Устройство для запоминания фазы напряжения режима, предшествующего короткому замыканию Советский патент 1979 года по МПК H02H3/38 

функционирования устройства в цепом. Неаостатками устройства являются такж зависимость хараГктеристик от свойств стали, сложность выполнения и настройки электромагнитного параметрического делителя частоты, содержащего Ш-образный и дополнительный магнитопроводы с несколькими обмотками, взаимное влияние ряда которых недопустимо.

Целью изобретения является повышение надежности функционирования и увеличение быстродействия устройства.

С этой целью в устройство, содержащее трансформатор тока и трансформатор напряжения, к выходу которого подключен колебательный контур, дополнительно введены три формирователя им-чупьсов, ключ, пороговый элемент и триггер, причем входы двух формирователей

импульсов подключены через ключ к выходу колебательного контура, а выходы подключены к первым и вторым у-становочйым входам триггера, счетный вход которого соединен с выходом третьего формирователя импульсов, подсоединенного к трансформатору тока, причем управляюидий вход ключа соединен с выходом порогового элемента, вход которого подсоединен к трансформатору напряжения.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаекГого устройства, на фиг. 2-4 диаграммы, напряжений,пояснякицие работу устройства, на фиг. 5 - блок-схема репе направления мощности с использованием предложенного устройства для запоминания фазы.

Описываемое устройство содержит колебательный контур 1, формирователи импульсов 2-4, триггер 5, пороговый эле. мент 6, кгаоч 7 и, трансформаторы тока и напряжения 9.

В момент перехода входного напряжения I) через нуль от отрицательных значений к положительным на выходе формирователя 2 формируются импульсы 1О (фиг. 2 а,б, и фиг. 3 а,б), которые поступают на первый установочный вход триггера 5 и переводят его в состояние О (сигнал 11 на выходе триггера 5 райен ну гас), (фиг. 2 б,д,е и фиг. 3 б,а, В момент перехода вхоаного напряжения через нуль от положительных значений к отрицательньп формируются импульсы 12 на выходе формирователя 3, которые поступают на второй установочный вход триггера 5 и переводят его в состояние

1 (фиг. 2 в, а, е и фиг. 3 в, д, e).llft выходе формирователя 4 импульсы 13 формируются при каждом переход входного тока D через нуль (фиг. 2 а, г и фиг. 3 а,г) и подаются на счетный вход триггера 5, переводя его каждый раз в новое состояние (фиг. 2 г,д, е и фиг. 3 г, а,е).

При таком выполнении сигнал 11 на выходе устройства (напряжение памяти равен 1 либо в течение положительного полупёриода тока, если ток отстает от напряжения на угол 0-18О (фиг. 2), либо в течение отрицательного полуперио ,да тока, если ток опережает напряжение на угол О-180 (фиг.З). В условиях реheйнoй защиты это обеспечивает подведение напряжения нужной фазы к реле мощности или реле сопротивления. Приче независимо от момента включения t... устройства (или защищаемой линии) и состо5шия триггера 5 время 14 от момента включения до появления напряжения памяти 11 соответствующей (правильной) фазы не превышает половины периода, т.е. 0,01 секунды .(фиг.2 д,е и фиг. 3 д,е).

После установления правильной фазы напряжения памяти 11 наличие (или отсутствие) сигналов Ю и 11 на установочных, входах триггера 5 уже не влияет на работу устройства. Поэтому для обеспечения правильного действия устройства при близких трехфазных коротких замыканиях достаточно, чтобы колебательный контур 1 обеспечил подведение напряжения к входам формирователей 2 и 3 в течение (с запасом) ,5 периодов после короткого замыкания. Время 15 от момента короткого замьтания t з ° момента появления напряжения памяти 11 правильной фазы, как и при включении схемы, не превышает половины периода даже для худшего случая, когда доаварийный ток противоположен по направлению току короткого замыкания (фиг.4).

Для того, чтобы при коротких замыканиях, сопровождающихся не полным исчезновением напряжения, не произошло нарушение соответствия фаз выходного напряжения памяти и доаварийного напряжения вследствие возможного несовпадения частот тока короткого замыкания и остаточного напряжения в цепи напряжения, установлен ключ 7, управЛ5гемьгй пороговым элементом 6. При

снижениУ напряжения сети заданного уровня,. определяемого напряжением срабатьгоания порогового элемента 6, кпюч 7 рткпючает цепи управления формирователей 2 и 3 с выдержкой времени не. менее 1-.1,5 периопов. При этом устройство ведет себя точно так же, как и при полном исчезновении напряжения. Фаза напряжения памяти 11, как следует из приведнных фиг. 2, 3, 4, не зависит от величины тока короткого з мыкания и определяется только фазой напряжения доаварийного режима.

В качестве примера использования предложенного устройства для запоминания фазы в устройствах релейной защиты на фиг. 5 приведена бпок-схема реле направления мощности, Которое содержит: фазосдвигающую схему 16, устройство для запоминания фазы 17, усилите гаь-преобразователь 18 и схему сравнения 19, построенную на известном принципе сравнения времени совпадения с заданным.

Фазос двигающая схема 16 обеспечивает необходимый угол максимальной чувствительности. Если, например, напряжение 20-на входе устройства 17 сдвинуто по фазе относительно напряжения Uu на угол оС в сторону опережения (против часовой стрелки), то напряжение памяти 11 совпадает по фазе с током Л , если

4 180-ОС (

гдеар - аргумент комплексного числа.

Совпадение знаков сигналов 11 и 21 на входе схемы сравнения 19 уже является признаком выполнения условия(1). Однако для повышения 1тадежности работы устройства в первый полупериод после возникновения короткого замыкания целесообразно принять в качестве критерия срабатьтания совпадение знаков сигналов 11 и 21 в течение заданного времени, например попупериода. При этом время срабатывания реле не превышает периода частоты тока, т.е. О, 02 сек.

Проведенные лабораторные испытания при коротких замыканиях, сопровождающихся полным исчезновением напряжения, подтвердили положительные свойства устройства для запоминания фазы. Реле направления мощности надежно определяло направление короткого замыкания независимо от фазы доаварийного тока.

Таким образом, устройство для запоминания фазы обеспечивает высокое

быстродействие и надежность функционирования. Применение его в направленных устройствах релейной зашиты обеспечит селективное, быстрое и четкое их дей-

ствие при близких коротких замыканиях.

Формула изобретения

Устройство для запоминания фазы на0пряжения режима, предшествующего короткому замыканию, содержащее трансформатор тока и трансформатор напряжения, к выходу которого подключен колебательный контур, отличающее-

25 с я тем, что, с целью повьпиения надежности функционирования и быстродействия, дополнительно введены три формирователя импульсов, ключ, пороговый д элемент и триггер, причем входы двух формирователей импульсов подключены через ключ к выходу колебательного контура, а выхош. подключены к установочным входам триггера, счетный вход которого соединен с выходом третьего формирователя импульсов, подсоединенного к трансформатору тока, причем управляющий вход ключа соединен с выходом порогового элемента, вход которого подсоединен к трансформатору напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Акцептованная заявка ФРГ

$ № 2228328, Н О2 Н 7/24, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 74О60, Н 02 Н 3/26, 1949.

3.Авторское свидетельство СССР № 353311, Н 02 Н 3/38, 1972.

Фие.

Фаг.2

1-4/«

Рие.З

9яг

иг5