Устройство для определения короткого замыкания в линии электропередачи

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использовано в системах автоматического контроля. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство содержит трансформатор 2 тока, генератор 3, частотшлй модулятор 4, смеситель 5, элемент 12 И. Блок 6 синхронизации включает (й счетчик 7, регистр 8 нулевого значения, элемент 9 И-НЕ, сумматор 10 по модулю два и жду1ций мультивибратор 11. Блок 13 аварийной сигнализации состоит из двоичного счетчика 14, регистра 15 верхнего значения , сумматора 16 по модуле два и элемента 17 И-НЕ. Частота напряжения на выходе смесителя 5 изменяется в соответствии с изменениг ем во времени тока. Ее диапазон зависит от амплитудного зиачения тока. Максимальное значение частоты в течение интервала времени свидетельствует о наличии короткого зани- . кания. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. (/) С IК а1т0мкг п1У«0лй1|г IflMMMMMVlAW rf .- ,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 6 01 R 31 02

С кр-, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИП

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3719933/24-21 (22) 14.02.84 (46) 28.02.86. Бюл. У 8 (72) Д.А. Сергеев, В.А. Жмурко, А.Ф. Коломейцев и В.И. Мрыхин (53) 621.317.79 {088.8) (56) Кленарская Л.Г. Синхронизированные выключатели. Энергия, 1973 с. 25-27. (54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля. Цель изобретения - повынение быстродействия устройства. Устройство содержит трансформатор 2 тока, генера„„SU„„215065 A тор 3, частотный модулятор 4; смеситель 5, элемент 12 И. Блок 6 синхронизации включает двоичный счетчик 7, регистр 8 нулевого значения, элемент 9 И-HE суюеатор

10 по модулю два и ждущий мульти-. вибратор 11 Блок 13 аварийной сигнализации состоит из двоичного счетчика 14„ регистра 15. верхнего значения, сумматора 16 по модулю два и элемента 17 И-НЕ. Частота напряжения на выходе смесителя 5 изменяется в соответствии с изменени-. ем во времени тока. Ее диапазон зависит от амплитудного значения тока.

Максимальное значение частоты в те- . В чение интервала времени свидетель-. ствует о наличии короткого замы г . кания. 2 э.п. ф-лы, 2 ип.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства для определения короткого замыкания в линии электропередачи, на фиг.2 — временные диаграммы напряжений на выходах отдельных блоков устройства.

Устройство содержит клемму 1 для подключения к линии электропередачи, трансформатор 2 тока, генератор 3, частотный модулятор 4, смеситель 5, блок 6 синхронизации, ° двоичный счетчик 7, регистр 8 нулевого значения, элемент И-НЕ 9, сумматор 10 по модулю два, ждущий мультивибратор 11, элемент И 12, блок 13 аварийной сигнализации, двоичный счетчик 14, регистр 15 верхнего значения, сумматор 16 по модулю два, элемент И-НЕ 17.

При этом частотный модулятор 4 соединен первым входом через трансформатор 2 тока и клемму 1 с линией электропередачи, а вторым входом— с выходом генератора 3. Выход частотного модулятора 4 соединен с первым входом смесителя 5, второй его вход соединен с выходом генератора 3, выход смесителя 5 сбединен соответственно с первым входом элемента И 12 и с входом блока 6 синхронизации (БС), которым является первый вход двоичного счетчика 7; Выходы разрядов двоичного счетчика 7 подключены к первой группе входов сумматора 10 по модулю два, к второй группе входов этого же сумматора подключены выходы разрядов регистра 8 нулев,го значения, выходы сумматора 10 по модулю два подключены к входам элемента И-НЕ 9, соединенного выходом с входом ждущего мультивибратора

11, первый выход которого является выходом блока 6 и подключен к второму входу элемента И 12. Второй выход ждущего мультивибратора 11 подключен к второму входу "Сб" двоичного счетчика 7 и к второму входу двоичного счетчика 14, выходы разрядов которого соединены с первой группой входов сумматора 16

1215065

40 ты; .З (+ — ток в линии электропередачи.

45 Знак абсолютной величины в выражении (1) объясняется тем, что фильтр смесителя имеет полосу пропускания, пропорциональную девиации частоты частотно-модулированного ко50 лебания, поэтому будут выделяться частоты U(t)-м)„ — в случае положительной полуволны тока в линии, и

И - )1- для отрицательной полуволны тока.

В результате частота напряжения на выходе смесителя 5 изменяется в соответствии с изменением во времени тока в линии электропередачи по модулю два, вторая группа входов этого же сумматора 16 по модулю

2 подключена к выходам регистра 15 верхнего значения. Выходы сумматора 16 по модулю два соединены с входами элемента И-НЕ 17, выход которого является выходом блока 13 аварийной сигнализации. Выход элемента И 12 соединен с первым входом

10 двоичного счетчика 14.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение с выхода трансформатора 2 тока, пропорциональное

15 рабочему току в линии электропередачи (фиг.2a), поступает на первый вход частотного модулятора (ЧИ)

4, а на второй его вход поступает напряжение с выхода генератора 3.

20 В частотном модуляторе 4 осуществляется изменение частоты этого напряжения в соответствии с законом изменения рабочего тока. Частотно-модулированное напряжение с

25 выхода частотного модулятора 4 подается на первый вход смесителя

5, на второй вход которого поступает напряжение с выхода генератора 3. В результате смешания на з0 выходе смесителя 5 вьщеляется напряжение с частотами лежащими в диапазоне

D, - 1.3

rpe u) g = Mp+6Qj6. мгновенное значение частоты модулированного напряжения; о — частота напряжения генератора высокой часто1215065

55 (фиг.25) причем диапазон ее изменения зависит от амплитудного значения тока. С увеличением последнего скорость изменения частоты возрастает. Поэтому, если фиксировать значения частоты напряжения в течение определенного интервала времени, начинающегося с нулевой частоты, то максимальное значение частоты в конце этого интервала можно использовать в качестве признака наличия короткого замыкания.

Для этого необходимо фиксировать моменты перехода тока в линии через нуль, фиксировать значения частоты в течение заданного интервала и сравнивать его с частотой, соответствующей допустимому значению тока. С этой целью напряжение с выхода смесителя 5 поступает одновременно на вход блока 6 синхронизации и на вход элемента И 12, который находится в "закрытом" состоянии. В блоке синхронизации напряжение с выхода смесителя 5 посту. пает на вход двоичного счетчика 7, который под его воздействием изменяет состояния своих разряцов (режим "счета"). В момент, когда на входе счетчика 7 напряжение имеет нулевую частоту, состояния его разрядов соответствуют состоянию разрядов регистра 8 нулевого значения, поэтому сумматор 10 по модулю два фиксирует нулевые состояния всех своих выходных разрядов, что вызывает появление "1" на выходе И-НЕ 9. Это, в свою очередь вызывает срабатывание ждущего мультивибратора 11, который генерирует импульс длительностью 1,5 mc (фиг.2ф), выбранное значение длительности импульса (1,5 шс) определяется тем обстоятельством, что за это время ток нарастает до 1/2 амплитудного значения, что позволяет упростить настройку устройства.

Этот импульс открывает элемент И 12.

В результате напряжение с выхода смесителя 5 поступает на вход блока

13 аварийной сигнализации и на вход двоичного счетчика 14. Выходные разряды двоичного счетчика 14 подключены к первой группе входов сумматора 16 по модулю два. На вторую группу входов сумматора 16 модулю два подключены выходные разряды регистра 15 верхнего значения, в

40 котором записано значение частоты ьЭ, . (фиг.2г), соответствующее половине допустимого значения тока в линии. Поэтому, если в течение действия импульса состояния выходов двоичного счетчика 14 и регистра

15 верхнего значения совпадают, чтр соответствует превьппению амплитудным значением допустимого максимального значения (фиг.2), то на выходе сумматора 16 по модулю два (значение фиг.2r) будет нулевое состояние разрядов, а на выходе элемента И-НЕ

17 будет действовать напряжение, соответствующее "1", которое поступает на вход автоматического отключения устройства. По истечению рассматриваемого импульса состояния плеч ждущего мультивибратора возвращаются в исходные, что вызывает сброс показаний двоичных счетчиков

7 и 14 (исходное состояние).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет автоматически определить наличие короткого замыкания в линии за интервал времени не более, чем 1,5 mc после его возникновения, в то время как в устройстве-прототипе признак короткого замыкания формируется не менее чем за два полупериода тока короткого замыкания при наличии ъучных операций. В предлагаемом устройстве формируется сигнал на предупредительное отключение линии электропередачи до времени возникновения пика кривой тока короткого замыкания, создаются условия для работы отключающей аппаратуры в номинальных условиях.

Формула изобретения

1. Устройство для определения короткого замыкания в линии электропередачи, содержащее трансформатор тока, вход которого соединен с клеммой для подключения объекта контроля, генератор, блок синхронизации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство введены частотный модулятор, смеситель, элемент И и блок аварийной сигнализации, при этом выход трансформатора тока подключен к первому входу частотного модулятора, второй вход которого соединен с выходом генератора и с первым входом

1215065

Составитель М. Хаенко

Техред О.Неце Корректор М. Максимипжнец

Редактор E. Копча

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Заказ 994/54

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 смесителя, второй вход смесителя соединен с выходом частотного модулятора, выход смесителя подключен к первому входу элемента И и к входу блока синхронизации, первый выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к первому входу блока аварийной сигнализации, второй вход блока аварийной сигнали- . зации соединен с вторым выходом блока синхронизации, причем выход блока аварийной сигнализации соединен с выходом устройства.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок синхронизации содержит двоичный счет чик, регистр нулевого значения, сумматор по модулю два, элемент И-НЕ, ждущий мультивибратор, при этом счетный вход двоичного счетчика соединен с входом блока синхронизации, выходы двоичного счетчика соединены с первой группой входов сумматора по мо- р дулю два, а вторая группа входов его соединена с выходами регистра нулевога значения, выходы сумматора по модулю два соединены с входами элемента И-НЕ, выходом соединенного с входом ждущего мультивибратора, первый выход которого соединен с первым выходом блока синхронизации, а второй его выход соединен с вторым выходом блока синхронизации и вторым входом двоичного счетчика.

3. Устройство по п.1, о т л нч а ю щ е е с я тем, что блок аварийной сигнализации содержит двоичный счетчик, регистр верхнего значения, сумматор по модулю два, элемент И-НК, при этом первый и второй входы двоичного счетчика соединены соответственно с первым.и вторым входами блока аварийной сигнализации, выходы двоичного счетчика соединены с первой группой входов сумматора по модулю два, вторая. группа входов которого соединена с выходами регистра верхнего значения, выходы сумматора по модулю два подключены к входам элемента И-ИЕ, выход которого соединен с входом блока аварийной сигнализации.