Устройство для определения короткого замыкания в линии электропередачи Советский патент 1986 года по МПК G01R31/02 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля.

Цель изобретения - повьппение быстродействия устройства.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства для определения короткого замыкания в линии электропередачи на фиг.2 - временные диаграммы напряжений на выходах отдельных блоков устройства.

Устройство содержит клемму 1 для подключения к линии электропередачи, трансформатор 2 тока, генератор 3, частотный модулятор 4 смеситель 5, блок 6 синхронизации, двоичный счетчик 7, регистр 8 нулевого значения, элемент И-НЕ 9, сумматор 10 по модулю два, ждущий мультивибратор 11, элемент И 12, блок 13 аварийной сигнализации, двоичный счетчик 14, регистр 15 верхнего значения, сумматор 16 по модулю два, элемент И-НЕ 17.

При этом частотный модулятор 4 соединен первым входом через трансформатор 2 тока и клемму 1 с линией электропередачи, а вторым входом - с выходом генератора 3. Й11ход частотного модулятора 4 соединен с первым входом смесителя 5, второй его вход соединен, с выходом генератора 3, выход смесителя 5 соединен соответственно с перйым входом элемента И 12 и с входом блока 6 синхронизации (БС), которым является первый вход двоичного счетчика 7. Выходы разрядов двоичного счетчика 7 подключены к первой группе входов сумматора 10 по модулю два, к второй группе входов этого же сумматора подключены выходы разрядов регистра 8 нулевого значения, выходы сумматора 10 по модулю два подключены к входам элемента И-НЕ 9, соединенного выходом с входом ждущего мультивибратора 11i первый выход которого является выходом блока 6 и подключен к второму входу элемента И 12. Второй выход ждущего мультивибратора 11 подключе11, к второму входу Сб двоичного счетчика 7 и к второму входу двоичного счетчика 14, выходы разрядов которого соединены с первой группой входов сумматора 16

2150652

по модулю два, вторая группа входов этого же сумматора 16 по модулю 2 подключена к выходам регистра 15 верхнего значения. Выходы суммато5 ра 16 по модулю два соединены с входами элемента И-НЕ 17, выход которого является выходом блока 13 аварийной сигнализации. Выход элемента И 12 соединен с первым входом

10 двоичного счётчика 14.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение с выхода трансформатора 2 тока, пропорциональное

15 рабочему току в линии электропередачи (фиг.2л), поступает на первый вход частотного модулятора (ЧМ)

4,а на второй его вход поступает напряжение с выхода генератора 3.

20 В частотном модуляторе 4 осуществляется изменение частоты этого напряжения в соответствии с законом изменения рабочего тока. Частотно-модулированное напряжение с

25 выхода частотного модулятора 4 подается на первый вход смесителя

5,на второй вход которого поступает напряжение с выхода генератора 3. В результате смешания на

30 выходе смесителя 5 вьщеляется напряжение с частотами лежащими в диапазоне

du)|oJt- - ohuu)), (1)

j где л) t: ),Ct)- мгновенное значение частоты модулированного напряжения;

- частота напря

жения генератора высокой частоты;K-sAt.) ток в линии

электропередачи.

Знак абсолютной величины в выражении (1) объясняется тем, что фильтр смесителя имеет полосу пропускания, пропорциональную девиации частоты частотно-модулированного ко- лебания, поэтому будут вьщеляться частоты и)(1)-и)„ - в случае положительной полуволны тока в линии, и ))t- для отрицательной полуволны тока.

В результате частота напряжения на выходе смесителя 5 изменяется в соответствии с изменением во времени тока в линии электропередачи

(фиг.2§), причем диапазон ее изменения зависит от амплитудного значения тока. С увеличением последнего скорость изменения частоты возрастает. Поэтому, если фиксировать значения частоты напряжения в течение определенного интервала времени, начинающегося с нулевой частоты, то максимальное значение частоты в конце этого интервала можно использовать в качестве признака наличия короткого замыкания. Дпя этого необходимо фиксировать моменты перехода тока в линии через нуль, фиксировать значения частоты в течение заданного интервала и сравнивать его с частотой, соответствующей допустимому значению тока. С этой целью напряжение с выхода смесителя 5 поступает одновременно на вход блока 6 синхронизации и на вход элемента И 12, который находится в закрытом состоянии. В блоке синхронизации напряжение с выхода смесителя 5 поступает на вход двоичного счетчика 7, который под его воздействием изменяет состояния своих разрядов (режим счета). В момент, когда на входе счетчика 7 напряжение имеет нулевую частоту, состояния его разрядов соответствуют состоянию разрядов регистра 8 нулевого значения, поэтому сумматор 10 по модулю два фиксирует нулевые состояния всех своих выходных разрядов, что вызьшает появление 1 на выходе И-НЕ 9. Это, в свою очередь вызывает срабатывание ждущего мультивибратора 11, который генерирует импульс длительностью 1,5 гас (фиг.2в), выбранное значение длительности импульса (1,5 тс) определяется тем обстоятельством, что за это время ток нарастает до 1/2 амплитудного значения, что позволяет упростить настройку устройства. Этот импульс открывает элемент И 12 В результате напряжение с выхода смесителя 5 поступает на вход блока 13 аварийной сигнализации и на вход двоичного счетчика 14. Выходные разряды двоичного счетчика 14 подключены к первой группе входов сумматора 16 по модулю два. На вторую группу входов сумматора 16 модулю два подключены выходн1ле разряды регистра 15 верхнего значения, в

2150654

-котором записано значение частоты сОуха. (фиг.2г), соответствующее половине допустимого значения тока в линии. Поэтому, если в течение

5 действия импульса состояния выходов двоичного счетчика 14 и регистра 15 верхнего значения совпадают, чтр соответствует превьшению амплитудным значением допустимого максималь10 ного значения (фиг.2), то на выходе сумматора 16 по модулю два (значение фиг.2г) будет нулевое состояние разрядов, а на выходе элемента И-НЕ 17 будет действовать напряжение,

tS соответствующее 1, которое поступает на вход автоматического отключения устройства. По истечению рассматриваемого импульса состояния плеч ждущего мультивибратора воз20 вращаются в исходные, что вызывает сброс показаний двоичных счетчиков 7 и 14 (исходное состояние).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет автоматически

25 определить наличие короткого замыкания в линии за интервал времени не более, чем 1,5 тс после его возникновения, в то время как в устройстве-прототипе признак короткого замы30 кания формируется не менее чем за два полупериода тока короткого замыкания при наличии лучных операций. В предлагаемом устройстве формируется сигнал на предупредитель,, ное отключение линии электропередачи до времени возникновения пика кривой тока короткого замыкания, создаются условия для работы отключающей аппаратуры в номинальных

Q условиях.

Формула изобретения -.

1. Устройство для определения ко- 5 роткого замыкания в линии электропередачи, содержащее трансформатор то- ха, вход которого соединен с клеммой для подключения объекта контроля, генератор, блок синхронизации, о т- сдЛичающееся тем, что, с целью повышения быстродействи я, в устройство введены частотный модулятор, смеситель, элемент И и блок аварийной сигнализации, при этом выход -, трансформатора тока подключен к первому входу частотного модулятора, второй вход которого соединен с вы- лсодом генератора и с первым входом

смесителя, второй вход смесителя соединен с выходом частотного модулятора выход смесителя подключен к первому входу элемента Инк входу блока синхронизации, первый выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к первому входу блока аварийной сигнализации, второй вход блока аварийной сигнализации соединен с вторым выходом блока синхронизации, причем выход блока аварийной сигнализации соединен с выходом устройства.

2. Устройство по n.lj о т л ичающееся тем, что блок синхронизации Содержит двоичный счет- чик, регистр нулевого значения, сумматор по модулю два, элемент И-НЕ, ждущий мультивибратор, при этом счетный вход двоичного счетчика соединен с входом блока синхронизации, выходы двоичного счетчика соединены с первой группой входов сумматора по мо- дулю два, а вторая группа входов его соединена с выходами регистра нулевого значения, выхода сумматора по мо

дулю два соединены с входами элемента И-НЕ, выходом соединенного с входом ждущего мультивибратора, первый выход которого соединен с перВЕЛм выходом блока синхронизации, а второй его выход соединен с вторым выходом блока синхронизации и вторым входом двоичного счетчика.

3. Устройство по П.1, о т л и- чающееся тем, что блок аварийной сигнализации содержит двоичный счетчик, регистр верхнего значения, сумматор по модулю два, элемент И-НЕ, при э том первый и второй входы двоичного счетчика соединены соответственно с первым и вторым входами блока аварийной сигнализации, выходы двоичного счетчика соединены с первой группой входов сумматора по модулю два, вторая. группа выходов которого соединена с выходами регистра верхнего значения, выходы сумматора по модулю два подключены к входам элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом блока аварийной сигнализации.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использовано в системах автоматического контроля. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство содержит трансформатор 2 тока, генератор 3, частотшлй модулятор 4, смеситель 5, элемент 12 И. Блок 6 синхронизации включает (й счетчик 7, регистр 8 нулевого значения, элемент 9 И-НЕ, сумматор 10 по модулю два и жду1ций мультивибратор 11. Блок 13 аварийной сигнализации состоит из двоичного счетчика 14, регистра 15 верхнего значения, сумматора 16 по модуле два и элемента 17 И-НЕ. Частота напряжения на выходе смесителя 5 изменяется в соответствии с изменениг ем во времени тока. Ее диапазон зависит от амплитудного зиачения тока. Максимальное значение частоты в течение интервала времени свидетельствует о наличии короткого зани- . кания. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. (/) С IК а1т0мкг п1У«0лй1|г IflMMMMMVlAW rf .- ,

м

/ П I

i/TT

I I I I

II I

Редактор E. Копча Заказ 904/54

Составитель М. Хаенко

Техред О.Неце Корректор М. Максимиошнец

Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Фиг.1