Устройство для формирования тока при испытании быстродействующих реле защиты Советский патент 1982 года по МПК H01H69/01 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ТОКА I ПРИ ИСПЫТАНИИ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ

1

Изобретение относится к релейной защите, а именно к устройствам для испытания быстродействующих реле защиты с целью определения их характеристик срабатьшания.

Известны устройства формирования токов для испытания реле защиты, в которых источники питания через цепи, формирующие периодическую составляющую первой гармоники и апериодическую составляющую тока, подключены к реле заищты С i .

Однако данное устройство не позволяет получить ток, содержащий кроме апериодической составляющей и первой гармони- j ки также и высщие гармоники.

Известно устройство для формирования тока при испытании быстродействукмцих реле зашиты, в котором источники питания через формирователи гармонических 20 и апериодических составляющих подключены к реле защиты 2 .

Недостатком известного устройства является сложность, определяемая нео&РЕЛЕ ЗАЩИТЫ

ходимостью разработки преш1зконных формирователей гармонических и апериодических состгшлякмцих на основе резонансных контуров и апериодических звеньев, а также необходимостью применения мощного усилителя для сопротивления устройства формирования тока и реле защиты.

Кроме того, недостатком является низкая точность воспроизведения требуемой формы тока на начальном интервале процесса по причине возникновения в момент подключений к устройству формирования нагрузкц переходного процесса в колебательных контурах и апериодическшс звеньях, содержащих реактивные -элементы.

Целью изобретения является упрощение и повыщение точности.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для формирования тока при испытании быстродействующих реле защиты, содержащем источники питбшия, которые через ряд параллельных цепей, вклк чающих управляемые ключи и резисторы, подключены к реле защиты, пусковой блок в качестее источников писания применены два источника питания посто5шного напряжения, выводы разной полярности которых через управляемые ключи, цепи управления которых подключены к выходу пускового блока, соединены с первьпл ъыводом реле защиты, параллельно которому включен конденсатор, между двумя другими вьшодами источников питания постоянного напряжения и вторым вьтодом реле защиты включен ряд одинаковьк цепей, состо5ыций из последовательно соединенных переменного резистора и управляемого ключа, причем цепи управления каждого ключа соединены через отдельные элементы выдержки времени с выходом пускового блока. Таким образом, источники посто5шного напряжения подключены разнополярно к цепи реле защиты через ряд параллельно включенных нелинейных активных цепей с управляемыми характеристиками: при замкнутом положении ключей сопротивление каждой пар1аллельной цепи равно сопр тивлению переменного резистора, включен ного последовательно с ключом, а при разомкнутом положении ключей сопротивление этих цепей бесконечно велико. Моменты замьпсания ключей могут изменяться с помощью элементов выдерж ки времени, выходы которых соединены с цепями управления ключей, а выходы соединены с выходом одного общего пускового блока. Вследствие этого в каждой параллельной цепи, подключенной к цепи реле защиты, может регулироваться момент начала протекания постоянного тока и значение этого тока. Цепи, подключенны к выводам различной полярности источников питания, задают в цепи реле защиты ток, протекающий в противоположном направлении. График действительной функции тока может быть с любой требуемой степенью приближения заменен ступенчатой характеристикой. Для реализации ступенчатой функции тока необходимо создавать в моменты t,- в цепи реле защиты приращения тока лД,- , имеющие значения и.знаки, определяемые видом функции тока и принятой степенью приближения к ней ступенчатой функции. В устройстве для этого необходимо задать расчетные значения вьодержек времени i И значения приращений токов л 3 j путем установления требуемых значений сопротивлений переменных резисторов. Требуемый знак приращения тока реализуется подключением данной активной нелинейной цепи к соответствующему полюсу источника питания. Применение активных цепей для формирования тока в цепи рюле защиты вместо колебательных контуров и апериодических звеньев исключает возможность возникновения заметных переходных процессов в схеме формирования в моменты коммутации тока в цепи реле защиты. Для шунтирования гармоник вьюокого порядка, определяемых ступенчатостью формы тока на выходе устройства формировашш, параллельно цепи реле защиты необходимо подключить сглаживающий конденсатор. На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - получение параметров Ч и 4J,-, задаваемых в схеме фиг. 1;: на фиг. 3 - потенциальная диаграмма работы пускового блока и элементов выдержки времени. Схема предлагаемого устройства содержит пусковой блок 1, источники 2 питания ПОСТО5ШНОГО напряжения, управляемые ключи 3 для подключения источников питания к нагрузке, цепь 4 реле защиты, сглаживающий конденсатор 5, элементы 6 вьщержки времени, управляемые ключи 7, переменные резисторы 8. В качестве пускового блока 1 может быть использован полупроводниковый формирователь прямоугольного импульса, длительность которого равна времени протекания формируемого тока. В качестве источников 2 посто5шного напряжения может быть использован, например, ста тический вентильный преобразователь со сглаживающим фильтром на выходе или генератор постоянного тока. Управляемые ключи 3 и 7 могут быть реализованы с помощью сильноточных тиристорных опто- пар, имеющих время включения порядка 10-30 МКС, что соответствует погрешности моментов приращения тока 1-3% при интервале между моментами приращения тока 1 мс. В качестве элементов вьщержки времени могут быть использованы известные полупроводниковые реле времени. График тока, который необходимо задать в реле защиты, преобразуется в ступенчатую характеристику, как показано на фиг. 2. При этом параметры i,- (или ) выбираются таким образом, чтобы обеспечить минимальную погрещиость аппроксимации. Например, при увеличении крутизны тока (росте производной) отсчеты t; нужно делать чаще. После этого в схеме (фиг. 1) устанавливаются полученные значения параметров t,- , л 3- . Для этог задаются соответствующие вьщержки времени в элементах 6 вьщержки времени значения токов л 3, путем установления необходимого значения сопротивления переменных резисторов 8. Устройство работает следующим образом. При включении пускового 1 на егЬ выходе появляется импульс (фиг. 3), который переводит ключи 3 (фиг. 1) в замкнутое состояние. Одновременно управляющий импульс пускового блока осуществляет запуск элементов выдержки времени. Сигналы на выходах элементов выдержки времени появляются через моменты времени i,- от момента их запуск (фиг. 3), при этом происходит перевод соответствующих ключей 7 в замкнутое состояние и по цепи нагрузки протекает ток, имеющий ступенчатую характеристику. На фиг. 3 показано напряжение на выходе пускового блока и напряжения выходе элемента выдержки време с номером Порядок вьющих гармоник, генерируемых схемой, определяется интервалом дискретизации исходной функции тока и является достаточно высоким, поэтому высшие гармоники могут быть защунтиро ваны конденсатором, включенным параллельно цепи реле защиты, без заметного искажения формь тока в реле. Предлагаемое устройство целесообраз но использовать при испытаниях быстро- действующих реле защиты, имеющих время срабатьтания 1-2 периода промышлен ной частоты. В качестве исходной информации для получения ступенчатой функции тока могут быть использованы осциллограммы, полученные при натурных экспериментах, результаты расчетов пере ходных процессов в электрической системе, проведенных с использованием ЭВМ. Технико-экономическая эффективность: устройства по сравнению с известными определяется упрощением его реализация и повьпиением точности воспроизведения расчетной формы тока в реле защиты. Благодаря этому могут быть более точно определены характеристики сраба1Ть;Еания реле защиты и может быть достигнуто вследствие этого повьшение эффективности функционирования устройств релейной защиты. Формулаизобретения Устройство для формирования тока при испытании бьютродействующих реле защиты, содержащее источники питания, которые через ряд параллельных цепей, включающих управляемые ключи и резисторы, подключены к реле защиты, пусковой блок, отличающеес я тем, что, с целью упрощения и повышения точности, в качестве источников питания применены два источника питания цостоянного напряжения, вьтоды разной полярности которых через управляемые,ключи, цепи управления которых подключены к выходу пускового блока, соединены с первым вьюодом реле защиты, параллель«° которому включен конденсатор, между двумя другими выводами источников питания постоянного напряжения и вторым выводом реле защиты включен ряд одинаковых цепей, оостоящих из последователь- ,но соединенных переменного резистора у управляющего ключа, причем цепи управления каждого ключа соединены через отдельные элементы вьздержки времени с выходом пускового блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство, СССР № 474079. кл. Н О2 Н 11/ОО, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 477483, кл. Н 01 И 69/О1, 1975.

Фиг. г