Устройство для сравнения по фазе двух электрических величин Советский патент 1979 года по МПК H02H3/26 H02H3/40 

элемент ИЛИ с двумя входами и элемент задержки на срабатывание, выход которого является выходом дискриминатора, причем на каждый из входов элемента Или включена цепь, состоящая из последовательно включенных вспомогательных элементов И и ИЛИ, каждый с двумя вхо дами, выход элемента задержки на срабатывание соединен с первыми входами обоих вспомогательных элементов ИЛИ, а вторые входы вспомогательных элементов ИЛИ и И являются входами дискриминатора.

На фиг, 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства сравнения по фазе; на фиг, 2 - области срабатывания по фазовому углу между Bi и Рг; на фиг, 3-6 - потенциальновременные диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит два преобразователя 1 и 2 напряжения с прямым и инверсным выходами и подключенные к .

НИМ два дискриминатора 3 и 4 длительности, причем прямой и инверсный выходы преобразователя 1 напряжения соединены с первым и вторым входами дискриминатора 3 длительности и третьим и четвертым входами дискриминатора 4 длительности, а прямой и инверсный выходы преобразователя 2 напряжения соединены с первым и втооым входом дискриминатора 4 и третьим.и четвертым входом дискриминатора 3.

Выход каждого дискриминатора подключен каждый к своему входу элемента И 5 ,и ко входу одной из двух одинаковых цепей, каждая из которых состоит из пос 1едовательнр включенных э йеменгбв зёдёржки на возврат, элемента

Запрет

и элемента задержки на

срабатывание. Для первой цепи это соответственно элементы ВВ б, Запрет40 7, для второй цепи - ВВ 9, Запрет 10, ВС 11, Выход элемента ВВ 6 подключен к .запрев1акняему входу элемента Запрет 10, и к первому -. входу элемента И 12, а выход элемента ,,. ВВ 9 подключен кзапрещающему входу элементаЗапрет 7 и ко второму входу элемента И 12, третий вход которого подключен к выходу элемента И 5 через элемент НЕ 13,

Дискриминаторы длительности выполнены идёнтйчно, при этом дискриминатор 3 содержит включенные последовательно элемент ИЛИ 14 и элемент задержкина срабатывание ВС 15, причем

на каждый вход элемента ИЛИ 14 вклю- 55 чёна цепь из включенн ых последовательйо вспомогательных элементов ИЛИ и И,

-роответственно ИЛИ 16 и И 17,а также ИЛИ 18 и И 19, Выход элемента ВС 15, одновременно являющийся выходом диск- 60 риминатора, соединен с первыми входаг И вспог-югательных эл::ементов ИЛИ 16 и ИЛИ 18.

Дискриминатора 4 содержит аналогично соединенные элементы ИЛИ 20, ВС ИЛИ 22, И 23, ИЛИ 24 и И 25.

Выходы 26 - 29 соответствуют четырем областям срабатывания по фазовому углу между иег{см, фиг, 2), 30, 31 - соответственно остальные выходы устройства,

Работа устройства поясняется потенциально-временными диаграммами напряжений (см, фиг, 3-6), где принято, что на прямом выходе преобразователя напряжения 1 (2) появляется единич-ный сигнал, когда мгновенное значение йходной синусоидальной величины Ei( Ег) имеет положительный знак, а На инверсном выходе появляется единичный сигнал, когда мгновенное значение Bi ( Ег) имеет отрицательный знак Время на задержки на возврат элементов ВВ j6 и ВВ 9 выбрано одинаковым и равным 0,6 Т, где Т - период частоты входных напряжений B-i и г.

На фиг, 3-6 32-107 - значения электрических величин на диаграмме,

32(51, 70, 89) - кривые сравниваемых по фазе величин EI и . ; далее напряжения на выходах соответствукнцих блоков:

33(52, 71, 90) - преобразователь

напряжения 1 (прямой выход);

34(53, 72, 91) - преобразователь

напряжения 1 (инверсный выход) ;

35(54, 73, 92) - преобразователь

напряжения 2 (прямой выход);

36(55, 74, 93) - преобразователь , . .напряжения 2

(инверсный выход) ;

37(56, 75, 94) - элемент И 17;

38(57, 76, 95) - элемент И 19;

39(58, 77, 96) - элемент И 23;

40(59, 78, 97) - элемент И 25;

41(60, 79, 98) - элемент ИЛИ 14;

42(61, 80, 99) - элемент ИЛИ 20;

43(62, «1, 100) - элемент ВС 15;

44(63, 82, 101) - элемент ВС 21;

45(64, 83, 102) - элемент И 5;

46(65, 84, 103) - элемент ВВ 6;

47(66, 85, 104) - элемент ВВ 9;

48(67, 86, 105) - элемент ВС 8;

49(68, 87, 106) - элемент ВС 11;

50(69, 88, 107) - элемент И 12,

На фиг 3 приведена диаграмма, иллюстрирующая работу устройства, когда EioCTaeT oTtgna угол 5, что соответствует областей срабатывания,которой соответствует выход 26 (фиг,2),для которой f . , где ti к , а tz вьвдержки времени на срабатывания элементов ВС 15 и ВС 21,

Для области срабатывания, которюй соответствует выход 26 (см, фиг, 2), длительность совпадения импульсов на входах элементов И 17, И 19 больше (ВС 15), а на входах элементов И 23, И 25 больше (ВС 21), ввиду чего имеет место подхват срабатывания элементов И17, И19, И23иИ25от элементов ВС 15 и ВС 21 через элементы ИЛИ 16, ИЛИ 18, а также ИЛИ 22, ИЛИ 24. Всле ствие этого на выходах элементов И 1 и И 19 появляются импульсы продолжительностью , сдвинутые друг относ тельно друга на ТГ , Аналогичные импульсы возиикают на выходах элёмёнтгй И 23, И 25. В результате этого на вы ходах элементов ИЛИ 14 и ИЛИ 20 появ ляются непрерывные выходные сигналы, которые затем соответственно через время t и tg появляются на входах и выходах элементов ВВ 6 и ВВ 9. Выходные сигналы последних-подаются на запрещающие входы элементов Запрет 7 и 10, предотвращая появление сигналов в областях, собтветствующих выходам 28 и 29, на выходах элементов 8 и 11, После сраб.атывания обоих элемен тов ВС 15 и ВС 21 появляется сигнал на выходе 26 элемента И 5, являюьдайся выходным сигналом устройства для рассматриваемой области срабатывания Благодаря элементу НЕ 13 исключается появление сигнала на выходе 27 элемента И 12. Для предотвращения появления кратковременного сигнала на выходах элементов ВС 8 и ВС 11 их.вь держка времени принимается одинаковой с учетом условия t,t4 J-{tfn2) . , На фиг. 4 приведена диаграмма, поясняющая работу устройства тгри сдвиге фаз между t и г, соответствующем угловой области срабатывания 29, для кот-орой jT-tpi Чср Я ipt и соответ-ственно длительность совпадения импульсов на прямых выходах преобразователей 1 и 2 меньше t , а на разноименных выходах - больше tz . При таком угле сдвига условий для подхвата срабатывания элементов И 17 и И 19 через элементы ИЛИ 16 и ИЛИ 18 не возникают вследствие того, чтс не срабатывает элемент ВС 15. Подхва та срабатывания элементов И 23 и И 25 не происходит, хотя элемент . ВС 21 кратковременно периЬдачеС1(Я сра батывает. На зыходе элементов И 23, И 24, а также ИЛИ 20 имеются импульсы продолжительностью менее , а на выходе элемента ВС 21 импульсы еще меньшей продолжительности. Элемент , ВБ 9 превращает их в непрералвный сигнал, который через время ti появляется на выходе элемента 11 (выход 29), поскольку сигнал на запрещаквдем входе элемента Запрет 10 отсутствует, На фиг. 5 приведены диаграммы работы устройства, когда отстает от ti на угол, соответствующий области срабатывания 27, для которой S + ip i - Че. этой области длительность совпадения импульсов на выходах преобразователей 1 и 2 больше ti , а на разноименных выходах больше te. В этом случае подхвата срабатывания элементов И 17, И 19, и 23 и И 24 через элементы ИЛИ 16, ИЛИ 18 и ИЛИ 22, ИЛИ 24 не происходит и на выходе элементов ИЛИ 14 и ИЛИ 20 появляется последовательность импульсов, следуюjttHx друг за другом через полпериода. На выходе элементов ВС 15 и ВС 21 появляется также последовательность еще более коротких импульсов. Как видно из фиг. 5, импульсы на входах элемента И 5 не совпадают по времени, поэтому сигнал на его выходе не появляется. Благодаря задержке на возврат элементов вв 6 и ВВ 9, на их выходах появляются непрерывные сигналы, которые подаются на первый и второй входы эле мента И 12 и осуществляется взаимный запрет цепей с выходами 28 и 29 при Запрет 7 и 10. помощи элементов Вследствие несрабатывания элемента И 5, на третьем входе элемента И 12 сигнал не исчезает, элемент И 12 срабатывает и на его выходе появляется сигнал 27. На фиг. 6 приведена диаграмма работы устройства, когда ( отстает от г на угол, меньший , что соответствует области срабатывания 28, для которой fcp- г этой области длительность совпадения импульсов на одноименных выходах преобразователей 1 и 2 больше ti , а на разноименных - меньше Ьг. В этой области подхват срабатывания имеет место лишь для элементов И 17 и И 19. На выходе элемента ИЛИ 20 появляются импульсы, сЛедукяпие друг за другом через полпериода, с продолжительностью, меньшей te г поэтому на выходе элемента ВС 21 сигнала не появляется, следовательно, отсутствует выходной сигнал на элементах ВВ 9, И 5 и И 12. На выходе элемента В 15 образуется непрерывный сигнал, который вызывает срабатывание элементов ВВ 6, Запрет 7 и ВС 8, что приво11ит к появлению сигнала на выходе 28 устройства. Помимо рассмотренных, устройство имеет еще два дополнительных выхода: угловап область срабатывания для выхода 30 равна сумме областей 26, 27 28; а для выхода 31 равна сумме обастей 26, 27 и 29. Технико-экономическая эффективность анного изобретения определяется тем, то оно позволяет использовать при выолнении релейной защиты один измериельный орган сдвига Фаз для нескольих областей срабатывания вместо некольких измерительных органов. Формула изобретения 1. Устройство для сравнения по фае двух электрических величин, содержацее два преобразователя напряжения с прямым и инверсным выходом каждый, два цискриминатора длительности совпадения импульсов и подключенный к их выходам первый элемент И, причем ,прямой и инверсный выходы первого пре образователя напряжения соединены соответственно с первым и вторым входами первого дискриминатора и с третьим и четвертым входами второго дискриминатора, а прямой и инверсный выА ходы второго преобразователя напряжения соединены соответственно с третьим и четвертым входами первого дискри минатора и со вторым и первым входами второго дискриминатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройЪтва путем получения трех дополнительных областей трабатывания оно дополнительно снабжено элементами И, НЕ и двумя одинаковыми цепями, выполненными из включенных последовательно элемента задержки на возврат, Запрет элемента и элемента задержки на срабатывание, при этом вхо ды этих цепей подключены к выходам дискриминаторов, выход элемента задержки на возврат каждой цепи подклю .чен к запрещающему входу элемента Запрет другой цепи, а также к ев о ему входу дополнительного элемента И, к третьему входу которого через дополнительный элемент НЕ включен выход первого элемента И. 2. Устройство по п, 1, о т л и ч.а ю щ е е с я тем, что. каждый из упомянутых дискриминаторов содержит включенные последовательно элемент ИЛИ с двумя входами и элемент задержки на срабатывание, выход которого является выходом дискриминатора, причем на каждый из входов элемента ИЛИ включена цепь, состоящая из последовательно включенных вспомогательных элементов И и ИЛИ, каждый с двумя входами, выход элемента задержки на срабатывание Соединен с первыми входами обоих, вспомогательных элементов ИЛИ, а вторые входы вспомогательных элементов ИЛИ и И являются входами дискрилетнатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Сборник докладов научно-технической конференции по итогам научноисследовательских работ за 1968,-1969г. Московского энергетического института, апрель .1970, Секция электроэнергетическая, подсекция автоматизации и релейной защиты энергосистем, с. 12т21. , 2,Заявка № 2178759/07, 07.10.75, кл. и 02 я 3/40, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

§фиг.

-

г,

X

J/ Я

п Jt

JJ

w

w

«

w

H 5

W «e W №

фиг.}

SJ

л

я

JZL

л

f7 Si

ff

n

jn.

JZL

10

7J

74

IS 16

7«П.

7

W

JTL

j:i

JTL

5 /

Фиг.5

n

n

n

n

n

n

да т «н т т т us