Устройство для защиты тяговой сети постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H02H3/08 

1

Изобретение относится к эпектротех-, нике, а именно к устройствам для зашиты тяговых сетей постоянного тока от токов короткого замыкания.

Известны устройства для защиты тяговых сетей постоянного тока, соде1 жащее дифферегШиатор и управляемый интегратор, которые выделяют величину, пропорциональную приращению тока путем интегрирования производной тока и сравнивают её с величиной устано. ки. При этом работу устройства производят по команде пускового органа, реагирующего на величину производной тока Ij.

Недостатком этих устройств является возможность отказа в работе при большом уровне гармонических составляющих.

Известно также устройство защиты, содержащее орган памяти, датчик тока. Дифференциальный усилитель и компаратор. Входным сигналом является сигнал, соответствующий контролируемому току. Приращение тока определяется как разность текущей величины контролируемого тока и величины тока, соответствующей начальному моменту приращения тока | 2

Это устройство не обладает надеж ностью работы, так как пусковой орган устройства вьшолнен реагирующим на скорость изменения тока.

Наиболее близким к изобретеншо по технической сущности является устройство защиты тяговой сети постоянного тока, которое содержит датчик тока, блок памя ти, вычитающий блок, компаратор и пусковой орган. Пусковой орган измеряет величину приращения тока за фикcиpoвai ное время. Устройство выделяет приращение нагрузки, и до окончания этого вьщ&ления может появитьсяновое, больщее приращение входного сигнала, при KOpOTiком замыкании и начальная часть , содержащая .информацшр, не будет учтена. В этом случае уменьшается и быстродействие, так как величина приращения, выделяемая -устройством, будет выделена лишь при следующем пуске. Этим уст зойством невозможно выделить и приращение скорости нарастания тоKBi 13. Целью изобретения является повышени надежности и быстродействия устройства защиты, увеличение времени выделения приращения. Поставленная цель достигается Тем, что устройство защиты, содержащее контролируемого сигнала, соответств ющего току защищаемой сети, к выходу которого подключены вход блока памяти и первый вход вычитающего блока, компаратор, вход которого подключен к выходу вычитающего блока, а выход - к исполнительному органу, и генератор импульсов, включен блок памяти, вход кото рого подключен к выходу датчика контро лируемого сигнала, два ключа, вход nej вого ключа подключен к выходу первого блока памяти, вход второго ключа - к выходу второго блока пaмятиi выходы всех ключей подключены к второму входу вычитающего блока, каждый из выходов генератора импульсов, число которых равно общему количеству блоков памяти, подключен к управляющему входу одного блока памяти и управляющему входу одного ключа, соответствующему следующе му по порядку блоку памяти, причем кол чество цепей, состоящих из блока памяти и подключаемого к нему ключа на меньше двух. Кроме того, могут быть дополнительно введены блоки укорочения импульсов, включенные между,управляющим входом блока памяти и соответствующему этому блоку памяти выходу генератора импульсов. На фиг. 1 приведена структурная сх ма устройства для защиты с общим числом блоков памяти, равным трем; на фиг. 2 - структурная схема устройства, включающего блок укорочения импульсов; на фиг. 3 - временная диаграмма сигналов в схеме по фиг. 1. Устройство содержит датчик 1 контролируемого сигнала, блоки 2-4 памяти ключи 5-7, вычитающий блок 8, компара тор 9, генератор 10 импульсов и блоки 11-13 укорочения импульсов. На выходах генератора импульсов поочередно появляются сигналы, управляюпше состоянием блока памяти и 1шюча. При наличии сигнала на управляющем входе сигнал на выходе блока памяти повторяет сигнал на его входе. При наличии сигнала на управляющем входе клю ча он открыт и сигнал проходит со входа на выход, при отсутствии сигнала науправляющем входе блока памяти, блок памяти хранит информацию, предществующей появлению сигнала на его управляющем входе, ключ находится в рюзомк- нутом состоянии. Работа устройства состоит из трех тактов. Длительность такта определяется длительностью сигнала на выходе генератора импульсов. При наличии сигнала на левом по сх&ме выходе генератора импульсов 10 (сигналы на остальных выходах при этом отсутствуют) сигнал на выходе блока 2 памяти повторяет сигнал датчика 1. На выходах блоков 3 и 4 памяти храни- ся сигнал, соответствующий контролиру&мому сигналу в моменты окончания сигнала на управляющих входах этих блоков. В рассматриваемом такте открыт ключ 6. На выходе вычитающего бЯока 8 существует сигнал, равный разности между текущей величиной сигнала датчика 1 и его сигнале, имевшим место за такт до него. После окончания сигнала на левом выходе генератора Импульсов управляющий сигнал появляется на среднем выходе генератора импульсов. ,. На фиг. 3 кривая 14 показывает изменеие тока во времени, кривая 15 сигнал на управляющем входе блока 2 памяти, кривая 16 - сигнал на управляющем входе блока 3 памяти, кривая 17 сигнал на управляющем входе блока 4 памяти, кривая 18 - сигнал на управляющем входе ключа 5, кривая 19 - на управляющем входе ключа 6, кривая 20 - сигнал на управляющем входе ключа 7, кривая 21 - сигнал на выходе блока 2 памяти, кривая 22 - сигнал на выходе блока 3 памяти, кривая 23 сигнал на выходе блока 7 памяти, кривая 24 - сигнал, -на нижнем входе вычитающего блока 8, образующийся при пооч&редном опросе сигналов с выходов блоков 2-4 памяти с помощью ключей 5-7, соответственно, кривая 25 - сигнал на выходе вычитающего блока 8, пунктирная линия 26 - установку компаратора 9. Диаграмма на фиг. 2 показывает, что устройство выделяет приращение тока за время, равное двум тактам работы. Время, в течении которого вьщеляется приращение, может быть увеличино за уменьщения .длительности сигнала, поступающего. на управляющий вход бло59ков памяти, с помощью бпока 7| орочения Блоки укорочения включены между упрв& Л51Ю111ИМ входом блока памяти и соответсо вующйм этому блоку выходом генератора импульсов. С псиуюшью предлагаемого устройства можно измерять приращения как тока в защищаемой цепи, так и приращения скоростей нарастания тока, если в качечр ве першганого датчика использован дифференциатор тока защищаемой линии. При некотором, достаточно большом числе.цепей, состоящих из блока и ключа, устройство практически непрерывно может измерять приращения контролируемого сигнала (тока, производной тока и т.п.) за интервал времени, непоо редственно предшествующий текущему моменту измерения. Предлагаемое устройство может быть использовано как в качестве основного бргана защиты, так и в качестве пускового органа других устройств защиты. Использование изобретения позволяет повысить эффективность и надежность работы системы электроснабжения элект ротяги постоянного тока. Формула изобретения 1. Устройство для защиты тяговой сети постоянного тока, содержащее датчик контролируемого сигнала, соответству ющего току защищаемой сети, к выходу которого подключены вход блока памяти, и первый вход вычитающего блока, компаратор, вход которого подключен к выходу вычитающего блока, а выход - к 68 исполнительному органу, и генератор имльсов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в ра- боте, быстродействия и расширения циональных возможностей устройства, оно содержит дополнительный блок пам ти и два ключа, соединенных так, что вход дополнительного блока памяти подкто чен к выходу датчика контролщ емого сигнала, вход первого ключа Подключен к выходу первого блока памяти, вход второго ключа - к выходу дополнительиого блока памяти, выходы всех ключей подключены к второму входу вычитающего блока, каждый из выходов генератора импульсов, число которых равно общему количеству блоков памяти, подключен к управляющему входу одного блока па мяти и управляющему входу одного ключа, соответствующего следующеьлу по порядку блоку памяти, причем количео тво цепей, состоящих из блока памяти и подключенного к нему ключа, не меньше двух. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч.а .to щ е е с я тем, что, с цельк) увеличения времени выделения приращения, оно содержит блоки укорочения импульсов, включенные между управляющим ъхояам блока памяти и соответствующим этому блоку памяти выходом генератора ш пульсов. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции he 2239788, кл. Н 02 Н 3/О8, 1975. 2.Авторское Свидетельство СССР № 267730, кл. Н О2 И 3/О8, 197О. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 27354О4/О7, кл. Ц02Н 3/О8, 1979.

Риг.1

Фиг 2

9

i

П

15

19

to