Устройство для сравнения электрических величин по фазе

Устройство для сравнения электрических величин по фазе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ЛО ФАЗЕ, содержащее формирователи прямоугольных импульсов из сравниваемых величин, подключенные выходами к входам элемента фиксации совпадения знаков сравниваемых величин, интегратор, два пороговых элемента и выходной орган , отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, дополнительно введены два формирователя импульсов , элемент фиксации несовпадения знаков сравниваемых величин, два расширителя импульсов, суьтатор, два логических элементов НЕ, два логическихэлемента И, интегратор и логический э.лемент 1-1ПИ, при этом выходы формирователя импульсов из сравниваемых величин подключены к входам элемента фиксации несовпадения знаков сравниваемых вели1шн, а также к входам вновь введенньгх формирователей импульсов, выход каждого из которых подключен к входам соответствующих логическрго элемента НЕ, расширителя импульсов и интегратора , выход которого через соответi ствующий пороговый элемент подключен к одному из входов соответствующего логического элемента И, к другим входам которого, подключены выходы указанных логического элемента НЕ и расширителя импульсов, подключенного выходом также к дpyгo т входу iKtnl указанного интегратора, к третьему входу которого подключен выход сумматора , подключенного входами к выходам эле.ментов фиксации совпадения 00 и несовпадения знаков сравниваемых ел 4ia величин, а выходы логических элементов И подключены к входам логическо D го элемента ИЛИ, на выходе которого включен выходной орган.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

nO PELHAM ИЗОБРЕТЕНИЙ V ОТНР11ТИй (21) 3475876/24-07 .(22) .28.07.82 (46) 15.08,84. Бюл. N- 30 (72) В.И.Нагай, А.И .Галкин и В.Г.Шуляк (71) Новочеркасский ордена Трудового

К а ного Знамени политехнический инp cíoã ститут им. Серго Орджоникидзе (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 788256, кл. Н 02 Н 3/38, 1980.

2. Фабрикант В.Л. Основы теории построения измерительных органов .релейной защиты и автоматики. 1968, с.114-117.

3. Нудельман Г.С. Органы сравнения фаз с замером относительной длительности совпадения двух величин.

Известия ВУЗов, "Электромеханика", 1980, Р 9, рис.5. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ПО ФАЗЕ, содержащее формирователи прямоугольных импульсов из сравниваемых величин, подключенные. выходами к входам элемента фиксации совпадения знаков сравниваемых величин, интегратор, два пороговых элемента и выходной орган, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, дополнительно введены два формирователя импульсов, элемент фиксации несовпадеФ,.SU„„1108549 А

Э,,50 Н 02 Н 3738 G 01 R 25702 ния знаков сравниваемых величин, два расширителя импульсов, сумматор, два логических элементов НЕ, два логических элемента И, интегратор и логический элемент ИПИ, при этом выходы формирователя импульсов из сравниваемых величин подключены к входам элемента фиксации несовпадения знаков сравниваемых велип н, а также к входам вновь введенных формирователей импульсов, выход каждого из которых подключен к входам соответствующих логического элемента НЕ, расширителя импульсов и интегратора, выход которого через оответствующий пороговый элемент подключен к одному из входов соответствую. щего логического элемента И, к другим входам которого. подключены выходы указанных логического элемента НЕ и расширителя импульсов, подключенного выходом также к другому входу указанного интегратора, к третьему входу которого подключен выход сумматора, подключенного входами к выходам элементов фиксации совпадения и несовпадения знаков сравниваемых величин, а выходы логических элементов И подключены к входам логического элемента ИЛИ, на выходе которого включен выходной орган.

549

1 1108 изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве измерительных органов направленных и дистанционных защит.

Известны устройства для сравнения фаз электрических величин, реагирующие на продолжительность импульсов совпадения и несовпадения сравниваемых величин и времени совпадения с оставшимся временем полуперио- 10 да(13и j23, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является реле направления мощности. нулевой последовательности с регу- 15 лируемыми уставками, по току и напряжению(3 3 содержащее усилители1 ограничители, селективные фильтры, двухполярные пороговые элементы, элемент совпадения, интегратор и триг- 20 гер (выходной пороговый элемент). .Достоинством органа направления

Мощности является достаточно высокое быстродействие при больших кратностях входных величин„ практическая независимость от частоты сети его характеристик и высокая помехоустойчивость. Недостатком является значительная зависимость времени срабатывания от фазового сдвига и кратности З0 входных сигналов.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения электрических величин по фазе, содержащее формирователи прямоуголь" ных имПульсов из сравниваемых величин, подключенные выходами Ко входам элемента фиксации совпадения знаков 40 сравниваемых величин, интегратор, два,пороговых элемента и выходной орган, дополнительно введены два формирователя импульсов, элемент фиксации несовпадения знаков сравниваемых 5 величин,два расширителя импульсов,сумматор,два логических элемечта НЕ два ло1 гических элемента И,интегратор и логи° ческий элемент ИЛИ, при этом выходы фор" мирователей прямоугольных импульсов из > сравниваемых величин подключены ко входам элемента фиксации несовпадения знаков сравниваемых величин, а также ко входам вновь введенных формирователей импульсов, выход каждого Ы из которых подключен ко входам соответствующих логического элемента НЕ, расширителя импульсов и интегратора, выход которого через соответствующий пороговый элемент подключен к одному из входов соответствующего логического элемента И, к другим входам которого подключены выходы указанных логического элемента HE и расширителя импульсов, подключенного выходом также к другому входу указанного интегратора, к третьему входу которого подключен выход сумматора, подключенного входами к выходам элементов фиксации совпадения и несовпадения знаков сравниваемых величин, а выходы логических элементов И подключены ко входам логического элемента ИЛИ, на выходе которого включен выходной орган, На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит формирователи

1 и 2 прямоугольных импульсов из сравниваемых величин, подключенные выходами ко входам элементов 3 и 4 фиксации совпадения и несовпадения знаков сравниваемых величин, а также входам формирователей 5 и 6 импульсов, сумматор 7, подключенный входами к выходам элементов 3 и 4, расширители импульсов 8 и 9, логические элементы НЕ 10 и 11, интеграторы 12 и 13, подключенные выходом через соответствующие пороговые элементы 14 и 15 ко входам соответствующих логических элементов И 16 17 выходы которых подключены ко входам логического элемента ИЛИ-18,. на входе которого включен выходной орган 19.

Элементы 6,8, 10, 12, 14 и 16 работают при совпадении положительных знаков сравниваемых величин, а элементы 5, 9, 11 13, 15 и 17 - отрицательных, что обеспечивает работу устройства в обе полупериода.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии входных сигналов выходные сигналы формирователей импульсов 1,2,5,6 сумматора 7, расширителей импульсов 8,9, интеграторов 12, 13, пороговых элементов

14, 15 элементов И 16, 17, элемента ИЛИ 18, выходного органа 19 равны нулю. На выходе элемента несовпадения 4 присутствует сигнал "плюс" совпадения 3 - "минус", элементов

НЕ 10, 11 — "логическая единица".

Э »08

При подаче входных сигналов и превышении ими уровня формирования формируются прямоугольные импульсы, которые поступают на входы элементов совпадения 3 и несовпадения 4.

При совпадении знаков формируемых импульсов не выходе элемента совпадения 3 появляется "плюс", при несовпа" дения знаков на выходе элемента несовпадения 4 — "минус". С выходов эле1О ментов 3 и 4 сигналы поступают на вход .сумматора 7, выходной сигнал которого отличен от нуля только в моменты совпадения или несовпадения знаков сравниваемых величин, причем !

5 в моменты совпадения знаков на выходе сумматора 7 появляется сигнал "плюс" ° а в моменты несовпадения — "минус".

Формирователи импульсов 5 6 фор- мируют импульсы согласно алгоритму

u = u+ u+ -(,u++q+1(1

2 1 2/ ь

05= 0 U (0 + О 111

2 1 2) 5 где 0 и 0 — выходные сигналы фор1. 2 мирователей импульсов 1 и 2 положи25 тельной полярности, 0 и U — соответственно отрицательной полярнос05 и Оь формирователей импульсов 5,6.

С U> H U< noaasrs >ovcsr rozatcc при совпадении полярностей сигналов

О„ и О, а их длительности равны длительности существования одного из импульсов 1-1 или U< (длительности того импульса, который появляется позже). Расширители импульсов 8 и 9 расширяют соответственно импульсы

U и 0, что обеспечивает совместно с инпульсами формирователей 5 и 6 пуск интеграторов 12 и 13. Сброс ин" теграторов 12 и 13 в исходное состоя-40 ние (нулевое) происходит по окончании импульсов U и U9 .

Работа устройства при О Ч 90 и U x„(U4, ) 1 и U x2 / Up >1 поясняется временными диаграммами на 45 фиг.2 е

При превышении Ов „и U»z уровня Q формируются импульсы формирователей

1 и 2, при совпадении знаков которых 50 на выходе элемента совпадения 3 появляется "плюс", а в оставшееся вре" мя — "минус", элемента несовпадения 4 в моменты несовпадения знаков .сравниваемых величин — "минус", а в оставшееся время — "плюс". В момент формируются импульсы Ц и Q что обеспечивает разрешение работй

549 интегратору 12..1." момента 1 до

3 момента 4. идет заряд интегратора 12, с 1 до 1 (т.е. в паузу) состояние интеграторов остается неизменным, с 15 до происходит разряд, а с 1 до У состояние интегратора неизменно. В момент происходит разряд (с малой постоянной времени) интегратора 12 из-за исчезновения импульса Ua и таким образом интегратор 12 подготавливается к следующему циклу работы. В промежутке времени -t< -t разрешено "считывание"

t состояние первого порогового элемента 14, так как с момента tg на выходе элемента НЕ 10 появляется сигнал

"логическая единица" и на выходе расширителя 8 в данный момент сигнал равен "логической единице". В данном случае выходной сигнал интегратора 12 превышает уровеНь срабатывания поро-. гового элемента 14, что приводит к его срабатыванию. В момент 4< на выходе элементов И 16 и ИЛИ 18 появляt1

I ется сигнал логическая единица" и устройство срабатывает.

На фиг.2 5 показана работа устрой" ства при 90 < М < 180 . В данном случае напряжение интеграторов

12 и 13 на момент разрешения "счиtl тывания состояния пороговых элементов !4 и 15 оказывается отрицатель" ным (т.е. ниже уровня срабатывания) и, следовательно, утройство не срабатывает.

Анализ временных диаграмм работы устройства показывает, что устройство срабатывает в первый или второй полупериод после подачи входных сигналов, т.е. время срабатывания не превышает периода промышленной частоты.

Таким образом, введение дополнительных элементов в их взаимосвязи

1позволяет уменьшить время срабатывания по сравнению с прототипом до периода промышленной частоты за счет сравнения времени совпадения с временем несовпадения в каждый полупериод, выполнить устройство, ра" бота которого полностью не зависит от частоты сети, обеспечить его быструю переориентацию (не более полч йериода) при изменении фазы входных величин, а также практически не saвисящее от кратности и фазы входных сигналов время срабатывания, 1108549

Фиг,7

ЗНИИПК Заказ 5878/40 Тираж 614, Подписное

Филиал ПП "Патент"„ г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Использование предлагаемого устройства при выполнении измерительньв ррганов защит элементов электрических систем позволяет повысить их быстродействие, что снижает вероI ятность возникновения аварий.