Устройство для сигнализации аварийных режимов работы в электрических сетях с изолированной нейтралью Советский патент 1986 года по МПК H02H3/16 

что на выходе этих элементов вызовет соответственно появление логической 1, которая поступает на элементы И.ПИ 15 и И-НЕ 16, на выходах которых появляется логическая 1. Эта логическая 1 поступает на вход второго элемента И 17, что соответствует появлению на его выходе логической 1, вызывающей срабатывание только счетчиков 14 и 18. При этом поскольку на вход элемента И 27 подано три логических 1 и логический О, на его выходе появится логический О, который инвертируется элементом НЕ 28 в логическую 1, поступающую на 1 -вход триггера 34. На К-вход триггера 35 также поступает логическая 1 с выхода элемента ИЛИ 26. Но поскольку на R-входы триггеров подается логический О, то с их выходов не поступит разрешающий сигНсШ на триггеры 34 и 35 для пропускания счетных импульсов на секундомеры 36 и 37. При двухфазном коротком замыкании появление логической 1 на /-входе триггера 34 о-беспечивает пропускание счетных импульсов на секундомер 36 до тех пор, пока на произойдет отключение короткого замыкания, вследствие чего на обоих входах компараторов 4 и 5 напряжение не станет равным нулю,, При трехфазном коротком замыкании поступление логической 1 на Э-вход триггера 35 обеспечивает пропускание счетных импульсов на секундомер 37 до момента отключения короткого замыкания. Т.обр началом отсчета электронным секундомером длительности короткого замыкания является момент снижения напряжения при коротком замыкании, вызывающий срабатывание счетчика учета коротких замыканий. Поскольку напряжение на одном из вхо.ДОН компараторов при протекании короткого замыкания не равно нулю, то окончанием отсчета длительности отсчета является момент срабатывания бтключающих устройств, когда напряжение на входах компараторов станет равным нулю. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, и, в частности, контролирует аварийные режимы работы в электрических сетях с изолированной нейтралью. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем измерения длительности коротких замыканий. При замыкании фазы А на землю напряжение на входах компаратора 4 станет равным нулю, а на его выходе образуется сигнал, соответствующий логической 1, на выходе компараторов 5 и 6 останется логический О. На входы логических элементов И-НЕ 7 и 9 одновременно подается логический О и 1, а на элемент И-НЕ 8 две логических 1, (О ю Ч ЭО hd ел

1

Изобретение относится к автоматизации систем электроснабжения и может быть использовано в устройствах сигнализации распределительных устройств.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей 1тутем измерения дпительности коротких замыканий.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит три блока преобразования входного сигнала 1,2 и 3, состоящих из выпрямительных мостов, резисторов деления выпрямленного напряжения, пороговых элементов в виде стабилитронов. Выход преобразователей входного сигнала соединен с одним из входов трех компараторов 4,5 и 6 через резистор уставки, а второй вход компараторов заземлен. Выходы блоков преобразования входного сигнала 1,2 и 3, подключены к соответствующим входам первого, второго и третьего элементов И-НЕ 7,8 и 9 и соответствующим входам первого элемента ИЛИ 10. Выходы указанных элементов И-НЕ 7,8 и 9 и ИЛИ 10 подключены к входам первого элемента И 11 соответственно, выход которого подсоединен к счетчику двухфазных; коротких замыканий 12 и через согласно включенный первый диод 13 - к счетчику общего числа аварийных режимов 14. Выходы каждого из элементов И-НЕ 7,8 и 9 подключены к входам второго элемента ШШ 15 и к,входам четвертого элемента И-НЕ 16, а выходы указанных элемен- тов подключены к входам второго элемента И 17, выход которого подсоединен к счетчику однофазных коротких 0 замыканий 18 и через согласно включенньй второй диод - к счетчику общего числа аварийньк режимов 14. К выходу каждого компаратора 4,5 и 6 подключены первый, второй и третий 25 элементы НЕ 20, 21 и 22 соответ3ственно.Входы пятого,шестого и сед мого элементов И-НЕ 23,24 и 25 и третьего элемента ИЛИ 26 подключен к выходам соответствующих элементов НЕ 20, 21 и 22, а вьпсоды - к входам второго элемента И 27, выход которого подключен к четверто му элементу НЕ 28. Выход первого элемента ИЛИ 10 через пятьм элемен НЕ 29 и третий диод 30 подключен к счетчику общего числа аварийных реж мов 14 и счетчику трехфазного корот кого замыкания 31. Кроме того устройство содержит первый и второй RS-триггеры 32 и 33, первый и второй JK-триггеры 34 и 35, первый и второй счетчики 36 и 37 (электронны секундомеры), генератор счетных импульсов 38. Выход счетчика 12 через первый RS-триггер 32 подключен к -входу первого JK-триггера, к Квходу которого подключен выход четвертого элемента НЕ, а к С-входу выход генератора 38 и С-вход второго DK-триггера. К выходу первого ЛК-триггера подключен первый счетчик 36, а к выходу второго ЗК-триггера - второй счетчик 37. Выход пя того, элемента НЕ подключен через второй RS-триггер к 3-входу второг ЭК-триггера, к К-входу которого подключен выход тpeтьё o элемента ИЛИ. Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме, когда имеется напряжение на преобразователях входного сигнала 1,2 и 3 на вхо логических элементов 7,8,9 и 10 и вход компараторов 4,5 и 6 подается постоянное напряжение, принимаемое за логическую 1, что вызывает на выходе элемента ИЛИ 10 логическую 1, а на выходе элементов 7,8 и 9 логический О, который одновременно подается на входы элементов: вто рого. ИЛИ 15, четвертого И-НЕ 16,пер вого И 11. I-На выходах элементов ИЛИ второго 15, И-НЕ четвертого 16 появятся соо ветственно логические О и 1, ко торые поступают на вход первого эле мента И 17, что соответствует на его выходе логическому О. Наличие логического О на выходе первого элемента И 17 не вызовет срабатывания счетчиков 14 и 18. Поступление трех сигналов, соответствующих логи25ческому О, на вход первого элемента И 11 и одной логической 1 от первого элемента ИЛИ 10 вызывает на выходе первого элемента И 11 появление логического О, который также запрещает работу счетчиков 12 и 14. Логическая 1 на выходе первого элемента ИЛИ 10 инвертируется в логический О пятым, элементом НЕ 29 и поэтому счетчики 14 и 31 также не работают. Поскольку входной сигнал одновременно подается и на один из входов компараторов 4,5 и 6, второй вход которьгх заземлен, то на входах компараторов образуется разность напряжения, обеспечивающая на их выходе логический О, который инвертируется элементами НЕ 20, 21 и 22 в логическую 1, поступающую на входы элементов И-НЕ 23, 24 и 25 третьего элемента ИЛИ 26 и вызывающая на выходах элементов И-НЕ 23, 24 и 25 логический О, а на выходе третьего элемента ИЛИ 26 логическую 1. Сигнал с элементов И-НЕ 23, 24 и 25, и третьего элемента ИЛИ 26 подается на вход второго элемента И 27, на выходе которого появляется логический О, инвертируемый четвертым элементом НЕ 28 в логическую 1. Логическая 1 с выходов элементов ИЛИ 26 и НЕ 28 подается соответственно на К-входы первого и второго Ктриггеров 34 и 35, которые оказываются запертыми для пропускания счетных импульсов от генератора счетных импульсов 38 запрещающим сигналам (логическим О) поступающим с выхода первого и второго RS -триггеров 32 и 33, так как на их R-входы подан логический о с выходов элементов И 11 и НЕ 29. Поэтому первый и второй секундомеры 36 и 37 не работают. При возникновении однофазного замыкания на землю, например, в фазе А напряжение на этой фазе относительно земли близко к нулю, поэтому на вход логических элементов И-НЕ 7 и 9 одновременно подается логический О и 1, а на элемент И-НЕ 8 две логических 1, что на выходе этих элементов вызовет соответственно появленйе логической 1, которые поступают на элементы ИЛИ 15 и И-НЕ 16. На выходе элементов 15 и 16 появляется логическая 1, которая подается на вход второго элемента И 17,что соответствует появлеяию на его выходе логической 1, которая вызывает срабатывание только счетчиков 1 и 18. Счетчик 12 не работает, так ка на одном из входов элемента И 11 имеется логический О, что соответствует нулевому сигналу на его выходе. Счетчик 31 также не работает, поскольку логическая 1 на выходе первого элемента ИЛИ 10 инвертируется в нулевой сигнал пятым элементом НЕ 29. , , . I При замыкании фазы А на землю напряжение на входах компаратора 4 ста нет равным нулю, а на его выходе образуется сигнал, соответствующий логической 1 а на выходе компарато5 и 6 останется логический О. ра Выходные сигналы компараторов инвертируются элементами НЕ 20, 21 и 22, поэтому на выходе НЕ 20 будет логический О, а на выходе НЕ 21, 22 логическая 1, которые поступают на входы элементов И-НЕ 7,8 и 9, что соответствует на выходе элементов И-НЕ 23, 25 и ИЛИ 26 логической 1, а на элементе И-НЕ 8 - логическому О. В результате того, что на вход второго элемента И 27 подано три логических 1 и логический О, на его выходе появится логический О, который инвертируется четвертым элементом НЕ 28 в логическую 1, поступающую на Квход первого ЛК-триггера 34, На Квход второго ОК-триггера 35 также по дана логическая 1 с выхода элемент ИЛИ 26. Поскольку на R-входы первого и второго RS-триггеров 32 и 33 подается логический О, то с их выходов не поступит разрешающий сигнал на первый и второй jK-триггеры 34 и 35 для пропускания счетных импульсов на электронные секундомеры 36 и 37. Таким образом, при появлении лож ного сигнала электронные секундомеры не: работают, что повышает достоверность определения длительност двух- и трехфазных замыканий. При дзухфазном коротком замыкании, напр

мер, в фазах А и В напряжение прямой последовательности в этих фазах будет значительно меньше номинального, поэтому на вход логического элемента И-НЕ 7 подается два логических О, на входы элементов И-НЕ 8,9 логический О и 1, на вход первого элемента ИЛИ 10 два логических О

ра 34, обеспечивая прекращение пропускания им счетных импульсов и тем самым останов первого электронного секундомера 36.

Таким образом, началом отсчета электронным секундомером длительности короткого замыкания является момент снижения напряжения при короти 1. Поступление указанных сигналов на входы перечисленных элементов вызовет на выходах элементов И-НЕ 7,8 и 9 или 10 логическую 1, которая подается на входы элементов: второго ИЛИ 15, четвертого И-НЕ 16, первого И 11, в результате чего на выходе элементов второго ИЛИ 15,и первого И 11 появляется логическая 1, а на выходе четвертого И-НЕ 16логический О, Поэтому на выходе второго элемента И 1 7 образуется логический О, который запрещает работу счетчика 18. Не работает и счетчик 31, поскольку логическая 1 с выхода ИЛИ 10 инвертируется элементом НЕ 29 в логичГеский О. Логическая 1 на выходе первого элемента И 11 вызовет срабатывание счетчиков 12 и 14 и, поступая на R-вход первого RS-триггера 27, переворачивает триггер 32, тем самым подает логическую 1 на 3-вход первого ЗК-триггера 34, на входе которого сохраняется логичес из-за неравенства нулю накая 1 пряжения на первом входе компараторов. Появление логической 1 на Э-входе первого К-триггера 34 обеспечивает пропускание счетных импульсов на первый электронный секундомер 36 до тех пор, пока не произойдет отключение короткого замыкания, вследствие чего на обоих входах компараторов 4 и 5 напряжение не станет равным нулю. В этом случае на выходе компараторов 4 и 5 образуется логическая 1, а на выходе компаратора останется логический О. Эти сигналы инвертируются элементами НЕ 20, 21 и 22, в результате чего на выходах элементов И-НЕ 23, 24 и 25 и третьем элементе ИЛИ 26 появится логическая 1, что обеспечит логическую 1 на выходе третьего элемента И 27, инвертируемую четвертым элементом НЕ 28 в логический О, который подается на К-вход первого ЭК-триггеком замыкании, вызывающий срабатывание счетчика учета коротких замыканий. Поскольку напряжение на одном из входов компараторов при прот кании короткого замыкания не равно нулю, то окончанием отсчета длительности является момент срабатывания отключающих устройств, когда напряжение на входах компараторов станет равным нулю. При трехфазном коротком замыкани когда напряжение на преобразователя входного сигнала и на входах элемен тов 4-10 близко к нулю, то на выходе элементов 7,8 и 9 появляется логическая 1, которая подается на три входа первого элемента И 11 и н вход элементов: второго ИЛИ 15, чет вертого И-НЕ 16, что вызовет появле ние логической 1 на выходе второг элемента ИЛИ 15 и логического О на выходе элемента И-НЕ 16, которые поступают на вход второго элемента И 17, что соответствует появлению на его выходе логического О, поэтому счетчик 18 не работает. На выходе -первого элемента И 1 1 будет логический О, так как на три его входа подается логическая 1 от элементов 7,8 и 9, а на первый вход - логический О от первого элемента ИЛИ 10, поэтому счетчик 12 не работает. Сработают лишь счетчики 14 и 31, так как на выходе пятого элемента НЕ 29 будет логическая 1, поскольку на его вход подан логический О от первого элемента ИЛИ 10. Логическая 1 на выходе первого элемента НЕ 29, поступая на R-вход второго RS-триггера 33, переворачивает его, тем самым подает логическу 1 на Т)-вход второго ЭК,-триггера 35, на К-входе которого сохраняется логическая 1 из-за неравенства нулю напряжения на первом входе компараторов. Поступление логической 1 на Dвход второго К-триггера 35 обеспечивает пропускание счетных импульсов на второй электронньй секундомер 37 до момента отключения короткого замыкания . В этом случае на выходе компараторов 4,5 и 6 образуется логическая 1, которая инвертируется элементами НЕ 20, 21 и 22 в логический О, в резул1}тате чего на выходах элемен- 8258 ТОО И-НЕ 23, 24 и 25 появится логическая 1. На выходе третьего элемента ИЛИ 26 будет логический О, который вместе с логической 1, поступающей от элементов 23, 24 и 25, образует на выходе второго элемента И 27 логический О, инвертируемый четвертым элементом НЕ 27 в логическую 1, сохраняя запертым для счетных импульсов ЛК-триггер 34 и тем самым исключает работу первого электронного секундомера 36. Логический О, поступающий от третьего элемента ИЛИ 26 на К-вход которого К-триггера 35, переворачивает триггер, прекращая тем самым прохождение счетных импульсов на второй электронный секундомер 37. Формула изобретения Устройство для сигнализации аварийных режимов работы в элек1грических сетях с изолированной нейтралью, содержащее три блока преобразования входного сигнала с пороговыми элементами на выходе, первый, второй и третий элементы И-НЕ каждый с двумя входами, при этом выход каждого блока преобразования входного сигнала подключен к первому входу элемента И-НЕ своей фазы, второму входу элемента И-НЕ опережающей фазы и к одному из трех входов первого элемента ИЛИ, а выход каждого указанного элемента И-НЕ и выход первого элемента ИЛИ подключены к соответствующим входам первого элемента И, выход которого подсоединен к счетчику двухфазных коротких замыканий и через согласно включенный первый диод - к счетчику общего числа аварийных режимов, причем БЬЕХоды указанных элементов И-НЕ также подключены к входам второго элемента ИЛИ и к входам четвертого элемента И-НЕ,а выходы указанных элементов подключены к входам второго элемента И,выход которого подключен к счетчику однофазных коротких замыканий и через согласно включенный второй диод - к счетчику общего числа аварийных режимов,первый, второй и третий элементы НЕ,второй элемент И,счетчик трехфазного короткого замыкания, вход которого через согласно включенньм диод подсоединен к счетчику общего числа 91 аварийных режимов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем измерения длительности коротких замыканий, в него дополнительно введены три компаратора, пятый, шестой и седьмой элементы И-НЕ, третий элемент ИЛИ, четвертый и пятый элементы НЕ, генератор счетных импульсов, первый и второй счетчики (электронные секундомеры), первый и второй иК -трипперы, первый и второй RS -триггеры, а второй элемент И. выполнен с четьфьмя входами, при этом выход каждого блока преобразования входного сигнала подключен к последовательно соединенным соответствующим компаратору и элемен ту НЕ, выход каждого из которых подключен к первому входу вновь введенного элемента И-НЕ своей фазы, второму входу вновь введенного элемен2510та И-НЕ опережающей фазы и к одному из входов третьего элемента ИЛИ, а выходы указанных элементов И-НЕ и ИЛИ через последовательно включенные второй элемент И, четвертый элемент НЕ подключены к у -вхоцу первого оКтриггера, выход первого элемента И подключен к R-входу первого Р.8--риггера, вькод которого подключен к Dвходу первого ЗК-триггера,выход которого подсоединен к первому с кундомеру, а выхрД первого элемента ИЛИ через пятый элемент НЕ подключен к входу счетчика трехфазного короткого замыкания и к R-входу второго RS-триггера, выход которого подсоединен к входу второго tJK-триггера, выход которого соединен с вторым секундомером, причем генератор счетных импульсов подключен к Свходам первого и второго TJK-триггеров.