, а на суммирующих входах счетчиков 7 и 8 сигнал 1. На блокирующих входах ключей и 6 сигналы 1, и поэтому через данные ключи на вычитающие входы счетчиков 7 и 8 могут поступать входные импульсы. Иервый импульс, поступивший с делителя 2 частоты через ключ 6 на вычитающий вход счетчика 8, изменит состояние всех его выходов О на Г поэтому в этот момент поступит один импульс через элемент И 9 и ключ k на вычитающий вход счетчика 7i Поскольку выключение младшего разряда счетчика 7 снижает выходной ток на величину, равную току при включении всех разрядов счетчика 8, ток в данном случае на входе защиты не изменится, так как первый вычитающий импульс на входе счетчика 8.вкпю-.чит все его разряды и уменьшит на один импульс состояние выходных сигналов счетчика 7. При поступлении следующих импульсов на вход вычитания счетчика 7 на его выходах будут разные сочетания сигналов О и 1 и через элемент И 9 и .ключ k на вычитающий вход . счетчика 7 больше импульсов не поступит до тех пор, пока на всех-Выходах счетчика 8 снова не установятся сигналы О. Следовательно, ток на выходе защиты 16 начнет уменьшаться малыми ступенями до величины, равной или меньшей току возврата про веряемой защиты. При выборе четырехразрядного реверсивного сЧетчика 8 (микросхема К155ИЕ7) и использовании трех разрядов в счетчике 7 величина чувствительной ступени регулировки тока будет около 0,8%, В момент возврата токовой защиты первый триггер по входу установки О устанавливается на прямом выходе в О и осуществляет переключение второго дополнительного счетного три1- гера 18. При этом на входах блокировки ключей 3, и 6 будет сигнал О и на их выходах сигналы 1, а на блокирующем входе ключа 5 сигнал 1 и через ключ 5 импульсы с делителя 2 частоты поступают на суммирующий вход счетчика 8. При. этом включаются через элемент И 11 тиристоры плавной регулировки тока и ток на входе защиты малыми ступенями увеличивается до ее срабатывания. Ес ли в момент достижения током величины тока возврата через элемент И 20 будет подан сигнал на запоминание величины тока возврата амперметром 15, то в момент второго (точного) срабатывания защиты через элемент И 19 поступит сигнал на запоминание величины тока срабатывания защиты амперметром 1, а затем через блоки 10 и 11 будут выключены все тиристоры блока 12. . Предлагаемое устройство для испытаний токовых защит позволяет уменьшить в раз время определения тока срабатывания и возврата максимальнотоковых защит в зависимости от уставки, при сохранении высо.кой точности фиксации уставки срабатывания даже для защит с выдержкой времени. Так при больших токах срабатывания защиты время проверки сокращается в 5 раз, а при токах срабатывания в середине диапазона время проверки сокращается в 3 раза. При этом уменьшается расход электроэнергии при испытаниях за счет уменьшения вре| 1ени протекания тока, снижается вероятность повреждения входных цепей токовых защит при протекании большого тока из-за перегрева, а также повышается производительность труда при наладках и проверках устройств защиты.

МОКС

U9.2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТОКОВЫХ ЗАЩИ1, содержащее последовательно включенные трансфо|эматор с формирователем импульсов, делитель частоты, ключ, реверсивный счетчик, выходы которого соединены с блоком управления тиристорами грубой регулиро.вки тока, блок управления тиристорами плавной регулировки тока, нагрузочные сопротивления в цепи тиристоров, трансформатор тока,,включенный через фиксирующие амперметры в цепь испытуемой защиты, о т л и чающееся тем, что, с целью уменьшения времени проверки тока срабатывания и возврата защиты при сохранении точности определения тока срабатывания и возврата, дополнительно введены второй реверсивный счетчик, второй, третий и четвертый ключи, счетные триггеры двоичного счетчика фиксации числа срабатываний и возвратов, элемент согласования и элементы И, при этом к выходу делителя частоты через второй ключ подключен I вход суммирования второго реверсивного счетчика, через третий ключ-вход (Л вычитания этого счетчика,, а его выс: ходы подключены к входам блока управления тиристорами, плавной регулировки тока и через второй элемент И и четвертый ключ соединены с входом вычитания первого реверсивного счетчика, входы блокировки ключей соединею ны с выходами счетных триггеров двоо ичного счетчика фиксации числа срабатываний и возвратов, вход котосо рого через элемент согласования подhD ключен к выходу проверяемой защиты, а выходы двоичного счетчика соединены также через элементы И с блоками управления тиристорами грубой и плавной регулировки тока и фиксирующими амперметрами.