Дискретное реле с ограниченно зависимой характеристикой выдержки времени

 

О П И С А Н И Е (iu 5I7IOI

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.05.72 (21) 1784724,, 24-7 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.06,76 Бюллетень № 21 (45) Дата опубликования описания 11.05.78 (51) М. Кл. Н 02Н 3/40

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.925.43 (088.8) (72) Авторы изобретения В, Е. Казанский, Я. Л. Арцишевский, Л. H. Морозов, А. А. Кудрявцев, А. П. Кузнецов и М. Н. Григорьев (71) Заявители Московский ордена Ленина энергетический институт и Всесоюзный государственный трест по организации и рационализации районных электрических станций и сетей (54) ДИСКРЕТНОЕ РЕЛЕ ТОКА С ОГРАНИЧЕННО

ЗАВИСИМОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к области релейной защиты и касается устройств, применяемых в токовых защитах высоковольтных установок.

Известно дискретное реле тока с ограниченно зависимой характеристикой выдержки времени, содержащее реле счета импульсов, управляемые ключи, магнитный трансформатор тока, подключенный к число-импульсному преобразователю, выход которого соединен со счетным входом первого реле счета импульсов, и к полярному индикатору, выход которого соединен со входом сброса первого реле счета импульсов, блок индикации, соединенный с информационным выходом первого реле счета импульсов, и лоп|ческие элементы.

Однако известнос дискрстное реле не позволяет в широком диапазоне перестраивать характеристику выдержки времени.

Отличительная особенность дискретного реле, обеспечивающая расширение диапазона регулирования параметров его характеристики выдержки времени, заключается в том, что в нем выход число-импульсного преобразователя через последовательно включенные первый и второй управляемые ключи соединен с одним из входов первого логического элемента «ИЛИ», другой вход которого подключен к выходу первого триггера, соединенному с одним из входов первого логического элемента «И», управляющим входом первого управляемого ключа и счетным входом второго реле счета импульсов, первый рабо пш

5 выход которого подключен к одному из входов второго логического элемента «И» и к одному из входов второго триггера, другой вход которого соединен со вторым рабочим выходом второго реле счета импульсов, а вы10 ход подключен к управляющему входу второго управляемого ключа, выход первого логического элемента «ИЛИ» соединен со счетным входом третьего реле счета импульсов, рабочий выход которого подключен к одному

15 из входов второго логического элемента

«ИЛИ», выход полярного индикатора соединен с одним из входов первого триггера и с управляющим входом третьего управляемого ключа, соединяющего выход мультпвнбрато20 ра с другим входом первого логического элемента «И», выход которого соединен со входами сброса второго и третьего реле счета импульсов, подключенными к выходу тиристор ого блока отключения.

25 Функциональная схема реле представлена на чертеже.

Реле подключено к магнитному трансформатору тока 1 и содержит аналого-дискретный преобразователь 2, состоящий пз поляр517101

30 (2) 40

05 ного индикатора 3 и число-импульсного преобразователя 4, трн реле счета импульсов реле 5 с рабочими «ыходам 6, 7, реле 8 с рабочими выходами 9, 10 и реле 11, триггеры 12, 13, логические элементы «И» 14, 15, логические элементы «ИЛИ» 16, 17, мультивибратор 18, формирователь одиночного импульса 19, блок инднкацни 20, тиристорный блок отключения 21 и управляемые ключи

22 — 25.

Дискретное реле тока работает следующим образом.

Магнитный трансформатор тока 1 осуществляет функциональное преобразование мгновенных значений первичного тока в мгновенные значения вторичного напря>кения

U. Аналого-дискретный преобразователь 2, воспринимающий напряжение U, с помощью полярного индикатора 3 выдает прямоугольные импульсы т(+) и т(— ), отображающие длительности соответственно положительных и отрицательных полуволн напряжения U, и число-импульсные спгналы N (+) и У(— ), отображающие значения их вольт-секундных площадей. В устройстве используются только сигналы т(— ) и П(+), причем «(+) характеризует действующее значение первичного тока I в логарифмической пропорции.

Реле счета импульсов 5 фиксирует число импульсов в каждом сигнале У(+) и имеет числовые выборки Л „, N„,, соответствующие токами срабатывания 1„, 1„,.

Если N(+) )У„, то сигнал появляется на рабочем выходе 6 реле счета импульсов 5 и устройство действует с «ыдср>ккой времени, зависящей от разности ЛУ(+) =N(+) — У,, т. е. от тока I.

Если N(+))N,, )N то сигналы возникают на обоих рабочих выходах 6, 7 реле счета импульсов 5 и устройство действует с независимой выдержкой времени.

При возникновении короткого замыкания на защищаемой электроустановке периодически срабатывает реле счета импульсов 5, а импульсы с его рабочего выхода 6 через триггер 12 поступают на вход реле счета импульсов 8. Сигнал на рабочем выходе 9 реле счета импульсов 8 появляется при приеме по импульсов, а сигнал на его рабочем выходе

10 — при приеме np+I(импульсов (np и К— целые числа).

В выходную цепь число-импульсного преобразователя 4 включены нормально разомкнутые ключи 22, 23, управляемые сигналами с выходом триггеров 12, 13. Ключ 22 замыкается в интервале времени между импульсами с рабочего выхода 6 реле счета импульсов 5 и началами сигналов т(— ) периодически, а ключ 23 — лишь в интервале времени между моментами появления сигналов на рабочих выходах 9, 10 реле счета импульсов 8.

Следовательно, на один нз входов логического элемента «ИЛИ» 17 с момента возникновения короткого замыкания поступает количество импульсов КЛУ(+). 11а другой вход логического элемента «ИЛИ» 17 с выхода триггера 12 поступает по одному импульсу за период первичного тока короткого замыкания.

Общее количество импульсов, поданных через логический элемент «ИЛИ» 17 на счетный вход реле счета импульсов 11 до его срабатывания, складывается из по импульсов, поступивших до появления сигнала на рабочем выходе 9 реле счета импульсов 8, из КЛУ(+) +К вЂ” 1 импульсов, поступивших до появления сигнала на его рабочем выходе

10, и некоторого числа импульсов и<, поступивших с выхода триггера 12 после размыкания ключа 23.

Таким образом, реле счета импульсов 11 срабатывает и создает выходной сигнал после того, как оно примет с выхода логического элемента «ИЛИ» 17 число импульсов Л, определяемое в соответствии с выражением

N> = no + К % (+) + К вЂ” 1 + n (1)

Поскольку импульсы от число-импульсного преобразователя 4 поступают на вход реле счета импульсов 11 во время тех же периодов, что и К импульсов от триггера 12, время срабатывания (,,, всего устройства, т. е. появление сигнала на выходе реле счета импульсов 11, определяется только числом импульсов, принятых реле от триггера 12, и при частоте 50 Гц первичного тока составляет (а, + К вЂ” 1+ и,).

Изменяя численное значение К (т. с. значение второй выборки реле счета импульсов 8), можно в широком диапазоне регулировать крутизну характеристики выдержки времени устройства и, таким образом, подбирать оптимальную для каждого конкретного случая ее форму.

Для уменьшения зависимого участка характеристики выдержки времени в устройстве с помощью логического элемента «И»

14 реализуется отсечка. Срабатывает отсечка при первичных токах I, превышающих значение тока срабатывания I,, причем ее выдержка времени 1,, определяется величиной пр, выбираемой из условий отстройки обеих ступеней предлагаемого реле от времени действия разрядников.

Мультивибратор 18, формирователь одиночного импульса 19 и логический элемент

«И» 15 служат для ввода устройства в работу при подаче на него оперативного питания и, кроме того, обеспечивают нормальное функционирование устройства в условиях короткого замыкания на защищаемой установке.

При подаче оперативного питания запускается формирователь одиночного импульса 19 и осуществляет устапо«ку в исходное состоя. ние триггера 12. Зто состояние триггера 12 характеризуется тем, что оно !позволяет через логический элемент «И» 15 проходить импульсам с выхода мультивибратора 18 через нормально замкнутый ключ 24 и производить сброс реле счета импульсов 8, 11, а также устанавливать в исходное состояние триггер 13.

С подключением устройства к магнитному трансформатору тока 1 сигналы с выхода полярного индикатора 3 в течение отрицательных полупериодов первичного тока размыкают ключ 24 и блокируют на это время поступление импульсов с выхода мультивибратора 18 к логическому элементу «И» 15.

Если на электроустановке возникает короткое замыкание, т. е. оказывается, что I)l... то сигналы с рабочего выхода б реле счета импульсов 5, воздействуя через триггер 12 на логический элемент «И» 15, запрещают прохождение через него импульсов сброса с выхода мультивибратора 18 на релс счета импульсов 8, 11, а также триггер 13 и во время положительных полупер иодов первичного тока 1.

В том случае, когда до появления сип!ала на рабочем выходе реле счета импульсов 11 ток в электроустановке снизится до значения, меньшего 1... во время очередного интервала времени т (— ) рслс счета импульсов

5 не сработает и триггер 12 останется в состоянии, разрешающем прохождение импульсов сброса чсрез логический элемент «И» 15.

С очередным замыканием ключа 24 рслс счета импульсов 8, 11 и триггер 13 займут исходное состояние, а ключ 23 разомкнется.

Для обеспечения безотказной работы устройства в случае повторного включения электроустановки на короткое замыкание предусматривается после каждого срабатывания устройства «обнуление» реле счета импульсов 8, 11 импульсами с выхода тиристорного блока отключения 21.

Для упрощения настройки устройства на заданные токи срабатывания в нем предусмотрен блок индикации 20, подключенный через управляемый ключ 25 к информационному выходу реле счета импульсов 5. Зтот блок отобра)кает текущсе значение тока электроустановки в двои гном кодс и выпол10 15

45!

i Ho t 1 с3! Okt:!I(>t 3I фУII t tltt it tilt(f) J)ot)Ot о !1 )itlo1)-!

1i c t р;1, Формула изобретения

Дискретное реле тока с ограниченно зависимой характеристикой выдержки времени, содержащее реле счета импульсов, управляемые ключи, магнитный трансформатор тока, подключенный к число-импульсному преобразователю, выход которого соединен со счетным входом псрвого реле счета импульсов, и к полярному индикатору, выход которого соединен со входом сброса первого реле счета импульсов, блок индикации, соединенный с информационным входом первого реле счета импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования параметров характеристики выдер>кки времени реле, в нем выход viloìÿíóтого число-импульсного преобразователя через последовательно включенныc первый и

t;topoii управляемыс ключи соединен с одним из t)xoäoâ первого логического элемента

«ИЛИ», другой вход которого подключен к выходу первого триггера, соединенному с одним пз I)xoJов первого логического элемента

«И», управляющим входом первого управляемого ключа и счетным вхг)дом второго реле счета импульсов, первый рабочий выход которого подключен к одному и" входов второго ло!.и !ескогo элемctïo «И» к одному из входов второго триггера, другой вход которого соединен со вторым рабочим выходом второго реле счета импульсов, а выход подключен к управляющему входу IITopot управляющего ключа, выход первого лоп!чсскогo элемента «ИЛИ» соединен со счетным входом третьего реле счета импульсов, рабочий выход которого подключен к одному пз входов второго логического элемента «ИЛИ», выход полярного индикатора соединен с одним пз входов первого триггера и с управляющим входом третьего управляемого кгиоча, соединяющего выход мультпвибратора с другим входом первого логического элемента

«И», выход которого соединен со входамп сброса ьторого н третьсго реле счета импульcot), подключенным к выходу тпристорного блока отключения.

Составитель М. Лойш

Тскрсд О. Москвитина Корректоры: Т. Добровольская и Л. Котова

Редактор В. Фельдман

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 905/6 Изд. М 307 Тираж 882

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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