Автоматический регулятор для настройки дугогасящих реакторов

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к автоматическому регулированию тока компенсации при дуговом замыкании на землю фазы электрической сети с изолированной нейтралью. Цель, -изобретения - повышение надежности путем исключения ложной работы регулятора. Измерение степени расстройки .контура компен- . сации тока замыкания на землю выиол х няется в момент отсутствия дугового пробоя изоляции, когда напряжение на нейтрали сети определяется только свободными колебаниями. Степень расстройки контура компенсации определяется сравнением частоты сети и частоты свободных колебаний напряжения нейтрали. Информация о частоте сети до замыкания на землю, определяемая числом импульсов генератора 10 за положительный полупериод напряжения сети, хранится в счетчике 24. При замыканиях на землю на вход вычитания счетчика 24 через схеьгу И 15 прступают импульсы с генератора 10, число которых определяется длмтельностью положительного полупериода свободных колебаний напряжения нейтрали . Оставшаяся в счетчике 24 информащ я, соответствующая.степени расстройки контура компенсации, передается на дешифратор 20, на одном из выходов которого появляется сигнал управления настройкой контура компенсации . 5 з.п. ф-лы, 7 ил. о iS сд ч 00 ...

ССИОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 02 J 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4257891/24-07 (22) 05.06.87 (46) 15.01.89, Бюл. № 2 (71) Донецкий политехнический институт и Волжское обьединение по производству легковых автомобилей (72} В.П Кабаэев, В.Ф.Солдатов, Г.И,Никольский и Н ° С.Павленко (53) 62 1.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 296189, кл. Н 02 Н 1/02, 1969.

Авторское свидетельство СССР № 871274, кл. Н 02 Н 9/08, 1981. (54) АВТО!АТИЧЕСК!!Й РЕГУЛЯТОР ДЛЯ

НАСТРОЙКИ ДУГОГАСЯЩ!Х РЕАКТОРОВ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическому регулированию тока компенсации при дуговом замыкании на землю фазы электрической сети с изолированной нейтралью. Цель -изобретения — повышение надежности путем исключения ложной работы регулятора ° Измерение степени расстройки контура компен- . сации тока замыкания на землю вынол.SU» 1451798 А1 няется в момент отсутствия дугового пробоя изоляции, когда напряжение на нейтрали сети определяется только свободными колебаниями. Степень расстройки контура компенсации определяется сравнением частоты сети и частоты свободных колебаний напряжения нейтрали. Информация о частоте сети до замыкания на землю, определяемая числом импульсов генератора 10 эа положительный полупериод напряжения сети, хранится в счетчике 24. При замыканиях на землю на вход вычитания счетчика 24 через схему И 15 прступают импульсы с генератора 10, число которых определяется дл:тельнастью положительного полупериода свободных колебаний напряжения нейтрали. Оставшаяся в счетчике 24 ин.формация, соответствующая. степени расстройки контура компенсации, передается на дешифратор 20, на одном иэ выходов которого появляется сигнал управления настройкой контура компенсации. 5 э.п. ф-лы, 7 ил.

1451798

Изобретение относится к электротехнике, в ча тности к технике автоматического регулирования тока компенсации при дуговом замыкании на землю фазы электрической сети с изо5 лированной нейтралью.

Цель изобретения — повышение надежности путем исключения ложной работы регулятора. 10

На фиг.1 представлена функциональная схема регулятора на фиг.2 — схема блокировочного органа„ на фиг.З— схема блока фиксации однофазных замыканий, на фиг.4 — схема блока формирования разрешающего сигнала1 на фиг.5 — схема блока формирования импуса перезаписи; на фиг.6 — схема блока формирования запрещающего сигнала; на фиг.7 — временные диаграммы процесса формирования сигналов управления.

На фиг.1-6 обозначены формирова.тели 1 и 2 прямоугольных импульсов блок 3 фиксации однофазных замыканий на землю (ОЗКЗ), блокировочный орган

4, инвертор 5, элемент ИЛИ 6, элемент

2И 7, элемент ЗИ 8, блок 9 формирования разрешающего сигнала, генератор 10 стабильной частоты, формирователь 11 импульса сброса 1 1, блок 12 формирования импульса перезаписи, блок 13 формирования запрещающего сигнала, элемент 2И 14, элемент ЗИ

15, реле 16 времени, элемент 17 срав3S нения, регистр 18 памяти, наборное поле 19, дешифратор 20, элемент сравнения 2И-НЕ 21, элемент 2И 22, пер- . вый счетчик 23, включенный в прямом направлении, и второй счетчик 24, включенный в обратном направлении (фиг.1), инвертор 25, элементы 2И

26 и 27, триггер 28 (фиг.2), преобразователь 29 тока, двухполупериодный 45 выпрямитель 30, пороговый элемент 31, расширитель 32 импульса,и RS-триггер 33 (фиг.3), формирователь 34 короткого прямоугольного импульса по переднему фронту сигнала, элемент

2И 35 и RS-триггер 36 (фиг.4), элемент ИЛИ 37, формирователь 38 короткого импульса по заднему фронту сигнала и элемент 2И 39 (фиг.5), формирователь 40 прямоугольного импульса по заднему фронту сигнала, элемент

2И 41 и RS-триггер 42 (фиг.6).

Регулятор работает следующим образом, В нормальном режиме работы сети в исходном состоянии находятся блоки 3, 9 и 13 и блокировочный орган 4.

В этом случае на выходах блоков 3 и 9 фиксации ОЗНЗ и формирования разрешающего сигнала имеется напряжение логического нуля, а на инверсных выходах блока 13 формирования запрещающего сигнала и блокировочного органа 4 — напряжение логической единицы. Из-за наличия на втором входе элемента 2И 7 логической единицы (напряжение U ) линейное напряжение сети U<, преобразованное в последовательность прямоугольных импульсов поступает на первый вход элемента 2И 14.

В момент t ; по переднему фронту рассматриваемого импульса Б„ формирователь 11 импульсом U осуществляет установку первого счетчика 23 в нулевое состояние, а сам прямоугольный импульс измеряемой частоты

U, разрешает прохождение на вход прямого счета этого счетчика импуль- сов генератора 10 стабильной частоты. В момент г. счет прекращается.

В это время импульс перезаписи U>, формируемый по заднему фронту импульсов U производит перезапись результата счета из первого счетчика 23 во второй .счетчик 24.

При появлении следующего прямоугольного импульса напряжения U в первом счетчике стирается старая и записывается новая информация, которая затем переписывается во второй счетчик. Таким образом, в нормальном режиме во втором счетчике находятся данные, отображающие в двоичном коде текущую частоту сети.

В режиме однофазного замыкания на землю появляется ток нулевой последовательности 3I и напряжение нейтрали 30 р. Уставка порогового элемента 31 такова, что блок фиксации замыканий реагирует .на этот ток. Для этого входной сигнал 3IО в последовательно соединенных элементах 29-32 преобразуется в напряжение, выпрямляется, расширяется на-.полпериода промышленной частоты и подается на триггер 33.

В момент t передним фронтом импульса тока 3I переключается триггер 33. На его прямом выходе, являющемся первым выходом блока 3, появляется напряжение логической едини14517с 8

1О

50 цы U<. В это же время на втором выходе данного блока иэ-за действия расширителя 32 импульсов возникает единичный логический сигнал U, который через инвертор 5 запрещает пуск блока 9 формирования разрешающего сигнала, а с помощью элемента

ИЛИ 6 осуществляет установку этого блока в исходное состояние (триггер 36).

Единичный сигнал Б, поступивший с первого выхода блока 3 фиксации

ОЗНЗ на третий вход блокировочного органа 4, дает команду на запрет определения частоты .сети. Однако независимо от момента появления, команды работа первого счетчика блокируется триггером 28 лишь в паузе между импульсами U, Следовательно, в первыи счетчик записывается информация о частоте сети, имевшая место при возникновении 03Н3. Изменение информации в указанном счетчике может произойти лишь после возвращения блока 3 и блокировочного органа 4 в исхадное состояние, т.е. при равенстве частот напряжений сети и нвйтрали.

После переключения триггера 28 единичный сигнал, появившийся на его прямом выхаде, поступает на первый вход элемента ЗИ 8. На втором входе этого элемента присутствует сигнал логической единицы U так как блок формирования запрещающего сигнала нахоцится в исходном состоянии.. На третьем входе аналогичный сигнал появляется после исчезновения тока 3I по истечении времени, определяемого расширителем 32 импульсов. В итоге на-выходе элемента ЗИ 8 появляется единичный сигнал U Следовательно, разрешение на определение степени расстройки компенсации появляется лишь при отсутствии искажений в кривой напряжения нейтрали.

Интервал счета степени расстройки компенсации формируется триггерами .

36 и 42 под воздействием формирователей 34 и 40 импульсов. Для исключения погрешности настройки он должен быть равным длительности полуволны напряжения нейтрали. Поэтому для переключения триггеров 36 и 42 используются формирователи коротких пряяауГольных импульсов.

В момент t < (начало интервала сче-, та) единичный сигнал U ч разрешает прохождение на S-вход триггера 36 короткого прямоугольного импульса, сформированного по переднему фронту прямоугольного импульса напряжения

U>. Триггер 36 переключается. Это вызывает появление единичного сигнала 1J<< на третьих входах . †.блоков 12 и 13 формирования соответственно импульса перезаписи и запрещающего сигнала и элемента ЗИ 15. Сигнал U разрешает прохождение импульсов генератора 10 через элемент ЗИ 15 -(напряжение U <> ) на вход обратного счета второго счетчика 24 ввиду исходного состояния блока 13. В результате этот счетчик будет выполнять операцию вычитания двоичных чисел, соответствующих частоте сети и частоте свободных колебаний.

Вычитание заканчивается в:момент tz {конец интервала счета), когда при единичном сигнале на третьем входе блока 13 по заднему фронту импульсов, Us переключается триггер 42.

Он фиксирует конец интервала счета частоты свободных колебаний. Кроме того, нулевым уровнем сигнала Б з на его инверсном выходе во время считывания из второго счетчика результата вычитания с помощью элемента 2И 39 запрещается запись информации в этот счетчик, а посредством элемента ЗИ 8 устраняются возможные срабатывания по S-входу триггера 36 блока 9. Единичный сигнал на прямом выходе триггера 42 запускает реле 16 времени

Ъ и в интервале времени t<-t < разрешает запись результата измерения в регистр 18 памяти, В регуляторе характер настройки компенсации определяется путем сравнения длительности полупериодов линейного напряжения сети t и напряжения нейтрали t ° Критерием резонансной настройки регулятора является равенство t g = typal При расстройках компенсации t 4 t, что обусловливает появление информации в регистре 18 памяти. В дешифратор 20 результат измерения разности поступает через наборное поле 19.

На нем с помощью перемычек устанавливается зона нечувствительности регулятора. При расстройках компенсации, превышающих зону нечувствитель» ности, на одном из выходов дешифратора 20 (П вЂ” перекомпенсации и Ннедокомпенсация) появляется -управ-. ляющии сигнал.

i45179S а затем в паузе между импульсами U блокировочный орган 4. После срабатывания последнего регулятор начинает работать так же как и в нор»

5 мальном режиме работы сети, т.е. он отслеживает изменение текущей частоты сети.

-Если в режиме резонансной настройки дугогасящего реактора заземляющая дуга продолжает гореть, то после очередного пробоя изоляции срабатывает блок З фиксации ОЗНЗ. Он блокирует изменение частоты сети. С появлением первой после срабатывания бло- 15 ка 3 положительной,полуволны напряжения .нейтрали ЗБ определяется разность t — t z . Так как при резонансе эта разность равна нулю, то после срабатывания реле 16 времени схема регулятора полностью возвращается в:исходное состояние. Следовательно, автоматический регулятор работает таким образом до исчезновения дугового замыкания или.появления рас- 25 стройки компенсации.

Формула и з обретения

1, Автоматический регулятор для настройки дугогасящих реакторов, содержащий первый и второй формирователи прямоугольных импульсов, подключенные к выводам для подключения на линейное напряжение сети и на нап35 ряжение лейтрали соответственно, и элемент сравнения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности путем исключения ложной работы регулятора, в него введе- 4О ны блокировочный орган, инвертор, . элемент ИЛИ, три элемента 2И, элемент

2И-HE два элемента ЗИ; генератор стабильной частоты, формирователь импульса сброса, блок формирования им- 45 пульса перезаписи, элемент сравнения, состоящий из двух реверсивных счетчиков, блоки формирования разрешающего и запрещающего сигналов, реле времени, регистр памяти, наборное поле, дешифратор, блок фиксации однофазных замыканий на землю, подключенный входом на ток нулевой последовательности сети, первый выход которого соединен с третьим входом блокировочного органа, а второй выход — с первым входом элемента

ИЛИ и с третьим входом первого элемента ЗИ через инвертор, первый вход элемента ЗИ включен к прямому выходу блокировочного органа, инверсный выход которого присоединен к второму входу первого элемента 2И, а первый вход - к выходу первого формирователя прямоугольных импульсов и первому входу первого элемента 2И, подключенного выходом к входу блока формирования импульса сброса, к первым входам блока формирования импульса перезаписи и второго элемента 2И, второй вход которого соединен с генератором стабильной частоты и первым входом второго элемента ЗИ, а выход — с входом второго счета первого счетчика, включенного R-входом к выходу формирователя имПульса сброса, выходами гервый счетчик присоединен к одноименным Э-входам второго счетчика, С-вход которого и вход обратного счета подкточень> соответственно к выхо дам блока формирования импульса перезаписи и -второго элемента ЗИ, а его выходы через регистр памяти и наборное поле — к дешифратору, причем вы", ход второго формирователя прямоуголь,— ных импульсов подключен к первым входам блоков формирования разрешающего и запрещающего сигналов, инверсный выход блока запрещающих сиг" валов соединен с вторььж входами пер вого и второго элементов ЗИ и блока формирования импульса перезапи-и, а грямой выход — с C-входом регистра памяти и входом реле времени. включенного выходом к вторым входам био

1 ка формирования запрещающего сигнала» третьего элемента 2И, элемента ИЛИ прпсо диненного выходом к третьему в:.оду блока формирования разрешающего си".êàëà» второй вход которого подключен к выходу первого элемента ЗИ, а его выход — к третьим входам блоков форьирования импульса перезаписи и формирования запрещаюшего сигчала и второго элемента ЗИ, при этом элеме п сравнения выполнен на двух реверсивных счетчиках, а выходы дешифратора„ являющиеся выходами автоматического регулятора, соединены с входами элемента 2И-НЕ, включенного выходом к первому входу третьего элемента 2И, выход которого подключен к первому входу третьего элемента 2Й» выход которого подключен к вторым входам блокировочного органа и блока фиксации однофааных замыканий на землю.

1451798

2, Устройство по п.1, о т л.и ч аю щ е е с я тем, что блокировочный орган состоит из инвертора, вход которого является первым входом органа, а выход присоединен к первым входам первого и второго элементов 2И, вторые входы которых являются соответственно вторым и третьим входом указанного органа, причем выходы первого и второго элементов 2И подключены соответственно к R- u S-входам триггера, выходы которого являются выходами блокировочного органа.

3. Устройство по .п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок фиксации однофазных замыканий на землю состоит из последовательно соединенных преобразователя тока в напряжение, двухполупериодного выпрямителя, порогового элемента, .расширителя импульса, подключенного выходом к Е-входу триггера, R-вхоц которого является вторым входом блока, а прямой выход — первым выходом блока, первым входом которого служит вход преобразователя така в напряжение, причем выход расширителя импульсов является вторым выходом блока °

4. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок формирования разрешающего сигнала состоит из формирователя r.ðÿìoóãoëüíoãî им ульса -по переднему фронту сигнала, вход которого служит первым входом блока, а аиход присоединен к первому входу элемента 2И, подключенного выходом к S-входу триггера, прямой выход которого является выходом бло" ка, причем вторым и третьим входами блока соответственно служат второй вход элемента 2И и R-вход триггера.

5. Устройство по п,. t q т л и ч аю щ е е с я тем, что блок формирования импульса перезаписи состоит из последовательно соединенных элемента ИЛИ и формирователя прямоугольного импульса по заднему фронту сигнала, выходом подключенного к второму .входу элемента 2И, первый выход котоpozo является вторым .входом блока, а выход — выходом блока, причем первый и второй входы элемента ИЛИ служат соответственно первым и третьим входами блока. б. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок формиро25 вания запрещающего сигнала состоит из формирователя прямоугольного импульса по заднему фронту сигнала, вход которого является первым входом блока, а его выход присоединен к перЗО вому входу элемента 2И, включенного выходом к S-входу триггера, выходы которого служат выходами блока, причем вторым и третьим входами блока соответственно являются R-вход триггера и второй вход элемента 2И.

1451 798

1451798

Редактор А.Огар

Заказ 7087/52 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Я

32;) а

Qgg в д о аЪг. 7

Составитель С.Егоров

Техред Л. Олийнык Корректор Л.Пилипенко