Устройство для защиты конденсаторной батареи Советский патент 1982 года по МПК H02H7/16 

батареи второй RS-триггер, элемент ИЛИ, блок перемножения, фильтр тре тий пороговый элемент, блок установ нуля, элемент индикации, при этом в ход первого RS-триггера подсоединен к управляющему входу первого выключателя через элемент ИЛИ, второй вход которого подключен квыходу второго RS-триггера и к элементу ин дикации, входы блока перемножения подсоединены- к выходам датчиков ток и напряжения конденсаторной батареи а выход через последовательно соеди ненные фильтр и третий пороговый элемент подключен к S-входу второго RS-TpHrrepa,K R-в.ходу которого подсоединен блокустановки нуля. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит питшощую сет 1, первый выключатель 2, датчик тока 3, конденсаторную батарею 4, реактор 5, датчик напряжения ко: денсаторнрй батареи б, второй выключатель 7 , первый преобразователь действующих значений 8, первый блок те кущего усреднения 9, блок перемноже ния 10, блок установки нуля 11, вто рой пороговый элемент 12, первый пороговый элемент 13, элемент НЕ 14 фильтр 15, второй блок текущего усреднения 16, третий пороговый элемент 17, второй преобразователь дей ствующих значений 18, первый и второй RS-триггеры 19 и 20, блок дифференцирования 21, элемент ИЛИ 22, элемент индикации 23, датчик напряжения 24. Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме, когда уровен высших гармоник не превышает допусти мой, а параметры конденсаторной батареи не выходят за пределы допуска i.a выходах первого 13, второго 12 и третьего 17 пороговых элементов действуют нулевые потенциалы, на выходе элемента НЕ 14 - сигнал логической 1, за счет которого первый RS-триггер 19 установлен в нулевое состояние. Второй RS-триггер 20 также установлен в нулевое состояние, с помощью блока установки 11, который работает следующим образом. При включении напряжения питания схемы управления происходит медленный заряд емкости СИ через резистор 11 от нуля до напряжения питания +Е, В течении времени f от момента включения до момента переключения элемента НЕ 11 на. R-входе второго RSтригГера 20 действует импульс единич .ной амплитуды, который устанавливает его в нулевое состояние. Таким образом, на выходах обоих триггеров и, следовательно, элемента ИЛИ 22 действуют нулевые потенциалы. Первый и второй выключатели 2 и 7 замкнуты, Напряжение-конденсаторной батареи 4 может быть представлено в виде бесконечного гармоническог9 ряда SV SiMC-Vujt) где V-j,fij- амплитуда и фаза1 -ой гармоники, изменяющиеся во времени случайным образом; f - частота основной гармоники. - Ток через конденсаторную батарею емкостью С равен |,c « v Потери мощности в диэлектрике равны сумме потерь от гармоник -f iгдe tgcfVp - тангенс угла потерь JB диэлектрике для-л-ой гармоники. Ток конденсаторной батареи ±4 измеряется датчиком тока 3. Его действующее значение определяется с помощью первого преобразователя действующих значений 8 и усредняется первым блоком текущего усреднения 9. Первый пороговый элемент 13 фиксирует превышение средним значением действующего тока 4 заданного уровня Vj,. Если Ол S Vni , то сигнал на выходе 13 равен О, если он принимает значение логической . Выходной сигнал датчика напряжения 24 пропорциональный напряжения сети, дифференцируется с помощью блока дифференцирования 21, сигнал на выходе которого пропорционален току конденсаторной батареи 4 при замкнутом втором выключателе 7. Таким образом в устройстве с помощью датчика напряжения сети 24 и дифференцирующего блока 21 косвенно измеряется ток конденсаторной батареи. Действующее значение выходного сигнала дифференцирующего блока 21 1 измеряется вторым преобразователем действующих значений 18 и усредняется вторым блоком текущего усреднения 16, к выходу которого подключен второй пороговый элемент 12, фиксирующий превышение среднего значения действую щего тока конденсаторной батареи 1. порогового уровня Vf,2 f причем V,,. Если и V выходной сигнал второго порогового элемента 11 равен О, второй выключатель 7 замкнут. На выходе элемента НЕ 14 и, следовательно, R-входё первого RS-триггера 19 действует сигнал логической , на выходе - логического О . &1ходные сигналыдатчиков тока 3 и напряжения конденсаторной батареи 6 поступают на входы блока перемножения 10, который вычисляет.мгновенную мощность конденсаторов. Фильтр 15 выделяет среднее за период питающей сети значение выходного Сигнала блока перемножения 10, которое пропорционально активной мощности потерь в диэлектрике Рп.. Третий пороговыйэлемент 17 фиксирует превышение мсядности потерь допустимого значения Vj, . |При IW Vn3 выходной сигнал 17 приримает значение логической , который переключает второй RS-триггер 20 и изменяет состояние элемента индикации 23. Если при нормальных параметрах конденсатора уровень высших гармоник питающего напряжения превышает допустимый /Vp но Цл € V , то происходит пере/точение второго порогового элемента 12, первый пороговый элемент 13 п храняет свое состояние. При этом размыкается второй выключатель 7, п следовательно с конденсаторной усаановкой 4 включается реактор 5, вследствие чего возрастает сопротивление установки для высших гармоник. Сигнал НА выхрде элемента НЕ 14 принимает

Так- как

значение логического

1на R-H S-входах первого RS-триггера 19 действуют нулевые сигналы, он хранит предыдущее состояние, на его выходе действует сигнал логического , благодаря чему первый выключатель 2 остается замкнутым.

Если при включенном реакторе 5 среднее значение тока через конденсаторную установку 1 превышает до- пустимый уровень, сигнал логической 1 с выхода первого порогового элемента поступает на S-вход первого RS-триггера 19, последний изменяет состояние, сигнал логической i с его выхода через элемент ИЛИ 22 поступает на управляющий вход первого выключателя 2, контакты которого размыкаются и конденсаторная батарея 4 отключается от сети. При снижении уровня высших гармоник до уровня, при- котором и Vf,2. , второй пороговый элемент 12 возвращается в исходное состояние размыкаются контакты второго выключателя 7, сигнал на выходе элемента НЕ 14 принимает значение логической 1 сигнал на выходе первого RS-триггера 19 изменяется с 1 до О, контакты первого выключателя 2 замыкаются.-Конденсатор ная батарея 4 вновь подключается к сети..

Если при замкнутом первом выключателе 2 независимо от состояния второго выключателя 7, произойдет нарушение параметров диэлектрика, при котором увеличивается мощность активных потерь до значения, превосходящего допустимое Р. 7/ Vj, , произойдет переключение третьего элемен

га 17, что приведет к изменению состояния второго RS-триггера с логиI л I I

до логической.1 .

ческого

Йлходной сигнал второго RS-триггера 20 через элемент ИЛИ 22 поступит на у 1равляющий вход первого выключателя 2,контакты которого разомкнутся и отключает батарею 4 от сети. Элемент индикации 23, в качестве которого может использоваться светодиод или лампа накаливания, также изменяет свое состояние, что свидетельствует о неисправности конденсаторной батареи. Состояние второго RS-триггера 20 независимо от режима сети сохраняется до нового включения схемы, которое производится об служив aюIIVИм персоналом после устранения дефектов конденсаторной батареи.

Таким образом, данное устройство осуществляет автоматический контроль за уровнем высших гармоник питающего напряжения и исправностью конденсаторной батареи. При увеличении уровня высших гармоник посл1едоватеяьно с конденсаторнрй батареей включается реактор, который уменьшает ток конденсаторов. Если вктпочение .ре-. актора не обеспечивает снижения тока до допустимого, то установка отличается от сети. При снижении уровня гармоник до допустимого конденсаторная установка автоматически включается в сеть. При нарушении свойств (диэлектрика конденсаторная батарея вообще отключается, что регистрируется элементом индикации. Это существенно повышает надежность защить, позволяет, обслуживающему персоналу легко к быстро обнаружить и устранить неисправность конденсаторной батареи и предупредить аварий ные режимы, возможные при пробоях конденсаторов..

Формула изобретения

Устройство для защиты конденсаторной батареи по авт. св. 855844 отличающееся тем, что, с целью повышения- надежности путем осуществления защиты при нарушениях диэлектрика, в него дополнительно введены датчик напряжения конденсаторной батареи, второй RS-триггер, элемент ИЛИ, блок перемножения, фильтр, третий пороговый элемент, блок установки нуля, элемент индикации, при этом выход первого RS- триггера подсоединен к управляющему входу первого выключателя через элемейт ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго RS-триггера и к элементу индикёщии, выходы блока перемножения подсоединены к выходаи датчиков тока и напряжения конденсаторной батареи, а выход через последо:вательно- соединенные фильтр и третий пороговый элемент подключен к S входу второго RS -триггера, к R входу которого подсоединен блок установки нуля. источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 855844, кл. Н 02 Н 7/16, 1979.