Способ защиты трехфазного потребителя от несимметричных режимов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах релейной защиты и автоматики. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности, повышение точности срабатывания защиты. На выходах датчиков 1 тока, включенных в линии питания фаз потребителя, формируются импульсы напряжения с длительностями, равными длительностям бестоковых пауз в фазах потребителя. Эти импульсы через двухполупериодные выпрямители 5 поступают на входы элемента ИЛИ 2, с выхода которого напряжения через ключевой элемент 3 поступают на вход блока 4 контроля, анализирующий длительность каждого импульса и паузы на выходе элемента ИЛИ 2. В случае превышения любой из этих длительностей заданного значения формируют сигнал на отключение потребителя. Контроль длительностей импульсов и пауз импульсной последовательности на выходе элемента ИЛИ 2 в блоке 4 контроля осуществляют цепочкой последовательно соединенных блока 6 удвоения частоты, преобразователя 7 периода импульсов в напряжение и порогового элемента 8, с выхода которого напряжение поступает на вход исполнительного элемента. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

;5ц 4 Н 02 Н 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ CHkT СССР (21) 4153539/24-07 (22) 01.12.86 (46) 30.08.89. Бюп. К 32 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации мелиоративных систем (72) А.И,Хуртин и А.П.Ли (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 919010, кл, Н 02 Н 7/08, 1982.

Авторское свидетельство СССР

1 951542, кл. Н 02 Н 7/08, 1982. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО

ПОТРЕБИТЕЛЯ ОТ НЕСИММЕТРИЧНЫХ РЕЖИМОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено дляиспользования в системах релейной защиты и автоматики. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение надежности, повьппение точности срабатывания защиты. На выходах. датчиков 1 тока, включенных в линии

Eneeeyyc у дед

„.SU 15()4735 А 1

2 питания Лаз потребителя формируются импульсы напряжения с длительностями, равными длительностям бестоковых пауз в фазах потребителя. Эти импульсы через двухполупериодные выпрямители 5 поступают на входы элемента

ИПИ 2, с выхода которого напряжения через ключевой элемент 3 поступают на вход блока 4 контроля, анализирующий длительность каждого импульса и паузы на выходе элемента ИЛИ 2. В случае превышения любой из этих длительностей заданного значения формируют сигнал на отключение потребителя. Контроль длительностей импульсов и пауз импульсной последователь- g ности на выходе элемента ИЛИ 2 в блоке 4 контроля осуществляют цепочкой последовательно соединенных блока 6 удвоения частоты, преобразователя 7 периода импульсов в напряжение и порогового элемента 8, с выхода которого напряжение поступает на вход исполнительного элемента. 2 с.п. Ql ф-лы, 4 ил. 4Р вВ@

150471

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах релейной защиты и автоматики.

Цель изобретения — расширение

5 функциональных возможностей и повы:шение надежности, повышение точности срабатывания защиты.

На фиг.1 представлена схема уст1

,ройства для осуществления способа; на фиг. 2 — времяимпульсная диаграмма при нормальном режиме питания потребителя, на фиг. 3 — времяимпульсная диаграмма при пробое тиристора в фазе А линии питания потребителя; на фиг.4 — врямяимпульсная диаграмма при обрыве цепи управляющего электрода тиристора B фазе А линии питания потребителя. 20

Устройство для защиты трехфазного потребителя от несимметричных режимов, реализующее способ, содержит по числу фаз датчики 1 тока с входными выводами для включения к дого дат- 25

:чика в линию питания соответствующей, фазы потребителя, трехвходовый эле1 мент ИЛИ 2, ключевой элемент 3 и блок 4 контроля. Выход элемента ИЛИ 2 сое;динен с входом ключевого элемента 3, :выход которого соединен с входом

: блока 4 контроля, выход которого ! служит для подключения к входу испол| нительного органа. В устройстве име;ются по числу фаз однофазные двух- 35

1 полупериодные выпрямители 5, входами переменного тока подключенные к выходу соответствующего датчика 1 тока, а выходами постоянного тока — к соответствующему входу элемента ИЛИ 2. 413

Каждый из датчиков 1 тока выполнен .;в виде формирователя-инвертора, напряжение на выходе которого равно нулю при наличии тока в контролируемой фазе потребителя. Блок 4 контроля выполнен в виде последовательно соединенных блока 6 удвоения частоты, .преобразователя 7 периода импульсов в напряжение и порогового элемента 8, причем вход блока 6 удвоения частоты,50 служит входом, а выход порогового элемента 8 — выходом блока 4 контроля.

Датчик 1 тока выполнен на встречно-параллельно соединенных тиристорах 9, включенных в линию питания фазы потребителя, при этом параллельно тиристорам включена первичная обмотка трансформатора 10, вторичная обмотка которого служит выходом дат5 4 чика тока. Элемент ИЛИ 2 выполнен на. диодах 11 и резисторе 12, а ключевой элемент 3 — на резисторах 13 и 14 и транзисторе 15. Блок 6 удвоения частоты состоит из элементов HF. 16 и 17, конденсаторов 18 и 19, резисторов 20 и 21, элементов HE 22 и 23 и элемента 2И-НЕ 24, Преобразователь 7 периодЛ импульсов в напряжение содержит резистор 25, транзистор 26 и RC-цепочку 27, 28. Пороговый элемент 8 выполнен на резисторах 29 и 30, компараторе 31 и потенциометре 32.

Устройство работает следующим образом.

При нормальном режиме питания потребителя от сети (фиг.2) на входы потребителя через датчики 1 тока подаются напряжения сети U, U, Uс, через фазы потребителя протекают токи

IA, I, Тс. В интервалы времени

t < и т.д., когда токи в фазах потребителя равны нулю (закрыты оба тиристора 9 в линии питания данной фазы), на выходах соответствующих датчиков 1 тока фбрмируются импульсы напряжения Н, Н ., которые через выпрямители 5 поступают на вход элемента

KIH 2, на выходе которого формируется серия импульсов напряжения U . С выхода элемента ИЛИ 2 импульсы напряжения поступают на вход ключевого элемента 3, на выходе которого формируется серия нормализованных импульсов напряжения U>. Нормализованные импульсы поступают на вход блока 4 контроля, где обрабатываются блоком б удвоения частоты, на выходе которого формируется серия коротких импульсов, интвервалы следования которых равны длительностям импульсов или пауз импульсной последовательности напряжений Ug формируемой на выходе элемента ИЛИ 2. Короткие импульсы удвоенной частоты с выхода блока б удвоения частоты поступают на вход преобразователя 7 периода импульсов в напряжение. На выходе преобразователя 7 формируется серия пилообразных импульсов напряжения J В момент поступления короткого импульса на вход преобразователя 7 напряжение на выходе этого преобразователя прак-, тически мгновенно сбрасывается до нуля, после чего начинается очередной процесс нарастания напряжения U на выходе этого преобразователя. При

5 150471 нормальном режиме питания потребителя импульсная последовательность на выходе ..элемента ИЛИ 2 является полной, причем длительности импульсов и пауз в этой последовательности равны между собой. Поэтому напряжение на выходе преобразователя 7, поступающее на вход порогового элемента 8, не успевает нарасти до напряжения 1g

Б „ уставки срабатывания компаратора 31. На выходе компаратора 31 формируется уровень напряжения, свидетельствующий о нормальном режиме питания потребителя, 15

Если в момент времени t произошел пробой тиристора 9 в фазе A (фиг.3), в графике тока Х д фазы А потребителя в соответствующий интервал времени отсутствует бестоковая 20 пауза. В результате в последователь-, ности импульсов напряжения Uq,формируемой на выходе элемента ИЛИ 2 пропущен импульс, возрастает длительность паузы между двумя соседними импульсами этой последовательности, что ведет к формированию на выхдде блока 6 удвоения частоты последовательности импульсов напряжения U>

1 с увеличенным временем паузы между двумя соответствующими соседними импульсами. На выходе преобразователя 7 напряжение превьппает напряжение уставки срабатывания компаратора 3 1, последний срабатывает и на вы- . ходе блока 4 контроля формируется импульс напряжения U свидетельствующий об анормальном режиме питания потребителя. Напряжение UH с выхода блока 4 поступает на вход исполнитель-4О ного органа, который осуществляет защитное отключение потребителя.

В случае обрыва в момент времени

t< управляющего электрода тиристора

9 фазы А или другой аварии, приводя- 4 щей к потере полуволны питающего тока фазы потребителя (фиг.4), длительность бестоковой паузы в данной фазе потребителя равна полупериоду сети.

В импульсной последовательности напряжения Uz, формируемой на выходе элемента ИЛИ 2, появляются импульсы, длительности которых равны полуперио.— ду сети, а в последовательности импульсов напряжения U появляются интервалы между импульсами, также равные полупериоду сети. В результате напря" жение U на выходе преобразователя

7 превышает напряжение U,„ уставки

5. 6 срабатывания компаратора 3 1, последний срабатывает и выдает импульс в исполнительный орган, осуществляющий защитное- отключение потребителя, Работа устройства при неисправностях в других фазах потребителя ана логична описанной.

Формула и з обретения

1. Способ защиты трехфазного потреби- с теля от несимметричных режимов питания заключающийся в формировании импульсов с длительностями, равными интервалам времени нулевых значений токов питания фаз потребителя, логическом суммировании импульсов всех фаз и временном контроле полученной импульсной последовательности, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повьш ения надежности функционирования, контролируют длительности каждого импульса и паузы указанной последовательности и в случае превьппения любой из них заданного значения формируют сигнал на отключение потребителя.

2. Устройство для защиты трехфазного потребителя от несимметричных режимов, содержащее по числу фаз датчики тока с входными выводами для включения каждого датчика в линию питания соответствующей фазы потребителя., трехвходовой элемент ИЛИ, ключевой элемент и блок контроля, причем выход элемента ИЛИ соединен с входом ключевого элемента, выход которого соединен с входом блока контроля, вы-: ход которого служит для подключения к входу исполнительного органа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что., c целью повышения точности срабатывания защиты, в устройство введены по числу фаз однофазные двухполупериодные выпрямители, входами переменного тока подключенные к выходу соответствующего датчика тока, а выходами постоянного тока — к соответствующему входу элемента ИЛИ, датчики тока выполнены каждый в виде формирователя инвертора, напряжение на выходе которого равно нулю при наличии тока в контролируемой фазе потребителя, а блок контроля выполнен в виде последовательно соединенных блока удвоения частоты, преобразователя периода импульсов в напряжение и порогового элемента, причем вход блока удвоения частоты служит входом, а выход порогового элемента — выходом блока контроля.

i 504715

Ут

1

0(д

Окв

>r.ñ

1

1

Уз

Ф б

1 иу в

Составитель О. Орлов

Техред И.NoPreHTast . Корректор О,Кравцова

Тираж 608 Подписное

Редактор Л. Пчолинская."-1аказ 5260/52

ЦНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101