Фильтр - реле тока Советский патент 1991 года по МПК H01H83/20 H02H3/08 

Изобретение относится к автоматизации энергетических систем л может быть использовано в релейной защите и противо- аварийной автоматике

Целью изобретения является повышение чувствительности в условиях отклонения частоты от номинальной и повышение надежности работы во всех режимах работы линии.

На чертеже представлена схема фильтр- реле тока.

Фильтр-реле содержит формирователь 1 контролируемого сигнала, включающий трансформаторы 2, 3, 4 тока, входные преобразователи 5, 6, 7 тока и фильтр 8 симметричных составляющих, первый элемент 9 задержки, ключ 10, сумматор 11, сравнивающий блок 12, включающий аналого-цифровой преобразователь 13 и цифровой компаратор 14, реагирующий элемент 15, амплитудный детектор 16, элемент ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ 17, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18, элемент И-НЕ 19, элемент НЕ 20, блок 21 задания уставки,

включающий формирователь 22 кода уставок и мультиплексор 23, формирователь 24 сигнала коррекции уставки, включающий фазовый детектор 25, второй элемент 26 задержки, счетчик 27, генератор 28 стабильной частоты и регистр 29 памяти, цифровой сумматор 30 и фильтр 31 прямой последовательности.

Работает фильтр-реле следующим образом.

На выходе формирователя 1 может быть сформирован контролируемый сигнал UK в виде напряжения, пропорционального току прямой или обратной, или нулевой последовательности, фазному току или их комбинации. На выходе сумматора 11 выделяется аварийная составляющая сигнала путем сумь ирозаниу его с выходным сигналом первого элемента 9 задержки. На номинальной частоте коэффициент передачи первого элемента задержки равен единице, а фазовый сдвиг- 180°. Цифровым компаратором 14 сравнивающего блока 12 производится сравнение кода аналого-цифрового преоб(Л

а

Ч

VI

,s

о

ю®

разователя 13 МИк и кода на выходе цифрового сумматора 30 Муст. Причем NyCT NB3y+NKop. где NBSY - код на выводе мультиплексора 23; NKop - код на выходе регистра 29 памяти формирователя 24 сигнала коррекции уставки. Значение кода уставки МБЗУ может принимать два значения: NI и Na в зависимости от режима работы защищаемой линии. При частоте сигнала UK, равной номинальной-(50 Гц), значение кода Мкор равно нулю.

В режиме, когда защищаемая линия отключена, , а уровень выходных сигналов сравнивающего блока 12, реагирующего элемента 15, амплитудного детектора 16, элемента ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ 17 соответствует логическому О. При этом ключ 10 замкнут, на выходе элемента И-НЕ 19 формируется сигнал логической 1. 8 результате на выход мультиплексора 23 в виде n-разрядного кода коммутируется уставка по входу X NI, заданная в формирователе 22 кода уставок путем подключения соответствующих входов Xi...Xn к шинам с потенциалами логического О и 1. Уставка NI выбирается исходя из отстройки от максимального тока самозапуска аапмакс , т. е, NI К 1запмакс , где К - коэффициент преобразования.

При включении линии под нагрузку на выходе формирователя 1 возникает напряжение UK и формируется сигнал на выходе сумматора 11. Но этот сигнал не приводит ; срабатыванию реагирующего элемента 15, так как NMK МуСт ЫБЗУ NL Появление напряжения прямой последовательности на выходе фильтра 31, кроме того, приводит к срабатыванию амплитудного детектора 1 б и с задержкой элемента ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ 17. Величина времени задержки определяется максимально возможной длительностью переходного процесса в первом элементе 9 задержки. После перехода элемента ЗАДЕРЖКА НА СРАБАТЫВАНИЕ 17 в состояние логической 1 на выходе элемента И-НЕ 19 появляется логический О. В результате на выход мультиплексора 23 коммутируется уставка по входу Y N2, Значение N. определяется исходя из величины наибольшего броска тока нагрузки в нагрузочном режиме нагрбр N2 2: К- I нагр 6р Очевидно при этом, что,

N2 N1 .

В случае включения линии из отключенного состояния на короткое замыкание (КЗ) величина напряжения на выходе сумматора „11 превышает уставку NI, т. е, Мик NycT N1. Реагирующий элемент 15 срабатывает, и линия отключается.

В случае возникновения КЗ на включенной под нагрузку линии уровень скачка напряжения на выходе сумматора 11 и соответственно сигнала е цифровом коде на выходе преобразователя 13 оказывается выше значения Na, срабатывают цифровой компаратор. 14 и реагирующий элемент 15.

8результате размыкается ключ 10, обеспечивая надежное самоудерживание фильтрреле в сработанном состоянии. Элемент И-НЕ 19 переходит в состояние логической 1, и в блоке задания устэвки происходит переключение уставки с Ма на N-,. Под действием выходного сигнала реагирующего

элемента 15 происходит отключение защищаемой линии и фильтр-реле возвращается в исходное состояние.

При работе на номинальной частоте IHOM входное и выходное напряжение первого

элемента 9 задержки находится в противо- фазе. На выходе фазового детектора 25 формируется сигнал логической 1, через второй элемент 26 задержки удерживая счетчик 27 в обнуленном состоянии. В результате . При отключении частоты сигнала 0 от номинальной (.) на выходе сумматора 11 возникает напряжение небаланса Онб, а на выходе аналого-цифрового преобразователя 13 - код Мнб. Одповременно фазовый сдвиг входного и выходного напряжений первого элемента

9задержки становится отличным от 180°, на выходе фазового детектора 25 появляется (дважды за период UK) импульс нулевого

уровня,длительность которого тфд пропорциональна отклонению частоты Ок. Генератор 28 стабильной частоты вырабатывает импульсы с частотой fr. и которыми наполняется счетчик 27 за время тфд . Сигнал в

виде кода NKOp переписывается из счетчика 27 в регистр 29 памяти в момент появления импульса единичного уровня на выходе детектора 25. Второй элемент 26 задержки в виде RC-цепи служит для задержки поступления импульса единичного уровня на R- аход счетчикз 27 с целью надех ного считывания кода NKOp регистром 29 памяти. Значение кода коррекции уставки

м ТФД fr.n

NK°P- к7

где Kg - коэффициент деления счетчика 27. Работа формирователя сигнала коррекции уставки идентична при f fHoM и f тном. 55Цифровым сумматором 30 производится сложение кодов МБЗУ и NKop, т. е. НуСТ Мкор+ NBSV. В результате при отклонении в нормальном режиме частоты от номинальной производится коррекция N,/r.i так. что

Мкф NH6. Заглубление фильтр-реле тока в этом случае происходит только при .

Амплитудный детектор 16, подключенный к выходу фильтра 31, обеспечивает выявление тока в защищаемой линии при любом ее режиме работы.

Формула изобретения Фильтр-реле тока, содержащий формирователь контролируемого сигнала, выполненный в вида зходных преобразователей тска, подключенных входами к соответствующим трансформаторам тока линии, а выходами к входам фильтра симметричных составляющих, выход которого является выходом формирователя контролируемого сигнала, он подключен к первому входу сумматора и через последовательно соединенные первый элемент задержки и ключ к второму входу сумматора, выход которого соединен с первым входом сравнивающего блока, выполненного в виде последовательно соединенных аналого-цифрового преобразователя и цифрового компаратора, причем вход аналого-цифрового преобразователя является первым входом сравнивающего блока, выходом которого является выход цифрового компаратора, соединенного с входом реап/оующего элемента, выход последнего является выходом фильтр-реле тока, который подключен к управляющему входу ключа и к первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, последовательно соединенные амплитудный детектор и элемент задержки на срабатывание, выход последнего подключен к первому входу элемента И-Н Е и к второму входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ,

выход которого подключен к первому входу блока задания уставки и к входу элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу блока задания уставки, выполненного в виде последовательно соединенных формирователя кода уставок и мульти- плексаторз, первый и второй входы последнего соответственно являются первым и вторым входами, а его выход - выходом бло0 KS задания уставки от л и чающийся тем, что. с целью повышения чувствительности в условиях отклонения частоты от номинальной у, надежности работы во всех режимах работы линии, в него введены

5 фильтр прямой последовательности, цифровой сумматор и формирователь сигнала коррекции уставки, выполненный в виде генератора стабильной частоты и последовательно соединенных фазового детектора,

0 второго элемента задержка, R-входа счетчика и D-входов регистре памяти, причем первый и второй входы фазового детектора подключены соответственно к Е ходу и выходу первого элемента задержки, выход гене5 рагора стабильной частоты подключен к С-йходу счетчика, выход фазового детектора подключен к С-входу регистра памяти, выход которого является выходом формирователя сигнала коррекции сигнала и

0 подкпючен к первому входу цифрового сумматора вторые входы которого подключены к вь- одам блока задания уставки, s выходы - к вторым входам цифрового OMnapaiopa сравнивающего блока,

5 фиттр прямой последовательности включен между выходами входных преобразователей тока и входом амплитудного детектора

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам релейной защиты электроустановки, Цель изобретения - повышение чувствительност 1 в условиях отклонения частоты от номинальной и надежности работы во всех режимах работы линии. Цель достигается тем, что в устройство дополнительно введена фильтр прямой последовательности 41, цифровой сум:лз ор 30, форми -ратель сигнала коррекции уставки 24. 1 и