Дискретное реле с ограниченно зависимой характеристикой выдержки времени Советский патент 1976 года по МПК H02H3/40 

1

Изобретение относится к области релейной зандиты и касается устройств, применяемых в ТОКОВЫХ защитах высоковольтных установок.

Известно дискретное реле тока с ограниченно зависимой характеристикой выдержки Времени, содержащее реле счета импульсов, уиравляемые ключи, магнитный трансформатор тока, подключенный к число-импульсному преобразователю, выход которого соединен со счетным ВХОДОМ первого реле счета

импульсов, и к полярному индикатору, ВЫХОД

которого соединен со входом сброса первого реле счета импульсов, блок индикации, соединенный с информационным выходом первого реле счета импульсов, и логические элементы.

Однако известное дискретное реле не позволяет В щироком диапазоне перестраивать характеристику выдержки времени.

Отличительная особенность дискретного реле, обеспечивающая расщирение диапазона регулирования параметров его характеристики выдержки времени, заключается в том, что В нем ВЫХОД число-импульсного преобразователя через последовательно включенные первый и второй управляемые ключи соединен с одним из ВХОДОВ первого логического элемента «ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу первого триггера, соединенному с одним из ВХОДОВ первого логического элемента «И, управляющим входом первого управляемого ключа и счетным входом второго реле счета импульсов, первый рабочий

ВЫХОД которого подключен к одному из входов второго логического элемента «PI и к одному из ВХОДОВ второго триггера, другой ВХОД которого соединен со вторым рабочим ВЫХОДОМ второго реле счета импульсов, а выход подключен к управляющему входу второго управляемого ключа, выход первого логического элемента «ИЛИ соединен со счетным ВХОДОМ третьего реле счета импульсов, рабочий ВЫХОД которого подключен к одному

из ВХОДОВ второго логического элемента «ИЛИ, ВЫХОД полярного индикатора соединен с одним из ВХОДОВ первого триггера и с управляющим входом третьего управляемого ключа, соединяющего выход мультивибратора с другим ВХОДОМ первого логического элемента «И, ВЫХОД которого соединен со входами сброса второго и третьего реле счета импульсов, подключенными к выходу тиристориого блока отключения.

Фуикциональная схема реле представлена на чертеже.

Реле подключено к магнитному трансформатору тока 1 и содержит аналого-дискретный преобразователь 2, состоящий из полярЯ

пого индикатора .3 и число-имиульсиого преобразователя 4, три реле счета импульсов реле 5 с рабочими выходами 6, 7, реле 8 с рабочими выходами 9, 10 и реле II, триггеры 12, 13, логические элементы «И 14, 15, логические элементы «ИЛИ 16, 17, мультивибратор 18, формирователь одииочиого импульса 19, блок иидикации 20, тиристориый блок отключеипя 21 и управляемые ключи 22-25.

Дискретное реле тока работает следующим образом.

Магиитиый трансформатор тока 1 осуществляет функциональное преобразование мгновенных значений первичного тока i в мгновенные значения вторичного напряжения и. Аналого-дискретный преобразователь 2, воспринимающий напряжение U, с помощью полярного индикатора 3 выдает нрямоугольные имиульсы т(-|-) и т(-), отображающие длительности соответственно положительных и отрицательных иолуволн иаиряжеиия U, и число-имиЗльсные сигналы Л (+) и N(-), отображающие значения их вольт-секундных илощадей. В устройстве исиользуются только сигналы т(-) и N(+), причем N(+) характеризует действующее значение первичного тока / в логарифмической пропорции.

Реле счета импульсов 5 фиксирует число импульсов в каждом сигнале N(-}-) и имеет числовые выборки ,, ,, соответствующие токами срабатывания /с,, Lc,Если Л (+) Л/с,, то сигнал появляется на рабочем выходе 6 реле счета импульсов 5 и устройство действует с выдержкой времени, зависящей от разности АЛ(+) Л/(+). т. е. от тока /.

Если yV(+)A/c, A/CI, то сигналы возникают на обоих рабочих выходах 6, 7 реле счета импульсов 5 и устройство действует с независимой выдержкой времени.

При возникновении короткого замыкаиия на защищаемой электроустановке периодически срабатывает реле счета импульсов 5, а импульсы с его рабочего выхода 6 через триггер 12 поступают на вход реле счета импульсов 8. Сигнал на рабочем выходе 9 реле счета импульсов 8 появляется при приеме «о импульсов, а сигнал на его рабочем выходе 10 - при приеме яо+Д импульсов (ло и /(- целые числа).

В выходную цеиь число-нмпульсного преобразователя 4 включены нормально разомкнутые ключи 22, 23, управляемые сигналами с выходом триггеров 12, 13. Ключ 22 замыкается в интервале времени между импульсами с рабочего выхода 6 реле счета импульсов 5 и началами сигналов т(-) периодически, а ключ 23 - лищь в иитервале времени между моментами появления сигналов на рабочих выходах 9, 10 реле счета импульсов 8.

Следовательно, на один из входов логического элемента «ИЛИ 17 с момента возникновения короткого замыкания поступает ко4

личество импульсов /(AjV(-f). На другой вход логического элемента «ИЛИ 17 с выхода триггера 12 иостуиает по одному импульсу за период первичного тока короткого замыкания.

Общее количество импульсов, подаииых через логический элемент «ИЛИ 17 на счетный вход реле счета импульсов 11 до его срабатывания, складывается из По импульсов, иоступивщих до появления сигнала на рабочем выходе 9 реле счета импульсов 8, из () имиульсов, поступивщих до появления сигнала на его рабочем выходе 10, и некоторого числа импульсов л/, цоступивщих с выхода триггера 12 после размь кания ключа 23.

Таким образом, реле счета импульсов 11 срабатывает и создает выходной сигнал после того, как оно примет с выхода логического элемента «ИЛИ 17 число имиульсов Nt, оиределяемое в соответствии с выражением

N, n, + (+) + ,.(1)

Поскольку имиульсы от число-импульсного преобразователя 4 поступают на вход реле счета имп льсов 11 во время тех же периодов, что и /С импульсов от триггера 12, время срабатывания с, всего устройства, т. е. появление сигнала на выходе реле счета импульсов 11, определяется только числом импульсов, принятых реле от триггера 12, и при частоте 50 Гц первичного тока составляет

ic.(fio + ).(2)

Изменяя численное значение К (т. е. значение второй выборки реле счета импульсов 8), можно в щироком диапазоне регулировать крутизну характеристики выдержки времени устройства и, таким образом, подбирать оптимальную для каждого конкретного случая ее форму.

Для уменьщения зависимого участка характеристики выдержки времени в устройстве с помощью логического элемента «И 14 реализуется отсечка. Срабатывает отсечка при первичных токах /, превышающих значение тока срабатывания /с,, причем ее выдержка времени t. определяется величиной По, выбираемой из условий отстройки обеих ступеней предлагаемого реле от времени действия разрядников.

Мультивибратор 18, формирователь одиночного импульса 19 и логический элемент «И 15 служат для ввода устройства в работу при подаче на него оперативного питания и, кроме того, обеспечивают нормальное функционирование устройства в условиях короткого замыкания на защищаемой установке.

При подаче оперативного питания запускается формирователь одиночного импульса 19 и осуществляет установку в исходиое состояние триггера 12. Это состояние триггера 12

характеризуется тем, что оно позволяет через логнчеекин элемент «И 15 проходить импульсам с выхода мультивибратора 18 через нормально замкнутый ключ 24 и производить сброс реле счета импульсов 8, 11, а также устанавливать в исходное состояние триггер 13.

С подключением устройства к магнитному трансформатору тока 1 сигналы с выхода полярного индикатора 3 в течеиие отрицательных полупериодов первичного тока размыкают ключ 24 и блокируют на это время ноетупление импульсов с выхода мультивибратора 18 к логическому элементу «И 15.

Еслн на электроустановке возникает короткое замыкание, т. е. оказывается, что , i то сигналы е рабочего выхода 6 реле счета имнульсов 5, воздействуя через триггер 12 на логический элемент «И 15, запрещают прохождение через него импульсов сброса с выхода мультивибратора 18 на реле счета импульсов 8, 11, а также триггер 13 и во время положительных полупериодов первичного тока 1.

В том случае, когда до появления сигнала на рабочем выходе реле счета импульсов И ток в электроустановке спизится до значения, меньшего /с,, во время очередного интервала времени т(-) реле счета импульсов 5 не сработает н триггер 12 останется в состоянии, разрешающем прохождение импульсов сброса через логический элемент «PI 15. С очередным замыканием ключа 24 реле счета импульсов 8, 11 и триггер 13 займут исходное состояние, а ключ 23 разомкнется.

Для обеспечения безотказной работы устройства в случае повторного включения электроустановки на короткое замыкание нредусматрнвается после каждого срабатывания устройства «обнуление реле счета импульсов 8, 11 нмпульсами с выхода тиристорного блока отключения 21.

Для упрощения настройки устройства на заданные токи срабатывания в нем предусмотрен блок нндикации 20, подключенный через унравляемый ключ 25 к информационному выходу реле счета импульсов 5. Этот блок отображает текущее значение тока электроустановки в двоичном коде и выполняет тем самым функции цифрового амиерметр/а.

Фор м у л а изобретения

5 Дискретное реле тока с ограниченно зависимой характеристикой выдержки времеин, содержащее реле счета имнульеов, унравляемые ключи, магнитный трансформатор тока, подключенный к чнсло-нмнульсному

0 преобразователю, выход которого соединен со счетным входом нервого реле счета импульсов, и к полярному инднкатору, выход которого соединен со входом сброса первого реле счета импульсов, блок индикации, ео5 единенный с информационным входом первого реле счета импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования параметров характеристики выдержки времени реле, в нем выход упомянутого число-имиульсиого преобразователя через последовательно включенные нервый н ьторой управляемые ключи соединен с одннм из входов первого логического элемента «ИЛИ, другой вход которого подключен к

5 выходу первого триггера, соединенному с одним из входов первого логпческого элемента «И, унравляющим входом первого унравляемого ключа и счетиым входом второго реле счета импульсов, иервый рабочий выход которого иодключеи к одному из входов второго логнческого элемента «И к одному пз ходов второго триггера, другой вход которого соединен со вторым рабочим выходом второго реле счета импульсов, а выход подклю5 чсн к управляющему входу второго управляющего ключа, выход первого логнческого элемента «ИЛР1 соединен со счетным входом третьего реле счета импульсов, рабочий выход которого подключен к одному из входов второго логического элемента «ИЛИ, выход полярного индикатора соединен с одним из входов нервого триггера и с управляющим входом третьего управляемого ключа, соедиияющего выход мультивибратора с

5 другим входом первого логического элемента «и, выход которого соединен со входами сброса второго и третьего реле счета имнульсов, иодключсиным к выходу тиристорного блока отключения.