Пусковой орган для защиты сети постоянного тока с большим уровнем гармонических составляющих Советский патент 1991 года по МПК H02H3/87 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к защитам сетей по- стоянного тока от токов короткого замыкания, анализирующим изменение тока.

Целью изобретения является повышение чувствительности защиты.

На фиг. 1 приведена схема пускового органа; на фиг.2 - кривые изменения сигнала на выходах датчика производной тока и компаратора; на фиг.З - пусковой орган.

Пусковой орган содержит фильтр 1, компаратор 2, элемент 3 времени. Причем выход фильтра 1 подключен к входу компаратора 2, выход компаратора 2 подключен к входу элемента 3 времени, выход элемента 3 времени подключен к второму

входу фильтра 1, первый вход которого предназначен для подключения к выходу датчика 4 производной тока, выход компаратора 2 также предназначен для подключения к измерительному органу 5 защиты.

Измерительный орган 5 защиты измеряет параметр переходного процесса изменения тока, принятый за рабочий в устройстве защиты. Для защиты по длительности нарастания тока измерительный орган 5 представляет собой реле времени. Измерительный орган 5 может измерять и приращение тока, тогда он представляет собой интегратор с подключенным к его выходу дополнительным компаратором, последний определяет пороговое значение приращения тока, выделенного интегратос о чэ о

CJ

о

ром. Вход интегратора, подключаемый к выходу пускового органа, является управляющим входом интегратора, а информационный вход интегратора, на который подают сигнал, пропорциональный производной тока, подключают к выходу датчика 4 производной тока либо к выходу фильтра 1.

На фиг.2 кривая 6 показывает выходной сигнал датчика 4 производной тока в идеальном случае, когда нет фильтра 1 и нет гармонических составляющих. В известном устройстве сигнал, поступающий от датчика 4 производной тока на вход компаратора, будет искажен, так как передний фронт сигнала будет сглажен, а также за счет появления колебательного переходного процесса изменения тока в фильтре, вслед за выбросом появится провал сигнала (кривая 7). Чем выше требования к коэффициенту сглаживания фильтра, тем выше амплитуда собственного колебательного тока фильтра.

В данном пусковом органе сигнал, поступающий на вход компаратора 2, представлен кривой 8. В сигнале некоторое .время присутствуют гармонические составляющие, так как в это первое время коэффициент фильтра 1 еще не максимален. Но в это же время собственный колебательный процесс фильтра значительно уменьшен. Прямая 9 показывает порог срабатывания компаратора 2. Из пересечения этой прямой 9 и кривых 7 и 8 видно, что время сра- батыоания компаратора 2 в данном пусковом органе ближе к идеальному случаю. Уменьшена также и задержка нарастания переднего фронта выходного сигнала фильтра, что дополнительно увеличивает время срабатывания компаратора пускового органа.

Пульсации в сигнале, имеющие место в начальный период, в виду того, что уровень самого сигнала в это время велик, не сказывается на работе компаратора 2. Позже, когда сигнал 8 приближается к прямой 9, коэффициент сглаживания становится максимальным, и гармоники в силу своей малости не оказывают влияния на работу компаратора 2.

В примере выполнения пускового органа (фиг.З) фильтр представлен Г-образным с LC-звеньями, содержащим дроссель 10 и резонансную цепь из индуктивности 11 и последовательно соединенного с ней конденсатора 12. Последовательно с этой цепью включены первый 13 и второй 14 резисторы, оставшийся в,ывод цепи из двух резисторов подключен к общей точке устройства. Параллельно всей цепи из резисторов включен первый ключ 15, параллельно

резистору 14 включен второй ключ 16. Элемент 3 времени, вход которого подключен к выходу компаратора 2, выполнен с двумя выходами, сигналы на обоих выходах которого задержаны по отношению к входному сигналу самого элемента 3 времени.Входом элемента 3 времени является вход первого элемента 17 задержки переднего фронта, выход которого подключен к входу второго

0 элемента 18 задержки переднего фронта и является первым выходом элемента 3 времени. Этот первый выход подключен к управляющему входу второго ключа 16. Выход второго элемента 18 задержки переднего

5 фронта является вторым выходом элемента 3 времени и подключен к управляющему входу первого ключа 15.

Пусковой орган работает следующим образом.

0 В исходном состоянии компаратор 2 не включен, на выходах элемента 3 времени сигнала нет, оба ключа 15 и 16 разомкнуты и коэффициент сглаживания фильтра на его основной частоте - частоте резонанса цепи

5 из индуктивности 11 и конденсатора 12, определяется отношением величины сопротивления дросселя 10 на этой резонансной частоте к активному сопротивлению всей цепи, включая оба резистора 13 и 14.

0 После срабатывания компаратора 2 через некоторое время включается ключ 16, активное сопротивление фильтра уменьшается, коэффициент сглаживания возрастает. Выдержка времени выбирается такой, что5 бы максимум выброса от переходного процесса в фильтре 1, вызванного изменением его параметра, был бы близок по времени к минимуму переходного процесса в фильтре от изменения тока в нем, вызванного изме0 нением сигнала датчика 4 производной тока. Для того, чтобы еще больше уменьшить амплитуду переходного процесса, возникающего в фильтре, уменьшение его активногосопротивлениявыполнено

5 двухступенчатым.

При одноступенчатом изменении коэффициента сглаживания элемент 3 времени представляет собой элемент задержки переднего фронта сигнала (реле времени), а

0 фильтр 1 содержит лишь один дополнительный резистор, шунтируемый одним ключом,

Ключ может быть выполнен в виде транзисторного ключа, герконного реле.

5Компаратор 2 может быть простым, определяющим лишь превышение заданного уровня сигнала, а может быть сложным, содержащим блок задержки заднего фронта сигнала, позволяющий дополнительно отстроиться от гармоник.

Пусковой орган позволяет приблизить время работы основного измерительного органа защиты к идеальному времени, повышая тем самым чувствительность устройства защиты к токам короткого замыкания. Формула изобретения Пусковой орган для защиты сети постоянного тока с большим уровнем гармониче- ских составляющих, содержащий последовательно соединенные фильтр ,

0

компаратор и элемент времени, вход фильтра предназначен для подключения к датчику производной тока, выход компаратора является выходом пускового органа, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, элемент времени выполнен в виде элемента задержки переднего фронта импульса, а его выход подключен к второму входу фильтра, который выполнен с изменением коэффициента сглаживания.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитам сетей постоянного тока от токов короткого замыкания, анализирующим изменение тока. Целью изобретения является повышение чувствительности. Поставленная цель достигается тем, что в начале изменения тока коэффициент сглаживания фильтра сравнительно небольшой, что сопровождается меньшей величиной собственного колебательного переходного процесса изменения тока фильтра, так как энергия, запасаемая в элементах фильтра, меньше. С выдержкой времени коэффициент сглаживания фильтра увеличивается, обеспечивая требуемую величину для работы компаратора пускового органа при его отпускании, когда величина входного сигнала становится соизмеримой с величиной гармоник во входном сигнале фильтра. Время работы компаратора увеличивается, амплитуда отрицательного выброса собственного колебательного тока фильтра меньше. 3 ил.

Фиг.1

(Риг. 2

.J

Щиг.З