Устройство для допускового контроля параметров релейных элементов переменного тока

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19 (И) 4 А ((д) С 05 В 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕ ГЕЛЬСТБ К

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfYHA (21) 3662147/24-24, (22) 09. 11. 83 (46) 07.04.85. Бюл. Ф 13 (72) В.А.Борисов, В.Г.Григорьев и B.Е.Поляков (71) Чувашский государственный университет нм. И.Н.Ульянова (53) 621.396(088, 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 399022, кл. Н 01 Н 49/00, 1972.

2. Болдырев В.Д. и др. Полуавтомат для контроля параметров реле.-"Обмен опытом в радиопромышленности", 1976, У 4, с. 47-48 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО

КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ РЕЛЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее блок управления, первым входом подключенный к шине Пуск", а первым и вторым выходами соединенный с первым и вторым управляющими входами генератора линейно изменяющегося напряжения, выходом подключенного к информационному входу первой группы ключей коммутатора, информационные выходы которой соединены с входами клеммного блока для подключения контролируемых релейных элементов, а выходы этого блока соединены с информационными входами второй группы ключей коммутатора, информационным выходом соединенной с первым входом блока оценки годности, первым и вторым выходами соединенного с вторым н третьим входами блока управления соответственно, третьим, четвертым и пятым выходами - с входами индикатора, причем пятый выход блока оценки годности подключен к управляющему входу коммутатора, вход установки в исходное положение которого соединен с шиной "Сброс", а второй вход блока оценки годности соединен с выходом первого блока сравнения, первым входом соединенногс с выходом источника опорного напряжения, а вторым входом — с первым входом второго блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей путем обеспечения контроля коэффициента возврата, в него введены блок выделения модуля, блок ® запоминания максимума, переключатель режимов и расширитель импульсов, входом соединенный с выходом второго блока сравнения, а выходом — с третьим входом блока оценки годности, блок выделения модуля входом соединен с выходом генератора линейно

l изменяющегося напряжения, а выходом— с первым входом второго блока сравнения, вторым входом, подключенного к, выходу переключателя режимов, первый вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй вход — с выходом блока запоминания максимума, первым и вторым управляющими входами подключенного соответственно к первому и второму выходам блока управления, вход установки в начальное положение которого соединен с виной "Сброс" и входом установки в начальное положение блока оценки годности.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения допускового контроля коэффициента возврата релейных элементов.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок управления, первым входом подключенный к шине "Пуск|1, а первым и вторым выходами соединенный с первым и вторым управляющими входами генератора выходом подключенного к информационному входу первой группы ключей коммутатора, информационные выходы которой соединены с входами клеммного блока для подключения контролируемых релейных элементов, а выходы этого блока соединены с информационными входами второй группы ключей коммутатора, информационным выходом соединенной с первым входом блока оценки годности, первым и вторым выходами соединенного с вторым и третьим входами блока управления соответственно, третьим, четвертым и пятым выходами — с входами индикатора, причем пятый выход блока оценки годности подключен к управляющему входу коммутатора, вход установки в исходное положение которого соединен с шиной "Сброс", а второй вход блока оценки годности соединен с выходом первого блока сравнения, первым входом соединенного с выходом источника опорного напряжения, а вторым входом - с первым входом второго блока сравнения, дополнительно введены блок выделения модуля, блок запоминания максимума, переключатель режимов и расширитель импульсов, входом соединенный с выходом второго блока сравнения, а выходом — с третьим входом блока оценки годности, блок выделения модуля входом соединен с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, а выходом— с первым входом второго блока сравнения, вторым входом подключенного ного значения напряжения на входе релейного элемента, при котором пройсходит его отпускание, к минимальному значению этого напряжения, при котором происходит срабатывание релейного элемента. Коэффициент возврата является важным параметром релейных элементов постоянного и переменного токов, применяемых в качестве пусковых органов устройств релейной защиты и автоматики энергосистем. к выходу переключателя режимов, первый вход которого соединен с выходом. источника опорного напряжения, а второй вход — с выходом блока запоминания максимума, первьм и вторым управляющими входами подключенного соответственно к первому и второму выходам блока управления, вход установки в начальное положение которого соединен с шиной "Сброс"

1 1149224 2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах допускового контроля параметров релейных элементов переменного тока, применяемых, например, в устройствах релейной защиты и автоматики энергосистем.

Известно устройство допускового контроля параметров релейных элементов, содержащее блок управления, 10 генератор линейно изменяющегося напряжения, пороговые элементы и узел ин- линейно изменяющегося напряжения, дикации

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является

15 устройство для допускового контроля параметров релейных элементов, содержащее блок управления, входом подключенный к шине "Пуск, а выходами соединенный с управляющими входами генератора. линейно изменяющегося напряжения, подключенного выходом к информационному входу коммутатора, соединенного с входами и выходами клеммного блока для подклю5 чения контролируемых релейных элементов, блок оценки годности, входами соединенный с информационным выходом коммутатора и с выходами схем сравнения, входы которых соединены с источниками опорного напряжения и с информационным входом коммутатора, причем выходы блока оценки годности соединены с входами блока управления и индикатора и с управляющим входом коммутатора, вход установки в исходное положение которого соединен с шиной "Сброс" (2).

Известные устройства предназначены для допускового контроля напряжений (токов) срабатывания и возврата релейных элементов постоянного тока и не .позволяют осуществлять допусковый контроль коэффициента возврата релейных элементов, Как известно, коэффициент возврата является параметром, 45 численно равным отношению максималь3 1149224 и входом установки в начальное положение блока оценки годности.

На фиг. 1 представлена блок-схема ,предлагаемого устройства; на фиг. 2— временные диаграммы работы устройства,>

Устройство содержит блок 1 управления, генератор 2 линейно изменяющегося напряжения переменного тока, коммутатор 3, клеммный блок 4 для подключения- контролируемых релейных 1О элементов, блок 5 оценки годности, индикатор 6, первый блок 7 сравнения, источник 8 опорного напряжения, . второй блок 9 сравнения, блок 10 выделения модуля, блок 11 запоминания максимума, переключатель 12 режимов работы и расширитель 13 импульсов.

Блок 1 управления состоит из

Р -триггера 14 фиксации команды

"Пуск" и логических элементов И 15 и 16. Первый вход блока 1 соединен с 5 -входом триггера 14, P-âõîä которого соединен с входом установки в начальное положение блока 1, второй д вход блока 1 соединен с вторым входом элемента 16, третий вход — с вторым входом элемента 15 а первый и второй выходы — e выходами элементов 15 и

16.

Генератор 2 линейно изменяющегося напряжения содержит интегратор, состоя"1ий из конденсатора 17, операцион-. ного усилителя 18, резисторов 19-22, реле 23 и 24, шины 25 источника питания, и управляемый источник сигнала переменного тока, состоящий из управляемого делителя напряжения, образо- 1 ванного последовательным соединением реэисторного оптрона 26 и резистора 27, 40 задающего генератора 28 переменного тока и усилителя 29 мощности. Первый и второй управляющие вхолы1 генератора 2 соединены с выводами обмоток реле 23 и 24, а его выход соединен 45 с выходом усилителя 29 мощности.

Коммутатор 3 состоит из счетчика

30 .импульсов, дешифратора 31, реле

32 и 33, индикатора 34 номера контролируемого релейного элемента и

R5-триггера 35. Информационный вход первой группы ключей коммутатора 3 соединен с общей точкой первых контактов реле 32 и 33, вторые выводы этих контактов соединены с информа- у ционными выходами первой группы ключей коммутатора 3. Информационные входы второй группы ключей коммута4 тора 3 соединены с выводами второй группы контатов реле 32 и 33, а информационньй выход — с общей точкой второй группы контактов реле 32 и 33.

Управляющий вход блока 3 соединен со счетным входом счетчика 30, а вход установки в начальное положение блока

3 — с установочным входом счетчика 30 и й-входом триггера 35.

В клеммный блок 4 устанавливаются контролируемые релейные элементы.

Входы блока 4 соединяются с входами контролируемых Релейных элементов, а выходы — с выходами этих элементов.

На фиг. 1 показан случай, когда релейные элементы выполнены в виде электромагнитных реле 36 и 37. В этом случае их входами являются выводы обмоток, а выходами - выводы их контактов °

Блок 5 оценки годности состоит из Ю -триггеров 38-41, логических элементов НЕ 42-44, логических элементов И 45-48, логического элемента

ИЛИ 49, элемента 50 временной задержки, согласующего элемента 51, содержащего логический элемент НЕ 42, резистор 52 и шину 53 источника питания. Первьй, второй и третий входы блока 5 соединены соответственно с входом элемента 42, первым входом элемента 45 и входом элемента 43. Вход установки в исходное положение блока 5 соединен с первым входом элемента 49. Первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока 5 соединены соответственно с выходами триггера 38, элемент 48, триггеров 39-41.

Блок 9 сравнения состоит из делителя 54 напряжения и компаратора 55. Первьй и второй входы блока 9 соединены соответственно с первым входом компаратора 55 и входом делителя 54, выход блока 9 соединен с выходом компаратора.

Блок 10 модуля содержит соединенные последовательно датчик 56 сигнала и двухполупериодньй прецизионный выпрямитель, состоящий из операционных усилителей 57 и 58, резисторов

59-62 и полупроводниковых диодов

63 и 64. Вход блока 10 соединен с входом датчика 56, а выход - с выходом операционного усилителя 57.

Блок 11 запоминания максимума состоит из операционных усилителей

65 и 66, накапливающего конденсатора

3 1149224

67, резисторов 68 и 69, полупроводникового диода 70 и реле 71 и 72.

Вход блока 11 соединен с входом операционного усилителя 65, а выход— с выходом операционного усилителя 66. 5

Первый и второй управляющие входы блока 11 соединены соответственно. выводами обмоток реле 71 и 72.

Устройство может работать в двух режимах. В первом режиме переключа- 10 тель 12 находится в положении, когда выход блока 11 запоминания соединя. ется с вторым входом второго блока 9 сравнения. Во втором режиме второй вход второго блока сравнения с f5 помощью этого переключателя соединяется с выходом источника 8 опорного напряжения. В первом режиме осуществляется допусковый контроль напряжения (тока) срабатывания и коэффици- 2О ента возврата релейных элементов, а во втором — допусковый контроль напряжений (токов) срабатывания и отпускания релейных элементов.

Работа устройства в первом из режимов поясняется с помощью временных диаграмм (фиг. 2),показанных для случая, когда контролируемый релейный элемент является годныи. Перед нача- О лом процесса контроля путем подачи команды на шину "Сброс" триггеры 14, 35, 38-41 и счетчик 30 импульсов, находящиеся в блоках 1, 3 и 5, устанавливаются в исходное состояние, сигнал U4q на выходе элемента 48 ра35 вен единице, сигналы U, 01 на выходах элементов 14 и 15 равны нулю, поэтому реле 23 и 24 в схеме генератора 2 линейно изменяющегося напряжеф) ния отпущены. Замыкающий контакт 24.1 . реле 24 разомкнут, а через размыкающий контакт 23.1 реле 23 конденсатор

17 заряжен до уровня напряжения на резисторе 21, поэтому напряжение UÄz на выходе операционного усилителя 18 равно начальному значению U . При этом амплитуда выходного напряжения

О на выходе генератора 2 равна caqeму начальному значению. Нулевые уровни напряжений J,, U поступают также на обмотки реле 71 и 72 блока 11, поэтому их размыкающие контакты 71.1 и 72.. 1 находятся в замкнутом состоянии что приводит к разряду конденФ

55 сатора 67 и установлению нулевого уровня выходного напряжения блока .11.

Сигнал U на выходе первого блока 7 сравнения равен нулю, а сигнал 04 на выходе второго блока сравнения равен единице. Реле 32 блока 3 коммутации срабатывает и через его первый контакт на обмотку первого контролируемого релейного элемента 36, находящегося в кпеимном блоке 4, подано выходное напряжение генератора 2, а выход этого релейного элемента через второй контакт реле 32 соединен с первым входом блока 5 оценки годности.

В момент времени t когда подается команда на шину "Пуск", триггер

14 блока 1 переходит в единичное

При sYDM сигнал g < принимает единичное значение и реле 23 срабатывает, его контакт 23.1 размыкается и напряжение на конденсаторе начинает увеличиваться за счет его заряда через резистор 19. Это приводит к увеличению амплитуды напряжения U> на выходе блока 2, продолжающего поступать на вход релейного элемента 36. Напряжение на выходе датчика 56 изменяется пропорционально напряжению U>. Сигнал Ц,на выходе блока 10 равен двухполупериодно-выпрямленному значению выходного сигнала датчика 56. Постоянное значение напряжения 08 на выходе блока 8 соответствует верхней границе поля допуска напряжения (тока) срабатывания контролируемых релейных элементов. Сигнал

U на выходе блока 11 нарастает сту11 пенчато в соответствии с ростом максимальных значений полуволн выходного сигнала блока 10. Сигнал U на выходе блока 7 остается равным нулю, пока выполняется условие 0„ (0 . Сигнал на выходе блока 9 принимает еди9 ничные значения в интервалах времени, когда U y 3U где aL — коэффициент передачи делителя 54 напряжения, величина которого устанавливается равной граничному значению поля допуска коэффициента возврата контролируемых релейных элементов.

Сигнал 01 на выходе расширителя 13 импульсов равен единичному значению, так как интервал времени между двумя соседними импульсами 0 ìåíüøå, чем время на которое расширяется импульс в блоке 13. Сигналы U4, О,, U>

U4, U4,, U 0 на выходах элементов

42, 38-41, 50 блока 5 так же, как и в момент времени 1,, остаются равными нулю, а сигнал 04 на выходе элемента 48 этого же блока остается равным единице.

7 1 149224

В момент времени 1 контролируемый репейный элемент 36 срабатывает и сигнал Ц на выходе элемента 42 принимает единичное значение, что приводит к появлению единичных значений U >, К, на выходах элементов

36 и 16 блоков 5 и 1, При этом срабатывает реле 24 в блоке 2 и реле 72 в блоке 11. На диаграмме (фиг. 2) сигнал 07 на выходе блока 7 остается равным нулю до конца цикла контроля, так как для годного по напряжению (току) срабатывания контролируемого реле соблюдается условие U c Ug в течение всего цикла контроля. При срабатывании реле 24 размывается его контакт 24.2 и замыкается контакт 24.1. С этого момента начинается разряд конденсатора 17 через резистор 20, и напряжения 0, Lf„

1о начинают уменьшаться. При срабатывании реле 72 его контакт 72.1 размыкается и напряжение на конденсаторе

67 остается равным значению (u „ )„ достигнутому в момент времени 1 .

Для поддержания напряжения конденсатора на этом уровне в течение требуемого времени с необходимой точностью операционный усилитель 66 должен обладать достаточно высоким уровнем входного сопротивления. Напряжение

Ц„„ на выходе блока 11 равно напряжению на конденсаторе 67. Напряжение на.втором входе компаратора 9 в раз меньше, чем напряжение (U )

В момент времени 1з происходит отпускание контролируемого релейного элемента 36 и сигнал 0 > принимает нулевое значение. При этом для релейного элемента, годного по величине 40 коэффициента возврата, максимальное значение напряжения U больше, чем напряжение U> поэтому сигнал U остается равным единичному значению.

В этом случае на выходе триггера 41 45 в момент времени 1 появляется единичный уровень сигнала U „. Это приводит к появлению сигналов нулеВОГО урОвня Uqg и 015, пОэтому: eve

23 и 71 отпадают и напряжения Ц, U о принимают начальные значения.. Одновременно сигнал 0,подается на вход счетчика 30 импульсов, на вход элемента 50 временной задержки появления сигнала и на табло 6 индикации. 55

Состояние счетчика 30 изменяется на соседнее и на втором выходе дешифратора 31 появляется единичный сигнал, г что приводит к подключению к выходу блока 2 второго контролируемого релейного элемента. На табло 6 индикации указывается успешное завершение цикла контроля первого релейного элемента 36.

В момент времени по истечении выдержки времени элемента 50, запускаемого в момент Ф1, на выходе этого элемента появляетСя единичный сигнал U-о, осуществляющий возврат триггеров 38 и 41 в исходное состоя- ние. С этого момента начинается цикл контроля второго контролируемого релейного элемента. Процесс контроля продолжается дальше до завершения проверки последнего релейного элемента 37. При этом триггер 35 устанавливается в единичное состояние и табло 6 указывает на завершение контроля всех релейных элементов.

Таким образом, в этом режиме контроля граничное значение напряжения (тока) отпускания контролируемого релейного элемента заранее не известно, а определяется в процессе контроля путем запоминания уровня напряжения на выходе блока 11, соответствующего напряжению (току) срабатывания этого релейного элемента, и деления этого напряжения с помощью делителя 54 напряжения.

При работе устройства во втором режиме, когда переключатель 12 соединяет второй вход блока 9 с выходом источника 8 опорного сигнала, временные диаграммы сигналов аналогичны рассмотренному случаю. Отличие заключается в том, что сигнал Ugy на выходе делителя 54 является постоянной во времени и заранее заданной величиной, соответствующей напряжению отпускания контролируемых релейных элементов. При этом U1> = 0 до момента, пока максимальное значение сигнала U„ не становится больше уровня сигнала 0 ..

В случае, если очередной контролируемый релейный элемент не является годным по напряжению (току) срабатывания или по коэффициенту возврата, в соответствующий момент времени происходит срабатывание триггера

39 или 40 и сигнал U принимает нулевое значение. При этом процесс контроля останавливается, а на табло 6 индикации указывается вид неисправности, Номер неисправного релейного

1149224 элемента определяется по показанию индикатора 34 в блоке 3. Для продолжения процесса контроля далее необходимо последовательно подать команды на шины "Сброс" и "Пуск".

По предложенной структуре устройство может быть выполнено также тогда, когда и верхние,и нижние границы полей допуска контроли-. руемых параметров являются конечными величинами. В этом случае устройство должно содержать по два блока сравнения параметров срабатывания и отпускания, два источника опорного напряжения, задающих верхние и нижние границы. поля допуска напряжения срабатывания, и два делителя напряжения внутри вторых блоков сравнения, задающих верхние и нижние границы поля допуска коэффициента возврата (напряжения отпускания) релейного элемента.

Предложенное устройство в отличие от известных обеспечивает автоматизацию процесса допускового контро1б ля коэффициента возврата н напряжений срабатывания и отпускания релейных элементов переменного тока, что поз воляет получить экономический эффект эа счет повышения производительности

15 и достоверности их контроля, напри° ° ер, в условиях их массового производства.

1149224

1149224

Тираж ВбЗ

Заказ 1881/33

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

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

Филиал ПЛП ™Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Состанитель 8. Григорьев

Редактор И. Николайчук Техред Л.Коцюбняк Корректор Е. Сирохман