Устройство для токовой защиты трехфазной электроустановки Советский патент 1989 года по МПК H02H3/08 

СО

4 О СО ел

Изобретение относится к электротехнике ,в частности, к релейной защите, и может быть использовано для дистанционного контроля тока высоковольтных линий электропередачи и защиты этих линий от междуфазных коротких замыканий. Цель изобретения - повышение надежности путем упрощения устройства. Это достигается введением между аналого-дискретными преобразователями 4-6 и каналом связи 7 переключателя сигналов 9, включающего D -триггеры 11-13, элемент ИЛИ 14 и распределитель импульсов на три положения 10. 5 ил.

Cpue.i

3

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейноГ защите, и может быть использовано для дистанциоииого контроля тока высоко- вольных циний электропередачи и защиты этих линий от междуфазных коротких замыканий.

Целью изобрете)1ия является надежности путем упрощения устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для токовой защиты электроустановки на фиг.2-А време}1ные диаграммы на выходах от- дел1)Ных блоков и элементов J на фиг. 5 пример реализации устройства.

Устройство для токовой защи 1 ы трехфазной электроустановки состоит из измерительных преобразователей 1-3, ан шого-дискретных npeoOpasoi;; - телей 4-6, канала связи 7, выходного релейного олока 8 и переключатетгл 9 сигналов, выполненного D виде- распределителя 10 импульсов на три положения, D-триггеров 11-13, элемента ИЛИ 1(.

Каждый из аналого-дискретных преобразователей 4-6 может быть jii-. полней, например, в виде полярного индикатора 15 с усшп1телем-огроничи- телем 16 и мультивибратором 17, интегратора 18, время-импульсного преобразователя 19 с блоком 20 српвне- НИИ, блоком 21 опорного напряжения, .формирователями 22 и 23 стабильных временных интервалов, элементом ИЛИ 24 и -( риггором 25.

Распределитель 10 импульсов на три положения может быть выполнен в виде двоично-десятичного счетчика 26 (например, счетчика типа К155ИЕ2) и инвертора 27. При этом оба счетных входа счетчика 26 объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ 14, R„-входы счетчика 26 занулены, &. Rj-входы соединены с третьим выходом двоично-десятичного счетчика 26, первы11 выход счетчика 26 через инвертор 27 соединен с D- входом триггера 11, второй выход счетчика 26 подключен к U-входу тригера 12, а четвертый выход счетчика 26 - к В-вхс ДУ триггера 13.

Работа устройства рассматривается для случая трехфазной токовой защиты, конда длительность одноим- пульсного фазного сигнала не превышает 2/3 полупериода, т.е. 6,66 мс

40954

(фиг. 2), и ггревьпиает эту длительность, т.е. больше 6,66 см (фиг. 3), а также для случая двухфазного коротg кого замыкания, если импульсы фазных сигналов находятся в противофа- зе,- а длительности их ее превышают 1/2 полупериода (фиг. 4).

Напряжение с выходов первичных

10 измерительных преобразователей 1-3 интегрируется в аналого-дискретных преобразователях 4-6 и преобразуется в дискретные одноимпульсные сигналы длительностью L I, Oj , o j., (фиг.2а-в,

15 фиг. За-в, фиг. 4а,б), которые несут информацию о комплексном действующем значении первичного тока, а длительности изменяются в конечных пределах, с тем, что току меньи е нижнего пре20 ,епа соответствует постс янная дли- ганьность сигнала Т (фиг. 4Б).Дли- те чьность одноимпульсного сигнала соответствует выражению

: г т 1п(1/1,„) + TO,(1)

где Т - постоянный коэффициент, зависящий от параметров ана- лого-дискретного преобразователя;30 I - действующее значение тока.

При построении временных диаграмм на фиг. 2 а-в, фиг. За-в и фиг.4а,б учтено, что аналого-дискретный преобразователь формирует выходной од- ноимпульсный сигнал длительностью C j таким образом, что с помощью формирователя 22 стабильных временных интервалов (фиг. 5) его задний фронт смещен относительно момента перехода 40 через нуль напряя;е1И1Я с выхода измерительного преобразователя на з.адан- }1ое время, например 9 мс.

При отсутствии короткого замыкания, т.е. в нормальном режиме, от- 45 сутствуют напряжения Uj на выходе j например, измерительного преобразователя 1, импульсы ла выходе блока сравнения 20 не появляются и первоначальные перебросы триггера 25 5Q осуществляются с помощью сигналов (с длительностью 8 мс), вырабатываемых формирователем 23 стабильных временных интервалов. Возврат триггера 25 в исходное состояние произ- gg водится, как и ранее, сигналами с выхода формирователя 22 стабильных временных интервалов, В результате, при отсутствии напряжения на . выходе триггера 25 имеют место сигналы, длительность которых соответствует Тд (в данном случае 1 мс, фиг.А и)

Далее сигналы с аналого-дискрет- ных преобразователей 4-6, пройдя через переключатель 9 сигналов, в определенной последовательности передаются по каналу 7 связи в выходной релейный блок 8.

Распределитель 10 импульсов на три положения, каждый из выходов которого имеет единичный уровень сигнала во время отсутствия двух других импульсов (фиг. 2-4г,д,е), производи циклический счет входных импульсов до трех. Считая, что начальное положение двоично-десятичного счетчика 26 равно 0000, с помощью инвертора 27 распределитель 10 импульсов на три полджения оказывается в положении 100. При этом подготавливается к сбрсыванию D-триггер 11. При поступлении входного импульса на двоично- десятичный счетчик 26 он устанавливается в положение 1100. Инвертор 27 устанавливает распределитель 10 импульсов на три положения в положение 010. В данном случае подготавливается к срабатыванию D-триггер 12 Очередной входной импульс двоично- десятичного счетчика 26 перебрасывает его в положение 1001. С помощью инвертора 27 выходы распределителя 10 импульсов на три положения устанавливаются в положение 001. В это время срабатывает D-триггер 13.

Таким образом, в зависимости от длительности фазных одноимпульсных сигналов С щ , cjg, ,ic на выходах триггеров 11, 12 и 13 появляются соответствующие сигналы такой же длительности 1 раз в период (фиг.2ж, з,и) или 1 раз в 4 периода (фиг.Зж, з,и) .

Для случая 2-фазного короткого замыкания (фиг. 4ж.з) сигналы на выходе триггеров появляются 1 раз в 2 периода. При этом в пропущенный период проходит импульс длительностью Тр (фиг.4и), свидетельствующий о малом значении или отсутствии тока в данной фазе (фиг. Ав).

На фиг. 2 приведены временные диаграммы сигналов в трехфазном режиме, когда длительность фазного сигнала не превышает 2/3 полупериода (6,66мс В этом случае все три фазных сигнала формируются на выходе элемента ИЛИ 14 на протяжении одного периода

Q п 5

0

5

0

5

0

(фиг. 2к) и запаздьшание информации получается Таким же, как и в случае применения для каждой фазы отдельного однофазного аналого-дискретного преобразователя.

Если же длительности фазных сигналов превышают 2/3 полупериода (фиг. 3), то последующий сигнал (например, фазы В) поступает в канал связи 7 и на вход распределителя 10 импульсов только спустя 1 и 1/3 периода после начала предьщущего сигнала (фазы А, фиг. Зк), а новый сигнал фазы А поступает лишь спустя 4 периода после предыдущего сигнала фазы А. Но так как в трехфазном режиме все три тока одинаковы, то при оценке, запаздывания информации следует учитывать сдвиг между передними фронтами двух смежных сигналов в канале 7 связи. Сдвиг составляет I и 1/3 периода, т.е. несколько больше, чем у однофазного аналого-дискретного преобразователя. Поэтому желательно применять такие аналого-дискретные преобразователи, у которых максимальная длительность сигнала не превьшшет 6,66 мс. Таким образом, в переключателе сигналов реализуется принцип временного уплотнения передачи сигналов .

С выхода переключателя 9 сигналов импульсы проходят через канал 7 связи и поступают на выходной релейный блок 8. Последний 8 срабатьшает, если длительности фазных одноимпульсных сих налов Ct(, C jj , cj превышает заданную уставку и появляется сигнал о срабатьшании защиты (фиг.2-4л).

Данное устройство для защиты имеет более простое решение, поскольку в нем установлены только один канал связи и выходной релейный блок вместо трех для трехфазной системы.

Формула изобретения

Устройство для токовой защиты трехфазной электроустановки, содержащее измерительные преобразователи, входы которых предназначены для подключения к соответствующим фазам защищаемой электроустановки, а выходы подключены к входам соответствующих аналого-дискретиых преобразователей, капал связи, выход которого соединен с входом выходного релейного блока, выход которого является выходом устройства, о т л и - дающееся тем, что, с целью повышения надежности путем упрощения .устройства в него дополнительно введен переключатель сигналов, выполненный в виде трех В-триггеров распределителя импульсов на три положения, элемента ИЛИ, при этом R- и С-входы каждого D-триггера объединены и подключены к выходу соответст

вующего аналого-дискретного преобразователя, D-вход соединен с соответствующими выходом распределителя импульсов на три положения, выходы D- триггеров подключены к входам элемента ИЛИ, вьгход которого соединен с входом распределителя импульсов на три положения и входам канала связи.