Быстродействующее токовое реле
Патент 904036
Авторы
Быстродействующее токовое реле
Иллюстрации
Реферат
(ii) 904036
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскими
Социал истичесиик
Республик
Ф
/ ъ ,Г (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) заявлено 090480 (21) 2306537/24-07 (5I )M. Кл.
Н 01 Н 83/20
Н 02 Н 3/08
j,присоединением заявки №вЂ”
° У ,(23) П риоритет—
°
ГОсударстеениый камитет °
СССР
) по делам изобретений
4 и аткрытик
Опубликовано 0702.82. Бюллетень № 5
Дата опубликования описания 07.02.82 (53) УДК 621.316..9 25 (088 .8) (72) Авторы изобретения
В, И. Нагай и В. Г. Иуляк
Новочеркасский ордена Трудового Красног политехнический институт им. Серго Ордж (7l) Заявитель (54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЕ ТОКОВОЕ РЕЛЕ
Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к релейной защит те элементов электрических систем, и может быть использовано в качестве пусковых блоков устройств oneS режающего деления, Известно устройство для быстродействующих защит электрических уста. новок переменного тока, реагирующее на возрастание тока и содержащее функциональные и логические .элементы (1).
Однако это устройство обладает недостаточным быстродействием при опережающем делении энергосистем, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство, содержащее промежуточный трансформатор тока, фазоповоротные элементы, осуществляющие сдвиг по фазе на угол, близкий к 90о, два квадратора, сумматор, пороговый элемент (компаратор), логический элемент И с двумя входами, исполнительный элемент, формироват ли прямоугольных импульсов и схему блокировки, выдающий сигнал разрешения срабатывания исполнительного элемента лишь в момент совпадения знаков тока и его первой производной °
Блокировка от неправильных срабатываний B устройстве при насыщении трансформатора тока осуществляется элементом совпадения, на выходе которого в моменты насыщения трансформатора тока отсутствует сигнал, разрешающий работу исполнительного элемента (2 ), Однако такой способ отстройки приводит к тому, что исполнительный элемент оказывается заблокированным не. только при насыщении трансформатора тока, но и в режимах без насыщения, в моменты несовпадения по знаку тока и его первой производной.
Это приводит к тому, что при наличии выдержки на срабатывание исполнительного элемента, являющейся обя
904036 зательной по условию отстройки от кратковременных выбросов первой и второй производной тока, в некоторых случаях (замыкание с малыми постояннь>м. времени после прохождения тока через максимум, а также с ненулевыми на альными условиями) время срабатыь=.,>ия устройства возрастает, Причиной
> вляется несрабатывание исполнителького элемента в первые моменты из-за задержки и блокировки его за счет несовпадения тока и его производной на
;>испадающем участке кривой тока, B случае отсутствия задержки на срабатывание исполнительного органа l5 оно бы ложно работало при набросах нагрузки и с малыми постоянными времени.
l(poMe того, описанный выше способ блокировки приводит к появлению дли- gp тельных пауз в сигнале исполнительного органа даже без насыщения трансформатора тока, что является нежелательным при необходимости стыковки устройства с другими измерительными 25 органами.
Цель изобретения — повышение быстродействия.
Поставленная цель достигается тем, что в быстродействующее токовое 5р реле, содержащее трансформатор тока, к выходу которого подключены последовательно соединенные первый и второй фазоповоротные элементы, первый квадратор, первый вход сумматора, компа- З5 ратор, первый вход первого элемента
И и исполнительный элемент, к входу первого фазоповоротного элемента подключены последовательно соединен-ные первый формирователь прямоугольных импульсов и первый вход второго элемента И, второй вход которого соединен через второй формирователь прямоугольных импульсов с выходом первого фазоповоротного элемента, к которому также подключен вход вто1 рого квадратора, выход последнего соединен с вторым входом указанного смматора, дополнительно введены третий формирователь прямоугольных импульсов, инвертор, элемент задержки, 511 элемент ИЛИ и трехвходной элемент И, первый вход которого подключен к выходу второго формирователя прямоуголь ных импульсов, второй вход через инвертор - к выходу первого формироS» вателя прямоугольных импульсов, третий вход через третий формирователь прямоугольных импульсов - к выходу второго фазоповоротного элемента, выход через элемент задер>;<ки — к первому входу элемента ИЛИ, второй вход последнего соединен с выходом второго элемента И, выход эле>лента
ИЛИ подключен к второму входу первого элеминта И.
На фиг. 1 представлена функциональная блок-схема быстродействую— щего токового реле; на фиг. 2 и 3 — осциллограммы, поясняющие работу отдельных узлов и устройства в целом в переходном режиме при насыщении трансформатора тока и без него соответственно. (Номера кривых на осциллограмме соответствуют номерам выходных сигналов элементов схемы), Быстродейству>ощее токовое реле содержит трансформатор 1 тока, к выходу которого подсоединены последовательно соединенные первый и второй фазоповоротные элементы 2 и 3, первый квадратор 4, первый вход сумматора 5, к второму входу которого подключен второй квадратор 6, вход, последнего подключен к выходу первого фазоповоротного элемента 2, К выходу сумматора 5 подключены последовательно соединенные компаратор 7, первый вход первого элемента И 8, исполнительный элемент 9 .
Выходы датчика 1 тока, первого фазоповоротного элемента 2 и второго фазоповоротного элемента 3 соединены соответственно с входами первого, второго и третьего формирователей
10 - 12 прямоугольных импульсов, Выход первого формирователя 10 прямоугольных импульсов соединен с первым входом второго элемента И 13 и через инвертор 14 с вторым входом трехвходового элемента И 15, выход второго формирователя 11 прямоугольных импульсов соединен с втбрым входом второго элемента И 13 и с первым входом трехвходового элемента И 15, выход третьего формирователя 12 прямоугольных импульсов подключен к третьему входу трехвходового элемента И 15, выход которого через элемент 16 задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ 17, а его второй вход соединен с выходом второго элемента И 13. Выход элемента
ИЛИ 17 соединен с вторы>л входом первого элемента И 8.
Реле работает следующим образом.
Входной сигнал с выхода трансформатора 1 тока поступает на фазопово904036
Формула изобретения ротнь«й элемент 2, соединенный последовательно с таким же элементом ка>«<дый из которых осуществляет опережающий сдвиг фазы на угол, близкий к 1 /2 . 5
Сигналы с выходов элементов 3 и
2 поступают соответственно на входы квадраторов 4 и 6, Входы сумматора 5 подключены к выходам квадраторов 4 и 6, а выход к компаратору 7. Если амплитуда контполируемого сигнала меньше установки, на выходе компаратора 7 сигнал соответствует логическому нулю, а при повышении - логической единице. При превышении срабатывания компаратора, 7 появляется сигнал, равный единице, на первом входе первого элемента И 8.
Возникновение сигнала, равного единице, на второ«л входе первого we-20 мента И 8 определяется формой кривой тока, т.е. зависит от того, насыщается ли трансформатор 1 тока или нет.
Дпя ненасыщенного трансформатора 1 тока сигнал на выходе элемента ИЛИ 25
17, равный единице, появляется как в моменты совпадения знаков тока и его первой производной (на выходе первого фазоповоротного элемента 2), так и в моменты, когда знаки тока и его 30. первой производной не совпадают, но при этом совпадают знаки инвертирован ного тока и его второй производной (на выходе второго фазоповоротного элемента 3), за счет появления сигна- з ла, равного единице, на выходе трехвходового элемента И 15 (фиг. 2). формирование сигнала блокировки в данном устройстве позволяет уменьшить время срабатывания в тех случаях, 40 когда исполнительный элемент 9 в пере ходном режиме будет блокирован из-за несоответствия знаков тока и его производной.
В моменты насыщения трансформатора
1 тока сигнал на выходе элемента ИЛИ
17 равен нулю, так как равны нулю сигналы на выходе второго элемента И 13, вследствие несовпадения знаков тока. и его первой производной и трехвходового элемента 15, вследствие несовпадения знаков инвертированного тока и его второй .производной. Так как на переходном участке между ре><имом насыщения и ре><имом работы трансформатора 1 тока идеальной трансформацией возможно совпадение по знаку инвертированного тока и его второй производ1 ной в течение некоторого промежутка
I времени (фиг. 3), на выходе"трехвходового элемента 15 необходима задержка порядка 0,001 - 0,0015 с, осуществляемая элементом 16 задержки, Данное быст.родействующее токовое реле позволяет увеличить скорость отключения токов короткого замыкания, Быстродействующее токовое реле, содержащее трансформатор тока, к вь<ходу которого подключены последовательно соединенные первый и второй фазоповоротные элементы, первый квадратор, первый вход сумматора, компаратор, первый вход первого элемента H и исполнительный элемент, к входу первого фазоповоротного элемента подключены последовательно соединенные первый формирователь прямоугольных импульсов и первый вход второго элемента И, второй вход которого соединен через второй формирователь прямоугольных и«лпульсов с выходом первого фазоповоротного элемента, к которому также подключен вход второго квадратора, выход последнего соединен с вторым входом указанного сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены третий формирователь прямоугольных импульсов, инвертор, элемент задержки, элемент ИЛИ и трехвходной элемент И, первый вход которого подключен к выходу второго формирователя прямоугольных импульсов, второй вход через инвертор - к выходу первого формирователя прямоугольных импульсов, третий вход через третий формирователь прямоугольных импульсов к выходу второго фазоповоротного элемента, выход через элемент задержкик первому входу элемента ИЛИ, второй вход последнего соединен с выходом второго элемента И, выход элемента
ИЛИ подключен к второму входу первого элемента И.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
V 223661, кл. H 01 Н 83/22, 1965.
2. Авторское свидетельство СССР
M 693501, кл. H 02 H 3/08, 1977, 904036
Составитель Г. Семенов
Редактор А. Мотыль Техред M. Тепер Корректор С. Щомак
Заказ 138 ЗД Тираж 757 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4
904036
Составитель Г, Семенов
Редактор А. Мотыль Техред М. Тепер Корректор С. Щомак
Заказ 138 ЗД
Тираж 757 Подписное
ВНИ11ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 5-35, Раушская наб., д. 4/5
Оилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4