Устройство для максимальной токовой защиты с линейной время- токовой характеристикой срабатывания

Устройство для максимальной токовой защиты с линейной время- токовой характеристикой срабатывания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскии

Социалистическик

Республик ф % г

" Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{б!) Дополнительное к авт. свид-ву Р 907661 (22) 3аявлено 01.06 ° 81 (21) 3297181/24-07 t$1)h4.Kll.3 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет

Н 02 Н 3/08

Н 02 Н 5/04

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 150183. Бюллетень Йо 2

Дата опубликования описания 15.01.83 (Щ УДК б 21 . 31 б, . 925 (088. 8) B. В. Крочакевич, И. И. Леоно,и А.-С-. С. Саух (72) Авторы изобретения

t

7 . Ъ с <

Рижский ордена Трудового Крабного Знамейи политехнический институт и Всесоюзный научно- исследовательсКий институт электромашинострстения (71)Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ВЩИТЫ

С ЛИНЕЙНОЙ ВРЕМЯ-ТОКОВОЙ XAPAKTEPHCTHKOA

CPABATblBAHHSi

Изобретение относится к электротехнике, а именно к,устройствам ре- лейной защиты, которые контролируют ток защищаемого объекта, моделируют процессы его нагрева и охлаждения и воздействуют на отключение с выдержкой времени, зависящей от интенсивности процесса нагрева при перегрузке защищаемого объекта или в аварийном режиме.

По основному авт. св. 9 907661 известно устройство для максимальной токовой защиты с линейной время-токовой характеристикой срабатывания, содержащее последовательно включенные преобразователь тока в напряжение и пусковой орган, генератор импульсов стабильной частоты, счетчик импульсов с поразрядно подключенным к его разрядным выходам цифро-аналоговым преобразователем, орган сравнения напряжений, подключенный первым входом к выходу цифро-аналогового преобразователя, последовательно соединенные регистр памяти и программируемый делитель частоты, последовательно со.единенные интегрирующий счетчик импульсов и исполнительный орган, коммутатор, первый коммутирующий вход последнего непосредственно, а второйчерез программируемый делитель частоты подключен к выходу генератора импульсов стабильной частоты, управляющий вход коммутатора и управляющий вход регистра памяти подключены к выходу органа сравнения напряжений, выход пускового органа подключен к старт-стопному входу генератора импульсов и к установочным входам счетчика импульсов и интегрирующего счет" чика импульсов, выход преобразователя тока в напряжение подключен ко второму входу органа сравнения напряжений, выход коммутатора присоединен к тактовому входу счетчика импульсов, выход счетчика импульсов присоединен к суммирующему входу интегрирующего счетчика импульсов (1) .

В устройстве процесс заполнения импульсами интегрирующего счетчика импульсов моделирует нагрев защищаемого объекта током 1. При этом за любое время t t (1) с момента включения пускового органа количество записанных в интегрирующий счетчик импульсов пропорционально колкчеству тепла, выделенного эа это же время в защищаемом объекте без учета охлаждения.. 989б48

Отсутствие учета охлаждения снижает точность контроля нагрева защищаеМого объекта. Такое устройство не может быть использовано в качестве защиты электроустановки, для которой возможны режимы циклических кратковременных перегрузок. Действительно, если при кратковременной перегрузке ° интегрирующий счетчик импульсов не успевает заполниться до полного объ ема и отключение не происходит, то 10 при выходе из режима перегрузки пусковой орган, выключаясь, устанавливает интегрирующий счетчик импульсов в ноль. При этом теряется информация о нагреве защищаемого объекта, и при 15 следующем цикле перегрузки устройство моделирует нагрев начиная с нуля, т.е. без учета предыдущего режима. Учет предыдущего нагрева при неопределенной паузе между циклами перегрузки возможно осуществлять только моделируя охлаждение защищаемого объекта.

Целью изобретения является увеличение точности контроля теплового режима путем моделирования процесса охлаждения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для максимальной токовой защиты c,ëèíåéíîé время-токовой характеристикой срабатывания дополнительно введены последовательно соединенные и ключевой элемент, таймер, второй регистр памяти и делитель частоты с переменным коэффициентом деления, управляющие входы последнего поразрядно связаны через втоЗ5 рой регистр памяти с разрядными выходами интегрирующего счетчика им-. пульсов,-выполненного реверсивным, вычитающий вход которого через ключе-. вой элемент подключен к выходу дели- 40 теля частоты с переменным коэффициентом деления, вход последнего и вход таймера подключены к выходу генератора импульсов стабильной частоты, выход таймера подключен к управляющим вхо- 45 дам ключевого элемента и второго регистра памяти.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит преобразова- 5О тель 1 тока в напряжение, пусковой орган 2, генератор 3 импульсов стабильной частоты, счетчик импульсов 4, коммутатор 5, цифро-аналоговый преобразователь б, орган сравнения напф4- 55 жений 7, программируемый делитель частоты 8, первый регистр памяти 9, интегрирующий (реверсивный) счетчик импульсов 10, исполнительный орган

11, таймер.12, второй регистр памяти 6О

13, ключевой элемент 14, делитель 15 частоты с переменным коэффициентом деления.

Устройство рабстает следующим образом. 65

Преобразователь 1 тока в напряжение формирует нз контролируемого тока

Ig однополярное сглаженное напряжение, которое подводится. к входу пускового органа 2 и к одному из входов органа сравнения напряжений 7. В пусковом органе 2 это напряжение сравнивается по величине с напряжением U„ уставки срабатывания указанного органа, при срабатывании которого включается генератор 3 импульсов стабильной частоты, и с установочного входа счетчика 4 импульсов снимается сигнал сброса в ноль. При этом счетчик тактируется импульсами с периодом То .

Сигнал с выхода генератора 3 импульсов стабильной частоты поступает на вход коммутатора 5, программируемого делителя частоты 8, таймера 12 и делителя частоты 15 с йеременным коэффициентом деления. На другой вход программируемого делителя частоты 8 через первый регистр памяти 9 приходит сигнал с выходов счетчика 4, импульсов, сигналы с выходов которого через цифроаналоговый преобразователь также поступают на вход органа сравнения напряжений 7. При срабатывании последнего сигнал с его выхода поступает на управляющие входы коммутатора 5 и первого регистра памяти 9. Первый регистр памяти 9 сохраняет с этого момента код числа импульсов, поступивших на счетчик 4 импульсов. При этом коммутатор 5 переключается а счетчик 4 импульсов тактируется импульсами с новым периодом ко и при заполнении импульсами до своего полного объема формирует сигнал на своем выходе, поступающий на суммирующий вход интегрирующего счетчика 10.

Количество импульсов, суммированных счетчиком 10 за время (1), пропорционально количеству тепла, выделенного за это время в защищаемом объекте при его нагреве током J . .Моделирова- ние процесса охлаждения производится периодическим уменьшением содержимого интегрирующего счетчика импульсов

10 по экспоненциальному закону. Поскольку значение экспоненциально убывающей функции на любом участке своего изменения становится в е(константа е 4 2,72) раз меньше своего началь ного значения за время . (К вЂ” постоянная времени), то периодическое уменьшение содержимого интегрирующего счетчика импульсов 10 в Е ра= через равные промежутки времени Т определяет экспоненциальный характер этого процесса при выполнении условия

Е=е—

Т (2)

Таймер 12 через равные промежутки времени Т периодически включает второй регистр памяти 13 и открывает ключевой элемент 14 на время g«Tq .

989648

Я1д аТо

Таким образом, с выключением таймера, 12 в интегрирующем счетчике импульсов 10 остается записанное новое число S импульсов

Формула изобретения

Устройство для максимальной токовой защиты с линейной время-токовой характеристикой срабатывания по авт. св ° P 907661, о т л и ч а ю.щ е е с я (тем, что, с целью увеличения точности контроля теплового режима путем моде- лирования процесса охлаждениями B устройство дополнительно введены после-, довательно соединенные таймер и ключевой элемент, второй регистр памяти и делитель частоты с переменным коэффициентом деления, управляющие входы последнего поразрядно связаны через второй регистр памяти с разрядными выходами интегрирующего счетчика импульсов, выполненного реверсивным, вычитающий вход которого через ключевой элемент подключен к выходу делите ° ля частоты с переменным коэффициентом деления, вход последнего и вход таймера подключены к выходу генератора импульсов стабильной частоты, выходтаймера подключен к управляющим входам ключевого элемента и второго регистра памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Yi. 907661, кл. Н 02 Н 3/08, 1980. м 4

S = S - S (4)

Далее интегрирующий счетчик импульсов. 10 продолжает интегрировать импульсы, поступающие на его суммирующий вход, начиная уже с числа S с последующим периодическим уме). ьшением результата интегрирования bio (3) и (4) для каждого нового числа записанных в счетчик импульсов 10 °

Поскольку относительное периодическое уменьшение е = результата интегри- 50

S с рования есть величина постоянная с а Тф учетом Е = — (5 ), то этот процесс

<е 55 моделирует экспоненциально убывающую функцию. Величина коэффициента а или длительность интервала te определяется по (2) и (5) конкретнтъ значением постоянной времени охлаждения 60 защищаемого объекта. Суммирование импульсов интегрирующим счетчиком .импульсов 10 моделирует процесс нагрева, а вычитание импульсов моделиЧерез ключевой элемент 14 выход дели- рует процесс охлаждения. Задаваемая теля 15 частоты с переменным коэффи- таймером 12 периодичность повторения циентом деления оказывается присоеди- циклов вычитания придает моделированенным на это время к вычитающему нию непрерывный характер, а при одвходу интегрирущщего счетчиков импуль- новременном моделировании нагрева сов 10. Если к моменту очередного

5 и охлаждения продолжительность интервключения таймера 12 интегрирующий вала tg задается меньше минимальной„ начетчик импульсов 10 заполняется 6 - длительности периода .следования имимпульсами, то число ъ в виде двоич- пульсов суммирования. ного кода фиксируется на управляющих, Интегрирующий счетчик импульсов 10 входах делителя 15 частоты с . перемен- >0 заполняется импульсами, моделируя ным .коэффициентом деления вторым Ре- процессы нагрева и охлаждения защищагистром памяти 13. делитель 15 часто емого объекта, при.любой нагрузке ты с переменньм коэффициентом деле- последнего, в том числе при нагрузке ния осуществляет деление частоты им меньше номинальной. При работе защипульсов, поступающих на его тактовый 5 щаемого объекта с нагрузкой меньшей вход с выхода генератора 3 импульсов или равной номинальной он не перегрестабильной частоты с периодом То и вается и устройство защиты не действу-; выдает через открытый в интервале ет на отключение, поскольку интегри.ключевой элемент 14 на вычитающий рунищий счетчик импульсов 10 не запол вход интегрирующего счетчика импуль- 20 няется до конца, а его содержимое сов 10 непрерывный импульсный сигнал стабилизируется по мере интегриговас период следования Т„ аТо, где а — ниЯ вблизи некотоРого объема $ с $, когда количество импульсов, суммиро- ициент пропорциональности. По коэффициент пропорционально т . ванных в очередном цикле модели ваключевой эле25 ния нагрева, становится равным колимент закрываетсяу а количество r мент 14 закрывается а коли е честву импульсов, в чтенн в смежном вычтенных из содержимого цикле моделирования процесса охлаждеинтегрирующего счетчика импульсов 10, t ния., оказывается равным —, т. е. в

Предложенное устройство позволяет

T. 30 увеличить точность контроля теплового режима путем моделирования процесса охлаждения.

989648

Составитель Л. Воронаева

Редактор Л, Веселовская Техред Т.Иаточка Корректор А. Ференц

Закаэ 11142/73 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПЛП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4