Устройство для сравнения фаз двух электрических величин Советский патент 1992 года по МПК H02H3/38 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для устранения мертвой зоны по напряжению при выполнении направленных устройств релейной защиты.

Известно реле направления мощности, содержащее фазосравнивающую схему, входы которой через селективные фильтры частоты подключены к датчикам тока и напряжения.

Недостатком фазосравнивающей схемы такого реле является потеря информации о направлении мощности при коротких замыканиях с малым остаточным напряжением по истечении времени, обусловленно- го добротностью фильтра.

Известно также устройство для сравнения фаз двух электрических величин,содержащее блок совпадения положительных знаков двух величин, блок совпадения отри- цательных знаков, интеграторы, сумматор и пороговый элемент.

Недостатком известного устройства является потеря информации о направлении мощности при коротких замыканиях в конт- ролируемой сети с малым остаточным напряжением и отказ в функционировании.

Целью изобретения является повышение устойчивости функционирования,

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения фаз двух электрических величин, содержащее блок совпадения положительных знаков сравниваемых величин, блок совпадения отрицательных знаков сравниваемых величин, полосовой фильтр, включенный между источником одной из сравниваемых величин и входами указанных блоков совпадения, последовательно включенные сумматор и пороговый элемент, а также интеграторы по числу блоков совпадения, включенные между блоками совпадения и сумматором, дополнительно введены элемент И, элемент ИЛИ, инвертор, выпрямитель, фильтр низкой частоты и второй пороговый элемент, при этом первый вход элемента ИЛИ подключен к выходу основного порогового элемента, выход элемента ИЛИ подключен к первому входу элемента И, выход элемента И подключен к второму входу элемента ИЛИ, а цепь, содержащая последовательно включенные выпрямитель, фильтр низкой частоты, дополнительный пороговый элемент и инвертор, включена между входом полосового фильтра и вторым входом элемента И выходом устройства является выход элемента ИЛИ.

Введенные элементы фиксируют информацию о направлении мощности после наступления аварийного режима до момента восстановления напряжения контролируемой сети.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит полосовой фильтр 1, включенный на входе блока 2 совпадения положительных сигналов и блока 3 совпадения отрицательных сигналов, на выходе которых включены интеграторы 4 и 5, на выходе которых включен сумматор 6, выходом соединенный с основным пороговым элементом 7, элемент ИЛИ 8, соединенный с элементом И 9, последовательно соединенные выпрямитель 10, фильтр 11 низкой частоты, дополнительный пороговый элемент 12 и инвертор 13 Выход элемента ИЛИ подключен к исполнительному органу 14,

Сравниваемая величина по напряжению И поступает на вход полосового фильтра 1 и выпрямитель 10, входы блоков 2 и 3 соединены с источниками сравниваемых величин по току г и выходом полосового фильтра 1. Выходы блоков 2 и 3 соединены каждый с соответствующим интегратором 4 и 5 (с цепью заряда интегратора), выходы которых подключены к входу сумматора 6, на выходе которого включен основной пороговый элемент, Первый вход элемента ИЛИ 8 подключен к выходу основного порогового элемента 7, выход которого подключен к первому входу элемента И 9, выход элемента И 9 подключен 1 второму входу элемента ИЛИ 8. Цепь, содержащая последовательно включенные выпрямитель 10, фильтр 11 низкой частоты, дополнительный пороговый элемент 12 и инвертор 13, включена между входом полосового фильтра 1 и вторым входом элемента И 9, выходом устройства является выход элемента ИЛИ 8.

Устройство работает следующим образом.

В режиме, когда входные сигналы по току и напряжению совпадают, суммарное напряжение, поступающее с интеграторов 4 и 5, вызывает срабатывание основного порогового элемента 7, в результате чего на выходе последнего формируется сигнал высокого уровня, который поступает на первый вход элемента ИЛИ 8. При этом на выходе элемента ИЛИ 8 формируется сигнал высокого уровня, который поступает на первый вход элемента И 9. При напряжении контролируемой сети достаточной величины дополнительный пороговый элемент 12 находится в сработанном состоянии, поэтому на второй вход элемента И 9 через инвертор 13 поступает сигнал низкого уровня. На выходе элемента И 9 сохраняется сигнал низкого уровня. Выходной сигнал

элемента И 9 поступает на второй вход элемента ИЛИ 8.

При коротком замыкании вблизи места подключения измерительного органа по напряжению сигнал, пропорциональный напряжению контролируемой сети, снижается практически до нуля и определяется падением напряжения петли короткого замыкания участка. Полосовой фильтр 1, на который подается напряжение сети, в течение времени, определяемого добротностью, обеспечивает запоминание фазы напряжения после его снижения в результате короткого замыкания и, следовательно, правильное срабатывание основного порогового элемента 7, в результате чего на выходе элемента ИЛИ 8 формируется выходной сигнал высокого уровня. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 8 поступает на первый вход элемента И 9,

При уменьшении входного сигнала по напряжению до значения меньшего порога отпускания дополнительного порогового элемента 12 на выходе инвертора 13 формируется сигнал высокого уровня с задержкой, обусловленной фильтром 11 низкой частоты и необходимой для правильного срабатывания основного порогового элемента. Выходной сигнал с инвертора 13 поступает на второй вход элемента И 9, на выходе которого формируется сигнал высокого уровня. Выходной сигнал элемента И 9 поступает на второй вход элемента ИЛИ 8, и выходной сигнал высокого уровня элемента ИЛИ 8 сохраняется до восстановления входного сигнала по напряжению.

При восстановлении входного сигнала по напряжению на выходе дополнительного порогового элемента 12 появляется сигнал высокого уровня, который поступает на второй вход элемента И 9 после инвертирования элементом 13. На выходе элемента И 9 также появляется сигнал низкого уровня, который поступает на второй вход элемента ИЛИ 8. В результате на выходе элемен- та ИЛИ 8 сигнал определяется только состоянием основного порогового элемента 7.

Формула изобретения

Устройство для сравнения фаз двух электрических величин, содержащее блок совпадения положительных знаков сравниваемых величин, один вход которого предназначен для подключения одной

сравниваемой величины, блок совпадения отрицательных знаков сравниваемых величин с полосовым фильтром на входе указанных блоков совпадения, вход фильтра предназначен для подключения другой

сравниваемой величины, последовательно включенные сумматор и основной пороговый элемент, а также интеграторы по числу блоков совпадения, включенные между блоками совпадения и сумматором, и исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости функционирования, дополнительно введены элемент И, элемент ИЛИ, инвертор, выпрямитель, фильтр низкой частоты и второй пороговый элемент, при этом первый вход элемента ИЛИ подключен к выходу основного порогового элемента, выход элемента ИЛИ подключен к первому входу элемента И и к исполнительному органу, выход злемента И подключен кеторому входу элемента ИЛИ, а цепь, выполненная в виде последовательно включенных выпрямителя, фильтра низкой частоты, дополнительного порогового элемента и инвертора,

включена между входом полосового фильтра и вторым входом элемента И

Использование: для устранения мертвой зоны по напряжению при выполнении Направленных устройств релейной защиты. Сущность изобретения: при уменьшении входного сигнала по напряжению до значения меньшего порога отпускания дополнительного порогового элемента 12 на выходе инвертора 13 формируется сигнал высокого уровня с задержкой. Для правильного срабатывания основного порогового элемента включен фильтр низкой частоты 11. Выходной сигнал с инвертора 13 поступает на второй вход элемента И 9, на выходе которого формируется сигнал высокого уровня. Выходной сигнал элемента И 9 поступает на второй вход элемента ИЛИ 8. Сигнал высокого уровня элемента ИЛИ 8 сохраняется до восстановления входного сигнала по напряжению При восстановлении входного сигнала по напрях ению на выходе дополнительного порогового элемента 12 появляется сигнал высокого уровня, который поступает на второй вход элемента И 9 после инвертирования элементов 13. На выходе элемента И 9 появляется сигнал низкого уровня, который поступает на второй вход элемента ИЛИ 8. В результате на выходе элемента ИЛИ 8 сигнал определяется только состоянием основного порогового элемента 7. 1 ил Ы Ј