Устройство для регистрации расхода ресурса пропускной способности защитного аппарата

Устройство для регистрации расхода ресурса пропускной способности защитного аппарата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства регистрации расхода ресурса пропускной способности защитного аппарата путем оценки расхода ресурса при единичном срабатывании аппарата. Регистрация импульсов тока раздельно на амплитуде и длительности в выбранных характерных каналах, определяющих степень тяжести нагрузочных воздействий, дефференцированная обработка измеренных импульсов в каждом характерном канале с учетом степени расходования ресурса в нем, определение расхода ресурса пропускной способности за каждое срабатывание и суммарное накопление информации о расходе ресурса за период эксплуатации обеспечивают возможность автоматической, оперативной, высокоточной и достоверной оценки расходования ресурса и определение остаточного ресурса пропускной способности защитного аппарата. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

У1)С H 01 Т 1/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ Гкнт ССа (21) 4402091/24-07 (22) 01.04.88 (46) 07.07.90. Бюл. М 25 (71) Криворожский горнорудный институт (72) И.С. Самойлович и Е.К. Бабец (53) 621.316.933(088.8) (56) Ыишман Д.В. и др. Вентильные разрядники высокого напряжения. — Л., 1971, с. 219-220.

Авторское свидетельство СССР

М 1157602, кл. Н 01 T 1/12, 1985 ° (54) УСТРОЙСТВО Ц31Я РЕГИСТРАЦИИ РАСХОДА РЕСУРСА ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ЗАЦИТИОГО АППАРАТА (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устпойства регистрации расхода ресурса

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для контроля работы и диагностики состояния защитных аппаратов (нелинейных ограничителей перенапряжений или вентильных разрядников), находящихся в эксплуатации электричес— ких сетей различных классов напряжения.

Для надежности функционирования, обеспечения определенной стратегии эксплуатации, оценки работоспособности и своевременного вывода из работы защитного аппарата, когда исходный ресурс пропускной способности его полностью исчерпан, и ухудшение состояния может стать источником аварии

„„SU „,„1576958 А 1

2 пропускной способности защитного аппарата путем оценки расхода ресурса при единичном срабатывании аппарата. Регистрация импульсов тока раздельно на амплитуде и длительности в выбранных характерных каналах, определяющих степень тяжести нагрузо.ных воздействий, дифференцированная обработка измерен-. ..ых импульсов в каждом характерном канале с учетом степени расходования ресурса в нем, определение расхода ресурса пропускной способности за каж— дое срабатывание и суммарное накопление информации о расходе ресурса за период эксплуатации обеспечивают возможность автоматической, оперативной, высокоточной и достоверной оценки рас- Ж ходования ресурса и определение остаточного ресурса пропускной способности за1цитного аппарата. 3 ил. как самого защитного аппарата, так и Щ защищаемой им электрической сети; защитные аппараты необходимо оборудо- ф . вать устройствами контроля работы и 1 ф диагностирования состояния. Ql

Цель изобретения — расширение функ- «р циональных возможностей устройства регистрации расхода ресурса пропускной способности защитного аппарата путем оценки расхода ресурса при единичном срабатывании апнарата.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства для регистрации расхода ресурса пропускной способкости защитного аппарата; на фиг. 2 — блок-схема входной схемы повышения достоверности и

° синхронизации работы блоков математи1576958 ческой обработки устройства; на фиг. 3 — граф-схема, иллюстрирующая г1оследовательность прохождения сигналов по блокам устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит перНичный преобразователь 1, вход которого подключен к защитному аппарату

2, а выл!од его соединен с входом амплитудного селектора 3, входом таймера

4 и входом компаратора 5. Выход селектора 3 соединен с входом блока 6 па. Мяти. Выход таймера 4 подключен к входам компараторов 7 — g, Выход блока

6 памяти соединен с входами блокон 10 !5

И 11 деления. Выход блока 11 деления соединен с входом компаратора 5. Выходы компараторов 7 — 9 подключены к входам блоков 12 и 13 коммутации, состоящих соответственно из трех ключей 20

1 4 — 16 и 17 - 19, к входам которых подключены задатчики опорных сигнлов

20 — 22 и 23 — 25. Выход компаратора

7 соединен с входами ключей 14 и 17, выход компаратора 8 подключен к вхо— дам ключей 14 и 15 и ключей 17 и 18, а выход компаратора 9 соединен с входами .ключей 15 и 16 и ключей,8 и 19.

ВЫходы ключей 14 — 16 соединены с входами блока 26 сложения, выход которо- 30 го соединен с входом блока 10 деления, выход которого соединен с блоком 27 умножения через блок 28 логарифмирования. Выходы ключей 17 — 19 блока 13 коммутации соединены с входами блока

29 сложения, выход которого подключен к входу блока 27 умножения, соединенного с блоком 30 сложения. Задатчик

31 опорного сигналя включен на вход блока 30 сложения, выход которо-о со 0 единен с счетчиком 32 через блок 33 антилогарифмирования, Вход счетчика соединен с входом блока 34 вычитания, входом блока 6 памяти, входом таймера

4 и входами ключей 16 и „9 блоков

12 и 13 коммутации. Задатчик 35 опорного сигнала соединен с входом блока

34 вычитания, выход которого подключен к регистратору 36.

Первичный преобразователь 1 " это устройство, преобразующее импульсы разрядного тока через защитный аппарат 2 в сигнал, удобный для последующей обработки, и может быть выполнен

55 по стандартной схеме, например „в виде высокочастотного трансформатора тока или безындукционного сопротивлення.

Амплитудный селектор 3 — это устройство для выделения максимального значения тока 1 от входного сигнаУ ла и может быть выполнен по стандартной схеме.

Блок 6 памяти — это стандартное устройство хранения-выборки информации, предназначен для запоминания псдводимого по первому входу значения максимального тока I от амплитудного селектора 3 и выдачи этого запомненного сигнала на блок 11 деления с постоянным делителем, равным 2, и на блок 10 деления для деления на выбранное значение базового тока

1 от блока 26 сложения. Сброс информации, записанной в блоке 6 памяти, осуществляется по сигналу, подводимому к второму входу от счетчика 32.

Таймер 4 — это стандартное устройство " счетчик времени и предназнач н для определения длительности импульса тока от I до 1 „ /2. Запуск таймера 4 осуществляется по сигналам, отличным от нуля, с выхода первичного преобразователя 1, а останов таймера 4, с определенной выдачей на его выходе подсчитанного времени ., осу1 ществляется отличным от нуля сигналом с выхода первого компаратора 5, при условии I (I /2, при этом величина

1 поступает с выхода первичного преобразователя 1, а величина I /2 поступает с выхода блока 11 деления. Таймер 4 может быть выполнен нз последо-, вательно соединенных ключа и интегра-, тора.

Кампараторы 7 — 9 предназначены для сравнения поступающего по их входам значения времени 2. с соответствующими уставками, равными О, 100 и

5(20 мкс соответственно.

Блоки 10 и 11 деления, сложения

26, 29 и 30 являются стандартными блоками и могут быть выполнены по известным схемам.

Задатчики 20 — 22 опорного сигнала предназначены для задания и ввода на входы блока 12 коммутации соответствующих значений базовых токов I 6, l

16,, 1Б, которые с выходов соответ У 9 ствующих ключей 14 — 16 поступают на входы блока 26 сложения.

Задатчики 23 — 25 опорного сигнала предназначены для задания и ввода через ключи 17 — 19 соответственно значений параметра у., а именно

1 У

1576958 т, т, соответствующих каналам контроля, определяемым величиной > При

1 этом на блок 29 сложения поступает величина > . с выхода одного из ключей ,/ 5

17, 18 или !9, соответствующая ь 1 выхода одного из ключей 14, 15 или 16.

Задатчики 31 и 35 предназначены для задания и ввода на блоки 30 и 34 соответственно постоянных значений, равных 1пп и R „„.„.

Все задатчики опорного сигнала являются стандартными блоками и могут быть выполнены, например, в виде потенциометрических делителей. 15

Блоки логарифмирования 28 и антилогарифмирования 33 являются стандартными блоками, они предназначены для выполнения математических операций, соответствующих их назв-ниям, 20 над входными сигналами. Блоки умножения 27 и вычитания 34 являются также стандартными и выполняются по известным схемам.

Счетчик 32 предназначен для подсче- 25 та суммы 2п; расхода ресурса пропускной способности и, при каждом еди— ничном срабатывании защитногс аппарата, является стандартным блоком и может быть выполнен на базе стандартно- 0 го электромеханического счетчика. Регистратор 36 представляет собой стандартный прибор для регистрации значений сигналов, поступающих на его вход, предназначен для регистрации величины остаточного ресурса К и „- 2п;, поступающей с выхода блока 34 вычитания, на один вход которого с выхода ;четчика 32 поступает накопленная величина суммы Уп, а «а второй — заданная задатчиком 35 величина ресурса

К„„.

Блок 12 коммутации — зто устройство, собранное на трех ключах 14 — 16 и предназначен для подключения соответствующего 2 канала к схеме определения величины расходования ресурса.

Коммутатор 12 работает следующим образом. На входы ключей 14 — 16 поступают управляющие сигнала на GTKpbtтие от соответствующих каналов измерения компараторсв 7 — 9. От задатчиКоВ 20 — 22 опорного сигнала на входы ключей 14 — 16 поступают заданные значения базовых токов - Б, I Б и

Б1 6

> ьз.

Сигналы на закрытие ключей 14 — 16 поступают на второй вход ключа 14 от компаратора 8, на второй вход ключа

i5 с выхода компаратора 9, на третий вход ключа 16 с выхода счетчика 32 таким образом,что на блок 26 сложения поступает только одно из значений базового тока I, от соответствующих

bi задатчиков опорного сигнала 20 — 22.

Ключи 17 — 19 работают синхронно с ключами 14 — 16, управляются теми же сигналами с комца 7 — 9 и счетчика 32 и осуществляют выбор только одного значения параметра у, от за1 датчиков 23 — 25 опорного сигнала, которое поступает на блок 29 сложения.

Все блоки математической обработки. за исклю 1ением блоков 26 и 29 сложения, снабжены ьа входе схемой. повышения достоверности и синхронизации работы (фиг. 2), включающей ксмпараторы 37 — 39: †;ля каждого входного сигнала Х,, Х,..., Х„„выходы которых подключены к логическому блоку И 40, выход которого соединен с управляющими входами клю тей 1 — 43, к другим (информационнич,1 входам которых подключены соответствующие входные сигналы Х „, Х,, X,, a вь :оды ключей

41 — 43 соедин=..ï. с GGGòâåIñтвующими входами блока 4 математической обрасотки.

На приведенной схеме фиг. 2, Х,, Х ....,Х „ — входные сигналы, подлежащие обработке в соответствующем блоке математической обработки,a Y — выходной сигнал этого математического блока. Применение этой GEIåwbt обусловлено и она работает таким образом, что выходной сигнал Y на выходе блока математической обработки появится только в том случае, если все входные сигнаJIbI Х, Х,..., Х „ATJ7H IEkbt ov нуля . В этом случае на выходах всех компараторов будут сигналы логической "1", на выходе блока И также будет сигнал логической 1", который открывает все ключи, позволяя прохождение сигналов

Х, Õ „ через соответствующие ключи на входы блока математической обработки. Количество и параллельных цепочек компаратор — ключ определяется количеством обрабатываемых математическим блоксм сигналов.

Использование этой входной схемы для каждого математического блока позволят не применять специального временного синхронизатора работы блоков устройства, и устраняет возможность получения недостоверной проме-. жуточной информации вида деления на

1576958

n, = n (-:- )у, I 111

0 I

"О", 1п "0" и т,д. Для блоков 26 и

29 необходимости в таких схемах нет, так как их функциональное назначение заключается в определении суммы трех сигналов, два из которых "0".

Сущность устройства регистрации расхода ресурса пропускной способности защитного аппарата заключается в том, что при попадании на вход устройства каждого импульса разрядного тока от сработавшего защитного аппа:рата осуществляется следующая после довательность операций.

Измеряют амплитуду (максимальное значение) тока I „ и длину волны (до полуспада)

В зависимости от значения ocy1 ществляют выбор и передачу величины амплитуды I „„в один из трех кана- 20 лов: канал I при Я < 100 мкс; канал II при 100 мкс < ь; «< 500 мкс; канал III npu i ) 500 мкс.

В каждом канале нагрузочные импуль,cb> тока сопоставляют с " à.ç îâûì током., 25 для чего необходимо произвести действие

3Î где и — число единиц, зафиксированных соответствующими счетчиками каналов регистратора при I = .i I — базовый ток.

Добавляют п к ранее имевшемуся

1 числу, При выборе базовых токов в каналах может быть принята следующая методика.

Для третьего канала удобно принять

Х < = I, п = 100. Тогда расчетному о ресурсу защитного аппарата будет соответствовать сумма n = и „ „ Т и „=

= п„ „- 1 Б . В этом канале " -=3 6.

Для второго канала исходя из соотношения ? E .1 = I urn" откуда п сп

= Х (--„-" — ), где С; — средBg 6a 1q, С нее значение ь ; во втором канале. В этом канале также можно принять n =

100. Значение )" = 2,8.

Для первого канала аналогично

1 С нее значение ; в первом канале. В этом канале также можно принять п 100. Значение у = 2,2.

Если сумма показаний всех трех счетчиков составит и = п „ „ 1 „ еди- ниц, то израсходован расчетный ресурс °

Например, для серийных нелинейных резисторов POHK диаметром 28 мм, из которых комплектуются нелинейные ограничители перенапряжений,I д«1 =

100 A, 2500 мкс n „«, 20.

Тогда расчетному располагаемому ресурсу защитного аппарата будет соответствовать величинan; =20 100-=2000. Принимают для третьего канала

ОЗ вЂ” I 100 А; для второго канала

Х b 100 (2500/300) " = 100 3,6

360 А, n, = 100; для первого канала

Iб., = 100 (2500/20)o s =100 ° 18

1800 A п = 100.

При таком подходе и п О = 100 можно зафиксировать токовые воздействия, составляющие не менее 1Е от воздействия током 100 А на волне 2,5 мс. Если сумма показаний всех трех счетчиков составляет 2000 единиц, то израсходован расчетный ресурс, В указанных расчетах величина I 1О, принята для одной колонки резисторов защитного аппарата, При п „ параллельных колонках резисторов располагаемый ресур К н" = R „ñ,õ „ n„rge

R „ „ — располагаемый ресурс одной колонки, Устройство, работает следующим образом.

Импульс тока I от сработавшего защитного аппарата 2 через первичный преобразователь 1 поступает на входы . амплитудного селектора 3, таймера 4 и компаратора 5. Таймер 4 начинает отсчет времени ;. В блоке 3 осуществляется определение максимума I ве-. личины тока I который через блок 6 ° памяти поступает на блоки 10 и 11 деления.

В блоке 11 деления определяется величина 1 /2, поступающая на компаратор 5, на выходе которо:."о появляется управляющий сигнал на останов таймера 4 при условии, когда значение

I с выхода первичного преобразователя i станет меньше величины Е /2. На выходе таймера 4 формируегся сигнал 0;,равный времени полуспада амплитуды импульса тока, который поступает на схему выбора канала измерения, состоящую из трех компараторов 7 — 9.

Компараторы 7 — 9 своими выходными сигналами в зависимости о.." того, ка- кой (или какие) иэ них сработал, осуществляют подключение через соответствующие каналы блока 12 коммутации (ключи 14 — 16) и ключи 1 .-- 19 за1576958

10 данных значений базовых токов Е 6

1 и параметра у., поступающих на входы соответствующих блоков 26 и 29 сложения, Выбранное значение базового тока с выхода блока 26 сложения пос6; тупает на второй вход блока 10 деления, на первый вход которого поступает величина I от блока 6 памяти.

Величина отношения Е /I < с вы1 хода блока 10 деления через блок 28

1 логарифмирования поступает на первый вход блока 27 умножения, на второй вход которого поступает с выхода бло- 15 ка 29 сложения базовое значение параметра у., соответствующее выбранному каналу измерения.

I м.

Величина у. ln -- - с выхода блоI 6, 20 ка 27 умножения поступает на первый вход блока 30 сложения, на второй вход которого поступает с выхода блока 31 заданное значение величины 1пп . о

Таким образом, на выходе блока 30 25 сложения получают величину

Еи;

1nn. = 1nn +y 1n

1 0 Д

6, которая поступает на вход блока 33 антилогарифмирования, на выходе которого получают величину расходования ресурса и; при данном i-м срабатывании защитного аппарата. Эта величина поступает на вход счетчика 32, где накапливается сумма расхода ресурса за предыдущие i срабатываний защитного аппарата.

Выходной сигнал счетчика 32 осуществляет приведение измерительной час- » ти схемы в исходное нулевое состояние, обнуляя таймер 4, блок 6 памяти и закрывая ключи 16 и 19 а также поступает на вход блока 34 вычитания, где вычитается от заданного задатчиком

22 Ресурса R ц „. Величина остаточного ресурса, равная R „ „- 2п, посту1 пает на регистратор 36, где фиксируется.

Преимуществами предлагаемого устройства в сравнении с известным, в качестве которого принят серийный рЕгистратор пропускной способности защитного аппарата в виде имитатора, являются отсутствие необходимости отключать защитный аппарат от сети, вскрывать устройство регистрации пропускной способности, что не требует трудовых затрат, воэможность оперативного автоматизированного контроля и повышение точности оценки расхода ресурса и остающегося ресурса пропускной способности. Своевременное извещение о необходимости принятия мер по замене защитного аппарата позволяет повысить безопасность и надежность защитного аппарата и защищаемой сети, .бесперебойность электроснабжения. фoрмулаиз обретения

Устройство для регистрации расхода ресурса пропускной способности защитного аппарата, содержащее первичный преобразователь, вход которого подклю-. чен к защитному аппарату, а выход которого соединен с входом амплитудного селектора, первый блок коммутации и счетчик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем оценки расхода ресурса пропускной способности аппарата при единичном срабатывании, оно снабжено вторым блоком коммутации, блоком памяти, таймером, четырьMR компараторами, двумя блоками деления, тремя блоками сложения, восемью задатчиками опорного сигнала, блоком вычитания, регистратором и блоком умножения, первый и второй блоки коммутации выполнены каждый в виде трех ключей, первый вход каждого из которых соединен с одним иэ шести указанных восьми эадатчиков опорного сигнала, выходы ключей первого блока коммутации подключены к входам первого блока сложения, а выходы ключей второго блока коммутации подключены к входам второго блока сложения, выход первичного преобразователя подключен также к первому входу таймера и первому входу первого ксмпаратора, выход ампа студного селектора подключен к первому входу блока памяти, выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков деления, выход первого блока деления подключен к второму входу первого компаратора, выход которого соединен с вторым входом таймера, выход которого подключен к входам второго, третьего и четвЕРтого компараторов, выход первого блока сложения подключен к второму входу второго блока деления, выход которого соединен через дополнительно введенный блок логарифмирования с пер-

157о 958

12 вым входом блока умножения, выход второго блока сложения подключен к второму входу блока умножения, выход которого соединен с первым входом третьего блока сложения, седьмой задатчик опорного сигнала подключен к второму входу третьего блока сложения, выход которого соединен с входом указанного счетчика через дополнительно введенный блок антилогарифмирования, выход счетчика подключен к первому вхо.ду блока вычитания, к третьему входу таймера и второму входу блока памяти, а восьмой задатчик. опорного сигнала соединен с вторым входом блока нычитания, выход которого подключен к регистратору, причем выход второго компаратора соединен с вторыми входами первых ключей первого и второго блоков коммутации, выход третьего компаратора соединен с третьими входами первых ключей и вторыми входами вторых ключей первого и второго блоков коммутации, выход четвертого компаратора соединен с третьими входами вторых ключей и нторыми вхоГ,ами третьих ключей первого и второго блоков коммутации, а выход счетчика подключен также к третьим входам третьих ключей первого и второго блоков коммутации.

1576958

Составитель В. Гомзин

Техред Л. Сердшкова Корректор М. Максимишинец

Редактор Е. Папп

Тираж 343

Подписное

Заказ 1850

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при rKHT CCcp

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101