Устройство для защиты многофазнойэлЕКТРОуСТАНОВКи OT НЕСиММЕТРичНыХРЕжиМОВ РАбОТы Советский патент 1981 года по МПК H02H7/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ МНОЮФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОУСТАНСеКИ от НЕСИММЕТРИЧНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ряЛения величины L/ot проискоаит срабатывание нуль-индикатора Sj. Недостатком известного способа является то, что при преобразовании дискретного интервала в аналоговую величину с помощью интегрирующей RC-цепи с пороговым элементом не обеспечивается постоянство уставки срабатывания. Эта нестабильность обуславливается нелинейностью функции напряжения, которое на кон денсаторе при воздействии прямоугольного импульса изменяется по экспоненциаль ному закону. Для повышения стабильности органа необходимо, чтобы-величина порога была меньше напряжения, соответствующего точ ке излома кривой напряжения на конденсаторе. Если это условие не выполняется, то даже незначительное изменение порога отпирания из-за малой крутизны напряжения на участке выше излома влияет на стабильность органа. Эти параметры в большей степени подвержены и влиянию внешних цестабилизирующик факторов: изменению температуры окружающей среды} колебаниям напряжения питания. Неизбежный разброс параметров элементов от номинальных значений требует регулировки уставки срабатывания. Цель изобретения - повышение чувствительности и стабильности путем применения дискретного метода измерения интервала времени. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для заш:иты многофазной электроустановки от несимметричных режимов работы, содержащем трансформаторы тока, установленные в каждой фазе питающих проводов, вторичные обмотки которых включены на логический блок, блок задержки, выходной усилитель и времязадающий орган, включенный между логическим блоком и блоком задержки, генератор с регулируемой частотой импульсов, на выходе которого включена кнопка с замыкающим и размыкающим контактом, времязадаюишй орган выполнен на основе многоразрядного счетчика импульсов, вход которого подключен к общей точке двухпозиционного переключателя (кнопке), замыкающий контакт которого подключен к дополнительному, а раз мыкающий контакт - к основному выходам генератора, общая цепь управления разрядами счетчика соединена через формирователь-ограничитель с выходом логичес- кого блока, а выходы разрядов через задатчики уставок срабатывания подключен к блоку задержки через блок совпадения, а вх.оа формирователя-ограничителя через замыкающий контакт оцнопозиционпого переключателя соединен с шиной питания. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его.работу. Устройство содержит три насьпцающихся трансформатора тока (датчики тока) 1, логический блок 2, формирователь 3 импульсов, счетчики 4 импульсов, задатчики 5, блок 6 совпадения, блок 7 задержки, выходной усилитель 8, генератор 9 эталонных импульсов, двухпозиционный переключатель Ю, однопозиционный переключатель 11, блок 12 питания. Устройство работает следующим образом. При протекании тока по первичным обмоткам импульсньпс трансформаторов на выходе их вторичных обмоток образуются разнополярные импульсы в каждый момент времени прохождения тока через ноль. Логически просуммированные импульсы подаются на формирователь-ограничитель 3, где преобразовываются в импульсы одной амплитуды и длительности. Сформированные импульсы, следующие с интервалом времени, соответствующим фазовому сдвигу, поступают на вход цепи управления разрядами многоразрядного счетчика 4, например, по цепи установки разрядов счетчика на нуль. Стабильный генератор 9 с перестраиваемой частотой следования эталонных импульсов вырабатывает прямоугольные импупьсы с частотой, кратной интервалу времени между импульсами датчиков тока. Так, например, интервалу импульсов, равному 6,6 мс, соответствует 66 импульсов, интервалу 8 мс - 80 импульсов генератора и т.д. Импульсы с выхода генератора 9 подаются на вход многс азрядного счетчика, разряды которого в общем случае представляют из себя двоично-десятичные счетчики импульсов, работающие в коде 1,2,4,8 при помощи дешифраторов преобразовывается в десятичный код О,1,2, ...9. При этом количеству импульсов, поданных на вход счетчика, соответствует определенное состояние одного из 10 выходов каждого разряда счетчика. С приходом каждого импульса с датчиков разряды многоразрядного счетчика устанавливаются в нулевое состояние, а он отсчитывает количество импульсов генератора, строго пропорциональное временному интервалу, т.е. этот интервал как бы заполняется эталонными импульсами. Эти

ров) многоразрядного счетчика поааютс я через эацатчик 5 на входы Спока 6 совпадения. Задатчики, представляющие в общем случае переключатели на 10 положений, служат для выбора диапазона уставки устройства. Пусть, например, уставка равна числу 78, т.е. задатчики подключены к выходам 7 и 8 соответственно второго и первого разрядов, что соответствует временному интервалу 7, 8 мс и 78 импульсам генератора.

Если токи во всех фазах симметричны, то импульсы с выхода логического блока

следуют через одинаковые промежутки вре-15 лых погрешностей. мени приблизительно равные 6,6 мс. Так как время уставки больше (7,8 мс), то импульсы присутствуют только на одном из входов блока совпадения, а на другом отсутствуют. Это не приводит к срабатыванию выходного усилителя (фиг. 2а). В случае любого нарушения симметрии выходные импульсы трансформаторов тока распределяются во времени неравномерно. Это приводит к появлению на выходе логического блока больших интервалов времени, например, 1О мс - при однофазном режиме, 8 мс - при обрыве обмотки статора. При интервале, равном или большем уставки, импульсы появляются на обоих входах блока 6 совпадения и с приходом 78-го импульса на выходе схемы совпадения появляется импульс, запускающий выходной усилитель, который отключает нагрузку от сети (фиг. 26 и 2в). Для проверки работоспособности устройства совместно с датчиками в генераторе предусмотрена перестройка частоты импульсов в сторону ее увеличения, что при; водит к переполнению импульсами многоразрядного счетчика, т.е. превышению уставки и срабатыванию выходного усилителя. Для проверки устройства при отключен ных датчиках или без них предусмотрен двухлозидионный переключатель 10, при замыкании которого на общую цепь управления подается логический урсязень, препятствующий установке счетчиков в нулевое состояние. При этом происходит переполнение счетчика и при достижении уровня уставки - срабатывание устройства.: Использование предлагаемого устройства для защиты электроустановок многофаз ных сетей от несимметричных режимов по сравнению с известными имеет следующие преимущества: не требует преобразования сигналов, представленных в дискретном виде в аналоговую форму, т.е. од-

необходимость применения реактивных элементов ( L,C ) в логической части устройств защиты; полное отсутствие настройки на всех стадиях изготовпения и эксплуатации; практически неограниченный диапазон регулировки простейшими переключениями как предварительной, так и основной уставок при первоначальной точности. Высокая точность измерения временного интервала с представлением его в дискретной форме обуславливает возможность использования в них стабильных методов сравнения, обеспечивающих получение маОсновной статистической погрешностью устройства такого типа является погрешность дискретности, обусловленная квантованием интервала по времени и приводящая к округлению мгновенного значения измеряемого интервала. С увеличением частоты импульсов эталонного генератора погрешность дискретности уменьшается. Динамическая погрешность дискретного цифрового способа практически отсутству-. ет, так как изменение интервала за время срабатывания сравнивающего устройства ничтожно мало. ЕЬозможность реализации устройства на С)Снове высокопороговых ломехозащищенных цифровых интегральных микросхем, iianpH- мер серии К511, а также оптронов, обла- даю1цих большим коэффициентом усиления, например ТО-1О-4, позволяет создавать малогабаритные бесконтактные, высокостабильные, быстродействующие устройства защиты от асимметричных режимов. Формула изобретения Устройство для защиты многофазной электроустановки от несимметричных ре- хшмов работы, содержащее трансформатоы тока, установленные в каждой фазе итакяцих проводов, вторичные обмотки оторых включены на логический блок, лок задержки, вьПсодной усилитель и вреязадаюший орган, включенный между лоическим блоксж) и блоком задержки, геератор с регулируемой частотой импульов, на выходе которого включена кнопа с замыкающим и размыкакшим контаком, отлича ющееся тем, что, цельк) повышешш чувствительности и табильности путем применения дискретого метода измерения интервала времеи, времязадаюший орган выполнен на осове многоразрядного счетчика импульсов.

7801

вход которого подключен к общей точке двухпозиционного переключателя (кнопке) замыкающий контакт которого подключен к дополнительному, а размыкакадий контакт - к основному выходам генератора, общая цепь управления разрядами счетчика соединена через формирователь-ограничитель с выходом логического блока, а выходы разрядов через задатчики уставок срабатывания подключены к блоку задержки через блок совпадения, а вход формирователя-ограничителя через замыкающий контакт однопозиционного переключателя соединен с шиной питания.

8

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 488280, кл. Н 02 Н 7/О8, 1973.

2.Хейфиц Т. Е., Лаговиер Б. А., Либеров А, Б., Эпщтейн А. Д.,;,,. Телеуправление устройствами энергоснабжения на электрифицированных железных дорогах.

MM Транспорт, 1966, с. 25-29, с. 74-79.

3. Авторское свидетельство СССР № 635554, кл. Н 02 Н 7/08, 1977.

2.3 Innnnnn ПППППП ПППППП

8fic

7, SMC

2,3 I

П

fOftC

2,3

DD

(риг. 2

fMC

8 на

ППППП ПППП

fO