Блок управления для устройства дифференциально-фазной защиты электроустановки Советский патент 1988 года по МПК H02H3/28 

Изобретение относится к релейной защите и может быть -использовано для запрета управления углом блокировки в устройствах дифференциально- фазной защиты электроустановок, в Частности сборных .шин, ошиновок, реакторов, генераторов, синхронных компенсаторов и высоковольтных электродвигателей.

Целью изобретения является повышение устойчивости функционирования блока управления.

На фиг, 1 изображена структурная схема блока управления; на фиг, 2 - эпюры, поясняющие работу блока при внутреннем (а) и внешнем (б) КЗ,

Блок управления (фиг,1) содержит первый формирователь импульсов 1, вход которого является входом блока, тогический элемент ИЛИ 2, первый {вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов 1, а второй вход является входом модуля дифференциального тока блока, форми- рователь 3 импульса первого периода переходного процесса (ПП), вход кото рого подключен к выходу логического элемента ИЛИ 2, второй формирователь 4 импульсов, вход которого является входом производной модуля дифференциального тока блока, выявитель 5 признака идентификации режима, первый вход которого соединен с выходом формирователя 3 импульса первого пе- риода 1Ш,а второй - с выходом второго формирователя 4 импульсов, расширитель 6 импульсов, вход которого соединен с выходом выявителя 5 признака идентификации режима, и электронный ключ 7, управляющий вход которого подключен к выходу расширителя 6 импульса, а выход является выходом блока.

Формирователи 1 и 4 импульсов 11редставляют собой пороговые элементы и могут быть в.ыполнены по известной схеме на транзисторах п-р-п-ти- па, работающих в ключевом режиме, 13лок 1 предназначен для преобразова- иия отрицательного аналогового сигнала, пропорционального сумме модулей

токов плеч ik (фиг,2), где J число плеч защиты. При превышении

заданного порога входным сигналом на выходе бдрка 1 .Формируется положительный-цифровой сигнал. Аналогично работает блок 4, только его вход яв

0

5

0 5 0 5 0

5 Q

5

ляется входом производ1|ой модуля дифференциального тока - lid) (фиг,2), взятого со знаком минус.

Логический элемент ИЛИ 2 выполнен, как показано на фиг, , на двух диодах.

Формирователь 3 импульса первого периода ПП может быть выполнен на транзисторе п-р-п-типа и КС-цепи,Пос- тоянная времени НС-цепи выбt)aнa таким образом, чтобы время нарастания напряжения на конденсаторе до величины, соответствующей порогу открытия транзистора, составляло % 4 мс. Постоянная времени разряда КС-цепи при открытом транзисторе составляет около 200 мс,

Выявитель 5 признака идентифика- ции режима может быть выполнен на цифровых интегральных микросхемах с логическими элементами И-НЕ (фиг,1). При совпадении импульсов, соответствующих логическим единицам на входах элемента 5, на выходе его формируется сигнал логического нуля на время совпадения,

Расширитель импульсов 6 может быть выполнен с исполЪзованием цифровых интегральных микросхем с логическими элементами И-НЕ и диодно-емкост- ной цепи (фиг.О,

Электроннб1й ключ 7 выполнен на п-р-п-транзисторе,

Блок управления работает следующим образом,

В нормальном режиме аналоговый сигнал на входе формирователя 1 импульса не превьшает его порога, так же отстроен по входу от периодического тока небаланса формирователь импульса 2, поэтЪму на их выходах сигналы отсутствуют и блок управления в этом режиме не работает,

В переходном режиме внутреннего КЗ со сдвинутыми по фазе токами или КЗ, сопровождающегося вытекающими токами нагрузки, сигнал на входе формирователя 1 мпупъса резко увеличивается, так как пропорционален сумме

модулей токов плеч Z ik (фиг,2а)

к.

И превьшгает его порог, поэтому на выходе формируется положительный импульс и tHx дпительностью не менее 4 мс и подается на первый вход элемента ИЛИ 2. В это же время появившийся си1;; нал модуля дифференциального тока I id ( подается на второй вход элемента ИЛИ 2. На выходе ИЛИ 2 появляется наибольший из этих сигналов или один из них. Сигнал с выхода элементов ИЛИ 2 подается на формирователь 3 импульса первого периода ПП, который формирует сигнал Uj(,,j , , ограничивает входной сигнал длительвичной цепи. В результате импульсы UjuXj и и ух4 совпадают по времени (фиг.26) в течение всего ПП, поэтому транзисторный ключ 7 закрыт. При, внутренних КЗ с односторонним питанием сигнал на входе формирователя I импульса может оказаться недостаточным для быстрого превышения

Изобретение относится к релейной зайште и может быть использовано для запрета управления углом блокировки в устройствах дифференциально- фазной защиты электроустановок. Цель изобретения - повышение устойчивости функционирования. В переходном режиме внутреннего КЗ резко увеличивается сигн ал на входе формирователя импульса 1, пропорциональный сумме токов плеч, и при превышении его порога на первом входе элемента ИЛИ 2 появляется импульс, а на втором входе - сигнал модуля дифференциального U WzbtHO-C i X3 Bjtog модуле дифуер Чи,ши s,odnp«aeiin надд/а gusptpiptHUUoMt HOio meat тока. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 2 поступает на формирователь импульса 3 первого периода переходного процесса, который ограничивает сигнал длительностью с 4 мс и вьщает его иа первый вход выявителя 5 признака идентификации режима, на второй вход которого поступает сигнал с выхода формирователя импульса 4, появляющийся в результате превышения его порога сигналом на входе, пропорциональным производной модуля дифференциального тока. При совпадении во времени сигналов на обоих входах выявителя 5 признака идентификации режима в первом периоде переходного .процесса на выходе формирх ется сигнал логического нуля, зг- выходе расширителя импульса 6 появляется сигнал,.поступающий на транзисторный кгаоч, ,кото- рьй при зтом открывается. При внешних КЗ сигнал на первом входе выявителя 5 признака идентификации режима в первом периоде переходного процесса появляется сразу и ограничен 4 мс, а на втором входе - не ранее 5 мс. В результате импульсы не совпадают по времени в течение всего переходного процесса, поэтому транзисторный ключ закрыт. 2 ил. i (Л

ностью 4 мс после заряда конденса-10 его порога, поэтому входным сигналом тора и открытия транзистора и вьздает для блока управления в этом режиме . его на первый вход выявителя 5 приз- будет сигнал {id) на входе элемента

ИЛИ 2, В дальнейшем устройство срабатывает так же, как при внутреннем

нака идентификации режима. В то же время появившийся сигнал,пропорциональный производной модуля дифферен- 15 КЗ с двухсторонним питанием или КЗ,

циального тока - jidj (фиг.2а), превьппает порог формирователя 4 импульса, на его выходе формируется

сигнал Ujy (фиг.2а) и подается на второй вход выявителя 5 признака идентификации режима.

Сигналы и совпадают в первом периоде ПП по времени; и на выходе выявителя 5 признака

сопровождающемся сквозными токами нагрузки.

Таким образом, предложеиная в блоке управления реализация признака 20 идентификации режима в первом периоде Ш1 позволяет исключить значительную задержку в срабатывании устройст дифференциально-фазных защит при вне запных внутренних КЗ со сдвинутыми

идентификации режима формируется сиг- ° КЗ, сопровождаюнал логического нуля на время совпадения.

Ранее заряженный конденсатор расщихся сквозными токами нагрузки (время идентификации режима составляет 3-4 мс), а также исключить ложную идентификацию ре.жима блоков упширителя 6 импульса мгновенно разряжается через диод и на выходе рас- 30 равления при внутретаих КЗ со зна- ширителя 6 появляется сигнал логичес- читальным сдвигом по фазе токов и кой единицы. Но так как заряд ковден- сопровождающихся вытекающим то- сатора происходит медленно, то на вы- ком нагрузки в последующих .периодах ходе блока 6 формируется расширенный ™, и повысить устойчивость фушсцио- сигнал Uw.4(6 Выходной сигнал расши- 35 нирования при. КЗ. рителя 6 импулйса . подается I,

на транзисторный ключ, который при этом открывается.

При внешних КЗ со значительным насьш1ением ТТ одного плеча защиты сигнал в первом периоде ПП появляется не сразу Так как магнитный поток в ТТ не может измениться мгновенно, то.для насыщения сердечника требуется время, которое в самых тяжелых случаях не менее 5 мс. Однако сигнал U|,MV появляется

40

45

Формул: изобретения

Блок управления для устройства дифференциально-фазной защиты электроустановки, содержащий первый формирователь импульсов, выявитель признака идентификации режима и электронный ключ, отличающийся тем, что, с целью .повышения устойчивости функционирования, в него введены логический элемент ИЛИ, формирователь импульса первого периода переходного процесса, второй рователь импульсов и расошритель нм- пульса, при этом первый вход логического элемента ИЛИ соединен с выходом первого формирователя импульсов , вход которого является входом блока, второй вход логического элемента ИЛИ является входом модуля дифференциального тока блока, а выход элемента ИЛИ соединен с входом

сразу, так как пропорционален сумме

модулей токов плеч 2 ik (фиг.2б), и поступает через элемент ИЛИ 2 на формирователь 3 импульса первого периода ПП, который формирует сигнал и j),ix,j , ограниченный по длительности

ct 4 мс . В это время конденсатор формирователя 3 импульса первого периода ПП заряжается и остается заряженным около 200 мс, что достаточно для затухания переходного процесса в персопровождающемся сквозными токами нагрузки.

Таким образом, предложеиная в блоке управления реализация признака идентификации режима в первом периоде Ш1 позволяет исключить значительную задержку в срабатывании устройств дифференциально-фазных защит при внезапных внутренних КЗ со сдвинутыми

щихся сквозными токами нагрузки (время идентификации режима составляет 3-4 мс), а также исключить ложную идентификацию ре.жима блоков управления при внутретаих КЗ со зна- читальным сдвигом по фазе токов и сопровождающихся вытекающим то- ком нагрузки в последующих .периодах ™, и повысить устойчивость фушсцио- нирования при. КЗ. ,

0

5

0

5

Формул: изобретения

Блок управления для устройства дифференциально-фазной защиты электроустановки, содержащий первый формирователь импульсов, выявитель признака идентификации режима и электронный ключ, отличающийся тем, что, с целью .повышения устойчивости функционирования, в него введены логический элемент ИЛИ, формирователь импульса первого периода переходного процесса, второй рователь импульсов и расошритель нм- пульса, при этом первый вход логического элемента ИЛИ соединен с выходом первого формирователя импульсов , вход которого является входом блока, второй вход логического элемента ИЛИ является входом модуля дифференциального тока блока, а выход элемента ИЛИ соединен с входом

5 14274656

формирователя импульса первого перио- ход подключен к второму входу выяви- да переходного процесса, выход кото-теля признака идентификации режима рого подключен к первому входу выяви-;выход которого соединен с входом рэс- теля признака идентификации режима, ширителя импульса, выход расширителя вход второго формирователя импульсовимпульса подключен к управляющему :является входом производной модулявходу электронного ключа, выход кото- дифференциального тока блока, а вы-рого является выходом блока

0)

Фиг. 2

6}