Устройство для защиты от перегрузки Советский патент 1992 года по МПК H02H3/08 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты электрических сетей.

Известны устройства для максимальной токовой защиты с линейной и нелинейной времятоковыми характеристиками срабатывания, содержащие входной блок, пороговый блок, схему формирования выдержки времени, реагирующий блок. Их недостатком является наличие лишь одной времято- ковой характеристики, а также неучет необходимости изменять времятоковую характеристику при следующих друг за другом повторных перегрузках.

Известно реле перегрузки, содержащее входной блок, выход которого подключен к входу порогового блока, выход которого подключен к первому прямому и первому инверсному входам первого и второго элементов И соответственно, генератор импульсов заданной частоты, выход которого подключен к второму прямому и второму пряному входам перього и второго элементов И соответственно, выходы которых соответственно подключены к входам прямого и

VI

СО

ел о ел о

обратного счета реверсивного счетчика импульсов, реагирующий блок. Устройство формирует времятоковую характеристику в соответствии с выражением tea А/(1 - В), где tea - время срабатывания защиты, А и В - постоянные, I - ток защищаемой электроустановки. При следующих друг за другом повторных перегрузках время срабатывания сокращается в зависимости от интервала времени между перегрузками.

Недостатком устройства является наличие лишь одной времятоковой характеристики и сложность ее перестройки, что сужает область применения.

Целью изобретения является расширение области применения путем защиты электроустановок, требующих различные защитные характеристики.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит входной блок 1, пороговый блок, состоящий из последовательно соединенных аналого-цифрового преобразователя 2 и дешифратора 3, дифференцирующий элемент 4, генератор импульсов заданной частоты 5, первый элемент И 6 с двумя прямыми входами, второй элемент И 7 с одним прямым и двумя инверсными входами, третий элемент И 8 с инверсными входами, реверсивный счетчик импульсов 9, блоки формирования по числу времятоковых характеристик, состоящие из четвертых элементов И Юс прямыми входами, число которых в каждом блоке равно числу ступеней соответствующей времятоковой характеристики, многопозиционный переключатель 11, источник напряжения 12, реагирующий блок 13.

Устройство для защиты от перегрузки работает следующим образом.

Для реализации одной заданной характеристики переключатель 11 устанавливается в определенное положение, при котором сигнал логическая единица от источника напряжения 12 попадает на один из входов всех четвертых элементов И 10, например 10i, 102 того из блоков формирования, которые реализуют заданную характеристику. В этом случае все четвертые элементы И 10, например Юз, 104, всех других блоков формирования, реализующих другие характеристики, будут всегда закрыты вне зависимости от работы всех остальных элементов устройства.

В исходном состоянии (ждущем режиме) при отсутствии перегрузки напряжение на выходе входного блока мало и пороговый блок на него не реагирует, поэтому на всех выходах дешифратора 3 сигналы равны логическому нулю. Элементы И 6 и 7 при этом

закрыты, счетчик 9 опорожнен, и на всех его выходах сигналы также равны логическому нулю. Элементы И 10 блоков формирования закрыты, реагирующий блок 13 находится в

несработанном состоянии.

При возникновении перегрузки напряжение на выходе входного блока 1 увеличивается и срабатывает пороговый орган. При этом на определенном числе выходов де0 шифратора 3, соответствующем величине перегрузки, появляются сигналы логическая единица, которые подаются на первые

входы четвертых элементов И 10, 102

10з,Ю4 блоков формирования. На первом

5 выходе дешифратора 3 сигнал логическая единица появляется в тот момент, когда ток защищаемой линии станет равным или превысит длительно допустимое значение. Сигнал с этого выхода поступает на один из

0 прямых входов первого элемента И 6 и на вход дифференцирующего элемента. Короткий импульс с выхода элемента 4 поступает на корректирующий вход генератора импульсов заданной частоты 5. На выходе ге5 нератора 5 первый импульс появляется через время, равное периоду частоты его импульсов. Импульсы с выхода генератора 5 через элемент И 6 поступают на вход прямого счета +1 реверсивного счетчика 9. Че0 рез определенные промежутки времени, определяемые частотой импульсов генератора 5, на выходах счетчика 9 последовательно, начиная с первого, появляются сигналы логическая единица. Эти сигналы

5 поступают на вторые входы четвертых элементов И 10 блоков формирования.

Спустя некоторое фиксированное время, т.е. через определенное число импульсов генератора 5, сигнал логическая

0 единица появится на входе того из четвер тых элементов И, например 10i, на других входах которого имеются сигналы логическая единица, поступающие соответственно от дешифраторов 3 и источника

5 напряжения 12 через переключатель 11. Этот элемент И 101 откроется и вызовет срабатывание реагирующего блока 13. Вре- мятоковая характеристика а в этом случае имеет вид, показанный на фиг. 2, Для пол0 учения другой характеристики, например б, показанной на фиг. 2, необходимо переключатель 11 установить в соответствующее другое положение.

Если до того момента, когда должно на5 ступить открытие какого-либо из четвертых элементов И 10i, 102Юз, 104 в соответствующем блоке формирования, перегрузка исчезает, то напряжение на выходе входного блока 1 снижается или станет равным нулю. Пороговый блок приходит к исходное

состояние и сигналы на всех выходах дешифратора 3 станут равными логическому нулю. В этом случае первый элемент И 6 закрывается, а второй элемент И 7 открывается. Импульсы генератора 5 через элемент И 7 поступают на вход обратного счета счетчика импульсов 9, постепенно опорожняя его. Время полного опорожнения счетчика соответствует времени остывания проводов защищаемой линии до температуры, соответствующей длительно допустимому току.

Если повторная перегрузка возникает до полного опорожнения счетчика, то время срабатывания защиты сокращается за счет того, что накопление числа импульсов счетчика 9, поступающих на выход прямого счета +1, начинается не от нуля, а от некоторого остаточного значения. Чем меньше интервал между повторными перегрузками, тем больше сокращается выдержка времени. Если повторной перегрузки не возникает, то счетчик 9 полностью опорожняется, при этом на всех его выходах сигналы становятся равными логическому нулю. При этом третий элемент И 8 открывается, сигнал с его выхода поступает на второй инверсный вход второго элемента И 7, который закрывается. Импульсы генератора 5 на входы счетчика 9 не проходят, и все устройство оказывается в исходном состоянии (ждущем режиме).

Многопозиционный переключатель 11 может переключаться вручную или автоматически, например, от действия датчика температуры окружающей среды.

Таким образом, изобретение реализует заданное множество различных защитных характеристик, требуемых для защиты разных электроустановок при различных условиях. Это обеспечивает расширение области его применения.

Формула изобретения

Устройство для защиты от перегрузки, содержащее входной блок, выход которого подключен к входу порогового блока, выход

которого подключен к первому прямому и первому инверсному входам первого и второго элементов И соответственно, генератор импульсов заданной частоты, выход

которого подключен к второму прямому и второму прямому входам первого и второго элементов И соответственно, выходы которых соответственно подключены к входам прямого и обратного счета реверсивного

счетчика импульсов, реагирующий блок, о т- личающееся тем, что, с целью расширения области применения путем защиты электроустановок, требующих различные защитные характеристики, пороговый блок

выполнен в виде последовательно соедине- ных аналого-цифрового преобразователя и дешифратора с выходами по числу ступеней время-токовых характеристик, и дополнительно введены дифференцирующий элемент, третий элемент И с инверсными входами, последовательно соединенные источник напряжения и многопозиционный переключатель по числу время-токовых характеристик, блоки формирования по числу

время-токовых характеристик, каждый из которых включает по числу ступеней время- токовых характеристик четвертые элементы И, при этом первый выход дешифратора через дифференцирующий элемент подключен к входу генератора импульсов заданной частоты, третий инверсный вход второго элемента И подключен к выходу третьего элемента И, инверсные входы которого подключены к выходам реверсивного счетчика

импульсов, которые подключены к соответствующим первым входам четвертых элементов И, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам дешифратора, третьи входы четвертых элементов И в каждом из блоков формирования объединены и подключены к соответствующему выходному контакту многопозиционного переключателя, выходы четвертых элементов И подключены к соответствующйм входам реагирующего блока.

Фиг.1

Использование: предназначено для релейной защиты электрических сетей и контактных сетей электрифицированного транспорта. Сущность изобретения: к входному блоку 1, преобразующему входной ток в напряжение, подключен аналого-цифровой преобразователь 2 с дешифратором 3 (АЦПД), на выходе которого логическая единица появляется последовательно на выходах с тем большим номером, чем больше входной ток. Время-токовая характеристика в виде ступенчатой линии образуется путем присоединения каждого выхода счетчика импульсов 9 и АЦПД к входам четвертых элементов И 10, число которых определяет число ступеней характеристики. При появлении логической единицы на первом выходе АЦПД синхронизируется момент появления первого импульса генератора импульсов 5, который с заданной частотой заполняет счетчик импульсов 9. Выдержка времени определяется тем элементом И 6 или И 7, на первом входе которого присутствует логическая единица от соответствующего выхода АЦПД и на второй ход которого раньше всего поступит логическая единица от счетчика импульсов 9. Процесс охлаждения защищаемой электроустановки при исчезновении перегрузки учитывается заданной скоростью опорожнения счетчика 9, которое осуществляется при появлении логического нуля на первом выходе АЦПД, 2 ил. Ё

к

&

семя