Устройство для контроля высоковольтных сигналов Советский патент 1977 года по МПК G01R31/02 G01R19/165 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной аппаратуре установки высокого напряжения.

Известно устройство для контроля электрических параметров высоковольтной установки 1. Оно вьшоливно на основе оптико-электронных измерительных трансформаторов и содержит аналого-дискретные преобразователи электрических величин сначала во времяимпульсные, а затем в число-импульсные сигналы.

Однако функциональные возможности этого устройства ограничены, устройство обеспечивает лишь пассивное измерение отдельных параметров.

Известно также дискретно-измерительное устройство для контроля высоковольтных сигналое, в частиости тока 2.

Это устройство содержит время-импульсный преобразователь, к выходу которого подключены дифференцирующий усилитель и числоимпульсный преобразователь, связанный с первым счетчиком импульсов, соответствующими выходами связанным с блоками И, а входом - с полярным дискриминатором, соответствующие входы которого соединены с соответствующими входами время-импульсного преобразователя, блок индикации.

Такое устройство обеспечивает лишь индикацию текущих значений высоковольтных сигналов и стЗПенчатую защиту электрической установки с независил№1ми характеристиками выдержки времени. Кроме того, в устройстве отсутствует автоматический контроль исправности составных элементов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства для контроля высоковольтных сигналов. Это достигается тем, что в предлагаемое устройство для контроля высоковольтных сигналов введены дополнительные счетчик импульсов, блоки И, три клгоча, триггер, переключатель, соединенный с блоком памятн, блок автоматического управления, блок управления очередностью работы, формирователь ко.манды и источник эталонного напряжения, причем выход дифференцирующего усилителя соединен через первый ключ с одним из входов дополнительного счетчика, второй вход которого связан с выходом триггера и управляющим входом первого ключа, а третий вход соответственно соединен с (п -2) дополнительными блоками И и входом второго ключа непосредственно, а с (п-1)-м - через блок управления очередностью работы, (л-1)-й блок И связан с выходами блока памяти, входами блока индикации, одним ич входов полярного дискриминатора, одним из входов «-ГО блока И, входом второго и выходом третьего ключей, причем другой вход л-го блока И через введенный инвертор соединен с выходом (п-1)-го блока И, связанного также с введенным в устройство сигнализатором исправности, к выходу второго ключа -подсоединен формирователь команды, к ВЫХОДУ третьего ключа - сигнализатор неисправности, а к входу третьего Ключа-блок автоматического управления, соответствующие выходы дополнительного счетчика импульсов соединены с соответствующими входами (п - 2) блоков И, а выход число-импулысного преобразователя - с одним из входов счетчика импульсов, причем выход введенного первичного измерительного преобразователя подключен к одному из входов полярного дискриминатора, а выход введенного блока возврата соединен с одним из входов блока памяти. На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; -на фиг. 2, а-л приведены временные диаграммы напряжений на выходах элементов устройства. Устройство содержит первичный измерительный преобразователь 1, полярный дискриминатор 2, время-импульсный преобразователь 3, дифференцирующий усилитель 4, число-импульсный преобразователь 5, реле 6 числа импульсов со счетчиком 7 импульсов и блоками И 8, , реле 10 числа импульсов со счетчиком 11 импульсов и блоками И 12, 13i-13,1, триггер 14, нормально замкнутые ключи 15, 16, формирователь 17 команды (на отключение выключателя), переключатель (режима) 18, блок 19 памяти, блок 20 возврата, блок 21 иядика.ции, блок 22 проверки исправности с |блоками И 23, 24, источником 25 эталонного напряжения, блоком 26 автоматического управления (запуска), нормально разомкнутым ключом 27, блоком 28 управления очередностью работы (анализатором очередности срабатьБвания), инвертором 29, сигнализатором 30 исправности и сигнализатором 31 неисправности. Работа устройства рассматривается на примере контроля тока нулевой последовательности высоковольтной установки. На выходе первичного преобразователя 1, представляющего собой фильтр тока нулевой последовательности, выполненный на ма гнитных трансформаторах тока, выделяется аналоговое напряжение Ui (фиг. 2, а), отображающее контролируемый ток /о. Дискриминатор 2 в соответствии с моментами перехода через нуль напряжения f/i формирует прямоугольные импульсы f/2 (фиг. 2,6), которые являются тактирующими для ряда составных блоков устройства, в частности для преобразователя 3. На выходе преобразователя 3 периодически образуются сигналы Us (фиг. 2,е), длительность TJ которых определяется значением контролируемого тока /о: , где а и 6 - постоянные коэффициенты, зависящие от конструкции преобразователя 3. Преобразователь 5 воспринимает временные сигналы t/з и заполняет их импульсами высокой частоты f. В результате на выходе преобразователя 5 периодически появляются многоимпульсные сигналы f/s (фиг. 2, д), причем число импульсов в каждом сигнале N, , . Многоимпульсные сигналы t/5 подводятся к счетному входу реле 6, где подсчитываются счетчиком 7. Ежепериодный сброс счетчика 7 осуществляется фронтами сигналов Uz с выхода дискриминатора 2, соответствующими моментам перехода через нуль выходного напряжения преобразователя 1 C/i с положительной производной. Число, записываемое в счетчике 7 импульсов, в зависимости от положения переключателя 18 либо индицируется в блоке 21 (режим настройки), либо подается на входы нормально заблокированного блока 19 (рабочий режим). При возрастании контролируемого тока /о сверх заданного пускового значения /Опуск счетчике 7 каждый период записывается число NI, превышающее пусковую уставку реле 6 Л/луск соответствующую /о JJ. В связи с этим каждый период реализуется блок И 8 (пусковая выборка), на выходе которого появляются кратковременные импульсы Us (фиг. 2, е). Эти импульсы удлиняются триггером 14 до сигналов t/14 (фиг. 2, ж) и подводятся к счетному входу реле 10. Возврат триггера 14 в исходное состояние осуществляется фронтами сигналов f/2 с выхода дискриминатора 2, соответствующими моментам перехода через нуль выходного напряжения преобразователя 1 t/i с отрицательной производной. При /Олуск е-отсутствии импульсов на выходе блока И 8, счетчик И каждый период сбрасывается сигналами Ut (фиг. 2, г) с выхода усилителя 4, соответствующими временным позициям задних фронтов сигналов Us о выходе время-импульсного преобразователя 3. При переходе через ключ 15 сигналы U преобразуются в сигналы f/is (фиг. 2, з), т. е. осуществляется переворот их фазы. При повреждении установки, когда , триггер 14 каждый период размыкает ключ 15 и блокирует оброс счетчика 11. В связи с этим счетчик 11 импульсов производит счет по одному импульсу за период. В момент записи в счетчике II числа Nф, соответствующего времени фиксации гф (около 0,06 с), реализуется блок И 12 (фиксационная выборка) и на один из входов управления блока 19 подается сигнал Uiz (фиг. 2, w), разрешающий перезапись из счетчика 7 в блок 19 числа Nj, соответствующего току /о, мевщемуся спустя время tф после возникновения повреждения. Возврат блока 19 в ис ходное состояние после считывания его пока заний производится с помощью блока 20. При значительном возрастании контроли руемого тока поочередно реализуются блаки 9i-9п (выборки ступеней срабатывания по контролируемому параметру), причем порого вые числа на счетчике 7 определяются соотно шением Ч % - % которое для значений контролируемого тока выглядит как /о, /о, .../о 0 ср - и тр пуск При срабатывании f-й ступени защиты каждый период имеет место сигнал на выходе блока И 9i, а также на выходах блоков И предшествующих ступеней срабатывания и блока И 8 (на фиг. 2, к показаны сигналы запуска /Э; первой ступени защиты). Счетчик li, воспринимая по одному импульсу за период с выхода блока И 8, отсчитывает выдержки времени запустившихся ступеней защиты. Для реализации блоков И (выборок ступеней срабатывания по времени) 13i-13и пороговые числа на счетчике 11 выбраны в соответствии с соотношением М ... , ср ср -- ср которое для значении выдержек времени выглядит как ...„. После отсчета выдержки времени t-й ступени защиты сигнал с выхода блока И 13j через нормально замкнутый ключ 16 подается к входу формирователя 17 команды (на фиг. 2, л показан выходной сигнал Vi первой ступени защиты). Периодичность контроля исправности составных элементов устройства определяется блоком 26 автоматического управления, в качестве которого может быть использовано, наприерм, реле времени с самовозвратом. Блок 26 через заданные промежутки времени с помощью ключа 27 подключает источник 2о эталонного напряжения к входам дискриминатора 2 и преобразователя 3. Тем самым имитируется один из рабочих режимов с превыщением значения контролируемого параметра как по пуску, так и по отдельным ступеням срабатывания. Если все составные блоки устройства функционируют нормально, то в процессе проверки li блоке 19 записывается строго определенное число и все ступени сра батывания защиты действуют также в строго определенной последовательности, что обусловливает появление сигнала на выходе блока 28. В результате реализуется блок И 23 и зажигается лампочка сигнализатора 30 исправности. В случае неисправности устройства сигнал на выходе блока И 23 не образуется, на выходе инвертора 29 появляется напряжение и происходит реализация блока И 24. Выходной сигнал блока И 24 зажигает лампочку сигнализатора 31. В процессе проверки исправности устройства размыкается ключ 16 и поступление сигналов к входу формирователя 17 команды блокируется. Реализация фиксации контролируемого параметра при коротких замыканиях в электрической установке обеспечивает возможность быстрого обнаружения места повреждения после отключения установки (используется зависимость значения контролируемого параметра в месте расположения устройства от расстояния до места повреждения). Осуществление периодической проверки исправности составных элементов обеспечивает повышение эксплуатационной надежности устройства и упрощение его обслуживания. Формула изобретения Устройство для контроля высоковольтных сигналов, содержащее время-импульсный преобразователь, к выходу которого подключены дифференцирующий усилитель и число-импульсный преобразователь, связанный с первым счетчиком импульсов, соответствующими выходами связанным с блоками П, а входом - с полярным дискриминатором, соответствующие входы которого соединены с соответствующими входами время-импульсного преобразователя, блок индикации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены дополнительные счетчик импульсов, блоки И, три ключа, триггер, переключатель, соединенный с блоком памяти, блок автоматического управления, блок управления очередностью работы, формирователь команды и источник эталонного напрял ения, причем выход дифференцирующего усилителя соединен через первый ключ с одним из входов дополнительного счетчика, второй вход которого связан с выходом триггера и управляющим входом первого ключа, а третий вход соответственно соединен с (п - 2) дополнительными блоками И и входом второго ключа непосредственно, а с (п-1)-м -через блок управления очередностью работы, (п-1)-й блок И связан также с выходами блока памяти, входами блока индикации, одним из входов полярного дискриминатора, одним из входов п-го блока И, входом второго и выходом третьего ключей, причем другой вход п-го блока И через введенный инвертор соединен с выходом {п-1)-го блока И, связанного акже с введенным в устройство сигнализатоом исправности, к выходу второго ключа подсоединен формирователь команды, к выхоу третьего ключа - сигнализатор неисправности, а к входу третьего ключа - блок автоатического управления, соответствующие ыходы дополнительного счетчика импульсов соединены с соответствуюшими входами {п -

- 2) блоков И, а выход число-импульсного преобразователя - с одним из входов счетчика имлульсов, причем выход введенного первичного измерительного преобразователя подключен к одному из входов полярного дискриминатора, а выход введенного блока возврата соединен с одним из входов блока памяти.

Источники информации, принятые мание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № кл. G 08С 19/16, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № кл. G OIR 15/02, 1971.

- - if r--J--if

- -Vi.

Г

23

U