Устройство для сравнения фаз двух электрических величин

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ФАЗ ДВУХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, содержащее вторичные измерительные преобразователи тока и напряжения, выход каждого из которых через соот ветствующий формирователь импульсов выполненный с порогом переключения подключен к одному из входов элемен та совпадения знаков сравниваемых величин, выход которого подключен к одному из входов интегратора, на выходе которого.включены последовательно соединенные пороговый элемент и выходной орган, отличающееся тем, что, с целыо повышения чувствительности и быстродействия при малых кратностях входных сигналов, в него дополнительно введены два элемента несовпадения знаков сравниваемых величин и расширитель импульсов, при этом выходы формирователей импульсов подключены к входам одного из элементов несовпадения знаков сравниваемых величин, выход которого подключен к другому входу интегратора и к одному из входов второго-элемента несовпадения знаков сравниваемых величин, к другому входу которого подключен выход элемента совпадения знаков сравниваемых величин, а выход второго элемента несоввадения знаков сравниваемых величин подключен к третьему входу интегратора непосредственно и к его четвертому входу - через расширитель импульсов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦ) 1АЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН (19) (1)) 4(s1) H 02 Н 3/38

4 77

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЯТЕНИЙ И ОТНРЫТИй (21) 3544364/24-07 (22) 25.01.83 (46) 15.04.85. Бюл. М - 14 (72) В.И. Нагай, В.Г. Пуляк и А.И. Галкин (71) Новочеркасский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (53) 621. 316. 925(088. 8) (56) 1. Фабрикант В.Л. Основы теории построения измерительных органов релейной защиты. "Высшая школа", 1968, с. 110-114. . 2. Ванин В.К., Павлов Г.И. Релейная защита на элементах аналоговой вычислительной техники. Энергоатомиздат, 1983, с. 134, рис. 3-12. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ

ФАЗ ДВУХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, содержащее вторичные измерительные преобразователи тока и напряжения, выход каждого из которых через соответствующий формирователь импульсов, выполненный с порогом переключения, подключен к одному.из входов элемента совпадения знаков сравниваемых величин, выход которого подключен к одному из входов интегратора, на выходе которого .включены последовательно соединенные пороговый элемент и выходной орган, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и быстродействия при малых кратностях входных сигналов, в него дополнительно введены два элемента несовпадения знаков сравниваемых величин и расширитель импульсов, при этом выходы формирователей импульсов подключены к входам одного из элементов несовпадения знаков сравниваемых величин, выход которого подключен к другому входу интегратора и к одному из входов второго -элемента несовпадения знаков сравниваемых величин, к другому входу которого подключен выход элемента совпадения знаков сравниваемых величин, а выход второго элемента несовнадения знаков сравниваемых величин подключен к третьему входу интегратора непосредственно и к его четвертому входу — через расширитель импульсов.; та совпадения знаков сравниваем„.. величин, выход которого подключен к одному из входов интегратора, на выходе которого включены последовательно соединенные пороговый элемент и выходной орган„ дополнительно введены два элемента несовпадения знаков сравниваемых величин и расширитель импупьсов, при этом выходы формирователей импульсов подключены к входам одного из элементов несовпадения знаков сравниваемых величин, выход которого подключен к другому входу интегратора и к одному из входов второго элемента несовпадения знаков сравниваемых величин, к другому входу которого подключен выход элемента совпадения знаков сравниваемых величин, а выход второго элемента несовпадения знаков сравниваемых величин подключен к третьему входу интегратора непосредственно и к его четвертому входу — через расширитель импульсов.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 — угловые характеристики устройства (кривые А, В).

Устройство содержит вторичные измерительные преобразователи тока и напр .æåíèÿ 2, выходы которых через соот. ."..ствующие формирователи импульсоь 3 и 4 подключены ко входам элемента совпадения знаков сравниваемых величин 5 и элемента несовпадения знаков сравниваемых величин б

Э другой элемент несовпадения знаков сравниваемых величин 7, подключенный входами к выходам элементов 5 и б, подключенных также к соответствующим входам интегратора 8, расширитель импульсов 9, подключенный входом к выходу элемента 7, а выходом к третьему входу интегратора 8, на .выходе которого включены пороговый элемент

10 и выходной орган 11.

Устройство. работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда отсутствуют входные сигналы или они меньше пороговых значений формирователей прямоугольных импульсов 3 и 4, на выходе элемента совпадения 5 сформировано выходное напряжение (-UgblL) именуемое в дальнейшем Минус, а на выходе элемента совпадения 6 — напряжение (+У ц), 1 1150б95 изобретение относится к эпектронике, а именно к релейной защите и автоматике энергетических систем, и может быть использовано для построения реле направления мощности, реле сопротивления и других устройств, использующих фазосравнивающие элементы, Известны .устроства сравнения фаз, основанные на принципе сравне- 10 ния времени совпадения с заданным и времени совпадения с временем несовпадения. Устройства, сравнивающие время совпадения с заданным имеют. достаточное быстродействие, чувстви, пьность, но низкую помехоустойчи сть, поэтому требуют применения

-;.=стотно-избирательных фильтров, их характеристики зависят от частоты ети. Устройства второй группы имеют 2g

=ысокую помехоустойчивость, и их уг ловая зона практически не зависит от частоты сети (11 .

Однако такие устройства требуют дополнительно пусковой орган, .что 25 усложняет схему устройства. наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для сравнения фаз электрических вели- 30 чин, содержащее формирователи импульсов иэ тока и напряжения, элемент совпадения знаков сравниваемых величин, интегратор, пороговый элемент и выходной орган $2) .

Недостаток данного устройства заключается в сужении зоны действия и увеличении времени срабатывания при малых кратностях входного сигнала, вследствие чего происходит его загрубление при близких к шинам трехфаэных КЗ, когда точка на угловой характеристике смещается относительно угла максимальной чувствительности к границе срабатывания. (ель изобретения — повышение чувствительности и быстродействия устройства при малых кратностях входных сигналов.

Поставленная цель достигается 50 тем, что в устрдйство для сравнения фаз двух электрических величин, содержащее вторичные измерительные преобразователи тока и напряжения, выход каждого иэ которых через соот- M ветствующий формирователь импульсов, выполненный с порогом переключения подключен к одному из входов элеменпоследнии срабатывает и приводит к срабатыванию элемента 11. Ширина зоны действия в, этом случае предполагаетсл равной 180 (sa счет равенства постоянных времени заряда от элементов 5 и 6)..

В том случа@, когда длительность сигналов формирователей 3 и 4 меньше длительности полупериода частоты их входного сигнала (при небольшой кратности), конденсатор интегратора

8 производит также дополнительно интегрирование отрицательного сигнала с выхода элемента 7, длительность существования которого не совпадает ни с импульсами совпадения, ни с импульсами несовпадения. Наличие дополнительного канала интегрирования в момент пауз позволяет регулировать ширину зоны действия при малых кратностях входных сигналов в зависимости от значения коэффициента преобразования времени пауз, в напряжение.

Вследствие чего ширина зоны действия о меньше 180, но больше чем в прототипе при той же краткости входных сигналов, Предположим„ что цри рассмотрении работы интегратора 8 сигнал на выходе расширителя имцульсов 9 положителен. Это следует иэ, нринципа действия расширителя, Нри появлении положительных сигналов на выходе элемента 7 расширитель 9 осуществляет их расширение да длительности, несколько превышающей длительность полуволдет положительным и постоянньни до тех пор, пока будут возникать периодические сигналы "Ппюс" на выходе элемента 7. После ликвидации повреждения сигнал на входе элемента 9 становится отрицательным, напряжение на его выходе также станет отрицательным спустя заданное время, и тогда произойдет быстрый возврат конденсатора интегратора в исходное состояние

"Иинус".

Таким образом, данное устройство при малых кратностях входного сигкала обеспечивает малое время возврата в исходное состояние, а также малое время срабатывания. Это повышает быстроту срабатывания устройств релейной защиты, выполненных с использованием данного предложения,и надежность работы энергосистемы в целом.

Э 1150695 4

ФФ tI именуемое в дальнейшем Плюс, в ре" зультате чего на выходе элемента несовпадения 7, а также на интеграторе 8 имеется сигнал "Минус". Расширитель импульсов 9 настраивается таким образом, что при постоянном отрицательном сигнале на входе напряжение на его выходе отрицательно. Пороговый элемент 10, настроенный на положительное напряжение срабатыва- 10 ния, находится в несработаннам состоянии и сигнал на выходе элемента

11 равен нулю. Работа устройства при ненулевых входных сигналах поясняется временными диаграммами, при-15 веденными на фиг. 2 (ц — для угла б между входными сигналами менее 90 о

S — для угла более 90

При подаче на входы формирователей 3 и 4 напряжений, превышающих уровень формирования, на их выходах появляются практически прямоугольные разнополярные сигналы. В результате этого на выходе элемента совпадения 5 возникают импульсы положитель- 25 ной полярности (в течение длительностей совпадения г ..., t<...t ) „ а на выходе элемента несовпадения

6 — импульсы отрицательной полярности (в течение длительностей несов: — 30 г. ...t> 1 ...t6) Так как на входы элемента несовпадения 7 в течение промежутков времени t ...В „

1 4 ° 5 6 8 сигналы одного знака, то в указанные моменты сигнал на его выходе ста= . ны входных сигналов, вследствие чего новится положительным, а отрицательнапряжение на выходе элемента 9 буным он остается лишь в те моменты времени, когда на каком-либо из выходов формирователей 3, 4 отсутствует напряжение.

Если длительность формирования сигналов формирователями 3 и 4 практически равна длительности полупериода частоты сигнала, то на выходе 45 элемента 7 напряжение практически постоянно и положительно. В этом случае конденсатор интегратора 8 производит интегрирование положительных импульсов совпадения (от элецеи-- 56 та 5) и отрицательных. импульсов на совпадения (от элемента 6). При угле между входными сигналами реобразовао телей 1 и 2 менее 90 напряжение на конденсаторе интегратора 8 переходит 55 от отрицательных значений к положительньм, достигает напряжение срабатывания порогового элемента 1О, 1150695

V>

02 +0nr

-0nt

0ср

-esp

Hip

Ри8.2

Составитель Т. Щеголькова

Редактор И. Товтин Техред А.Бабинец Корректор M. Самборская, .Закаэ 2156/41 Тирах 620 . ° Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

333035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уигьрод, ул. Проектная, 4