Совета Министров СССР ло делам изобретений (53) УДК 621.317.8 (088.8) и открытий (72) Авторы изобретения Я. Л. Арцишевский, В. Е. Казанский, Л. Н. Морозов, у р

А. П. Кузнецов, E. И. Окунцов и С, А. Райшонок (71) Заявители Московский ордена Ленина энергетический институт и Всесоюзный государственный трест по организации и рационализации районных электростанций и сетей (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВЪ|СОКОВОЛЬТНЫХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к контрольно-измерительной аппаратуре установки высокого напряжения.

Известно устройство для контроля электрических параметров высоковольтной установки (1). Оно выполнено на основе оптико-электронiных измерительных трансформаторов и содержит аналого-дискретные преобразователи электрических величи|н сначала во времяимпульсные, а затем в число-импульсные сигналы.

Однако функциональные возможности этого устройства ограничены, устройство обеспечивает лишь пассивное измерение отдельных параметров.

Известно также дискретно-измерительное устройство для контроля высоковольтных сигнало в, в част ности тока (2).

Это устройство содержит время-импульсный преобразователь, к выходу которого подключены дифференцирующий усилитель и числоимпульсный преобразователь, связанный с первым счетчиком импульсов, соответствующими выходами связанным с блоками И, а входом вЂ” с поляр|ным дискриминатором, соответствующие входы которого соединены с соответствующими входами время-импульсного преобразователя, блок, индикации.

Такое устройство обеспечивает лишь индикацию текущих значений высоковольтных сигналов и ступенчатую защиту электрической установки с независимыми характеристиками выдержки времени. Кроме того, в устройстве

5 отсутствует автоматический контроль исправности составных элементов.

Цель изобретения вЂ” расширение фуикцпональHыхвозможностей устройства,для контроля высоковольтных сигналов.

10 Это достигается тем, что в предлагаемое устройство для контроля высоковольтных сигналов введены дополнительные счетчик,импульсов, блоки И, три ключа, триггер, переключатель, соединенный с блоком памяти, 15 блок автоматического управления, блок управления очередностью работы, формирователь команды и источник эталонного напряжения, причем выход дифференцирующего усилителя соединен через первый ключ с од20 ним из входов дополнительного счетчика, второй вход которого связан с выходом триггера и управляющим входом первого ключа, а третий вход соответственно соединен с (и вЂ” 2) дополнительными блоками И и входом второ25 го ключа непосредственно, а с (n вЂ” 1) -мвЂ” через блок управления очередностью работы, (n вЂ” 1)-й блок И связан также с выходами блока памяти, входами блока индикации, одним и входов полярного дискриминатора, 563640

55 б0

65 одним из входов n-ro блока И, входом второго и выходом третьего ключей, причем другой вход п-го блока И через введенный и нвертор соединен с выходом (и вЂ” 1)-го блока И, связанного также с введенным в устройство сигнализатором исправности, к выходу второго ключа подсоединен формирователь команды, к выходу третьего ключа вЂ” сигнализатор неисправ ности, а к входу третьего ключа вЂ” блок автоматического управления, соответствующие выходы дополнительного счетчика импульсов соединены с соответствующими входами (n вЂ” 2) блоков И, а выход число-импуль сного преобразователя вЂ” с одним из входов счетчика импульсов, причем выход введенного первичного измерительного преобразователя подключен к одному из входов полярного дискриминатора, а выход введенного блока возврата соединен с одним из входов блока памяти.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2, а вЂ” л приведены временные диаграммы напряжений на выходах элементов устройства.

Устройство содержит первичный измерительный преобразователь 1, полярный дискриминатор 2, время-импульсный преобразователь 3, дифференцирующий усилитель 4, число-импульсный преобразователь 5, реле 6 числа импульсов со счетчиком 7 импульсов и блоками И 8, 9> вЂ” 9, реле 10 числа импульсов со счетчиком 11 им пульсов и блоками И

12, 13> вЂ” 13, триггер 14, нормально замкнутые ключи 15, 16, формирователь 17 команды (на отключение выключателя), переключатель (режима) 18, блок 19 памяти, блок 20 возврата, блок 21,и ндикации, блок 22 проверки исправности с блоками И 23, 24, источником

25 эталонного напряжения, блоком 26 автоматического управления (запуска), нормально разомкнутым ключом 27, блоком 28 управления очередностью работы (анализатором очередности срабатывания), инвертором 29, сигнализатором 30 исправности и сигнализатором 31 неисправности.

Работа устройства рассматривается на примере контроля тока нулевой последовательности высоковольтной установки.

На выходе первичного преобразователя 1, представляю щего собой фильтр тока нулевой последовательности, выполненный на магнитных трансформаторах тока, выделяется аналоговое напряжение U< (фиг. 2,а), отображающее контролируемый ток Ip. Дискриминатор 2 в соответствии с моментами перехода через нуль напряжения Uq формирует прямоугольные импульсы U (фиг. 2, б), которые являются тактирующими для ряда составных блоков устройства, в частности для преобразователя 3. На выходе преобразователя 3 периодически образуются сигналы U3 (фиг. 2, в), длительность тг которых определяется значением контролируемого тока Ip. о = а In вЂ”, b

50 где а и b вЂ” постоянные коэффициенты, зависящие от конструкции преобразователя 3.

Преобразователь 5 воспринимает временные сигналы U3 и заполняет их импульсами высокой частоты f„„. В результате на выходе преобразователя 5 периодически появляются многоим пульсные сигналы Up (фиг. 2,д), причем число импульсов в каждом сигнале

A = 1„, = /„а 1п вЂ” .

Многоимпульсные сигналы U> подводятся к счетному входу реле 6, где подсчитываются счетчиком 7. Ежепериодный сброс счетчика 7 осуществляется фронтами сигналов U с выхода дискриминатора 2, соответствующими моментам перехода через нуль выходного напряжения преобразователя 1 U, с положительной производной.

Число, записываемое в счетчике 7 импульсов, в зависимости от положения переключателя 18 либо индицируется в блоке 21 (режим настройки), либо подается на входы нормально заблокированного блока 19 (рабочий режим).

При возрастании контролируемого тока Ip сверх заданного пускового значения 1,, на счетчике 7 каждый период записывается число

У, превышающее пусковую уставку реле 6 у„у„, соответствующую 1, .В связи с этим каждый период реализуется блок И 8 (пусковая выборка), на выходе которого появляются кратковременные импульсы Up (фиг. 2, е). Эти импульсы удлиняются триггером 14 до сигналов U< (фиг. 2,ж) и подводятся к счетному входу реле 10. Возврат триггера 14 в исходное состояние осуществляется фронтами сигналов Uz с выхода дискриминатора 2, соответствующими моментам перехода через нуль выходного напряжения преобразователя 1 U> с отрицательной производной.

При Ip(Ip„óp т. е. отсутствии импульсов на выходе блока И 8, счетчик 11 каждый период сбрасывается сигналами U< (фиг. 2, г) с выхода усилителя 4, соответствующими временным позициям задних фронтов сигналов U> о выходе время-импульсного преобразователя

3. При переходе через ключ 15 сигналы U. преобразуются в сигналы Uf5 (фиг. 2,з), т. е. осуществляется переворот их фазы.

При повреждении установки, когда ip)1, Опуск триггер 14 каждый период размыкает ключ 15 и блокирует сброс счетчика 11. В связи с этим счетчик 11 импульсов производит счет по одному импульсу за период.

В момент записи в счетчике 11 числа Л ф, соответствующего времени фиксации 1ф (около 0,06 с), реализуется блок И 12 (фнксационная выборка) и на один из входов управления блока 19 подается сигнал U (фиг. 2, и), разрешающий перезапись из счетчика 7 в блок 19 числа Л, соответствующего току Iо, имевшемуся спустя время 1ф после возникно563640 вения повреждения. Возврат блока 19 в ис- де инвертора 29 появляется напряжение и ходное состояние после считывания его пока- происходит реализация блока И 24. Выходной заний производится с помощью блока 20. сигнал блока И 24 зажигает лампочку сигнаПри значительном возрастании контроли- лизатора 31. руемого тока поочередно реализуются блоки 5 В процессе проверки исправности устрой9 вЂ” 9 (выборки ступеней срабатывания по ства размыкается ключ 16 и поступление сигконтролируемому параметру), причем порого- налов к входу формирователя 17 команды вые числа на счетчике 7 определяются соотно- блокируется. шением Реализация фиксации контролируемого па 1 ) 2 ) ° ° ° ) л ) пускз

10 раметра при коротких замыканиях в электри1ср ср ° "cp пуск ческой установке обеспечивает возможность которое для значений контролируемого тока быстрого обнаружения места повреждения выглядит как после отключения установки (используется зависимость значения контролируемого пара15 метра в месте расположения устройства от расстояния до места повреждения).

При срабатывании i-й ступени защиты Осуществление периодической проверки пскаждый период имеет место сигнал на выходе правности составных элементов обеспечивает блока И 9,, а также на выходах блоков И повышение эксплуатационной надежности предшествующих ступеней срабатывания и 20 устройства и упрощение его обслуживания. блока И 8 (на фиг. 2, к показаны сигналы запуска с р, первой ступени защиты). Счетчик

11, воспринимая по одному импульсу за пе- Устройство для контроля высоковольтных риод с выхода блока И 8, отсчитывает вы- сигналов, содержащее время-импульсный предержки времени запустившихся ступеней за- 25 образователь, к выходу которого подключены шиты. Для реализации блоков И (выборок дифференцирующий усилитель н число-имступеней срабатывания по времени) 131 вЂ пульсный преобразователь, связанный с перпороговые числа на счетчике 11 выбраны в со- вым счетчиком импульсов, соответствующими ответствии с соотношением выходами связанным с блоками И, à входом вЂ” с полярным дискриминатором, соотвст1 «2 л ствующие входы которого соединены с сооткоторое для значений выдержек времени Bbl- ветствующими входамп время-импульсного глядит как преобразователя, блок индикации, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введеПосле отсчета выдержки времени i-й ступе- ны дополнительные счетчик импульсов, блоки ни зашиты сигнал с выхода блока И 13; через И, три ключа, триггер, переключатель, соедпнормально замкнутый ключ 16 подается к вхо- ненный с блоком памяти, блок автоматичеду формирователя 17 команды (на фиг. 2, л ского управления, блок управления очередпоказан выходной сигнал У1з, первой ступени 40 ностью работы, формирователь команды и исзащиты). точник эталонного напряжения, причем выход

Периодичность контроля исправности со- дифференцирующего усилителя соединен честавных элементов устройства определяется рез первый ключ с одним из входов дополниблоком 26 автоматического управления, в ка- тельного счетчика, второй вход которого свячестве которого может быть использовано, на- 45 зан с выходом триггера и управляющим вхоприерм, реле времени с самовозвратом. дом первого ключа, а третий вход соответЬлок 26 через заданные промежутки време- "-твенно соединен с (и вЂ” 2) дополнительными ни с помощью ключа 27 подключает источник блоками И и входом второго ключа непосред25 эталонного напряжения к входам дискри- ственно, а с (ивЂ 1)-м вЂ” через блок управлеминатора 2 и преобразователя 3. Тем самым 50 ния очередностью работы, (n вЂ” 1)-й блок И имитируется один из рабочих режимов с пре- связан также с выходами блока памяти, вховышением значения контролируемого параме- дами блока индикации, одним из входов потра как по пуску, так и по отдельным ступе- лярного дискриминатора, одним из входов ням срабатывания. л-го блока И, входом второго и выходом

Если все составные блоки устройства функ- 55 третьего ключей, причем другой вход а-го ционируют нормально, то в процессе проверки блока И через введенный инвертор соединен и блоке 19 записывается строго определенное с выходом (и вЂ” 1)-го блока И, связанного число и все ступени срабатывания защиты также с введенным в устройство сигнализатодействуют также в строго определенной по- ром исправности, к выходу второго ключа следовательности, что обусловливает появле- 0 подсоединен формирователь команды, к выхоние сигнала на выходе блока 28. В результа- ду третьего ключа вЂ” сигнализатор неисправте реализуется блок И 23 и зажигается лам- ности, а к входу третьего ключа вЂ” блок автопочка сигнализатора 30 исправности. матического управления, соответствующие

В случае неисправности устройства сигнал выходы дополнительного счетчика импУльсов на выходе блока И 23 не образуется, на выхо- 55 соединены с соответствуюшими входами (nâ€”

563640 вЂ” 2) блоков И, а выход число-импульсного преобразователя вЂ” с одним из входов счетчика импульсов, причем выход введенного первичного измерительного преобразователя подключен к одному из входов полярного дискриминатора, а выход введенного блока возврата соединен с одним из входов блока памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидете !ьство СССР № 368636, кл. G 08С 19/16, 1970.

5 2. Авторское свидетельство СССР № 421937, кл. G OIR 15/02, 1971.

563640

К, о

Корректор Л. Брахннна

Редактор Е. Караулова

Заказ 1541/3 Иэд. _#_. 549 Тираж 1106 Подписное

UHHHIIH Государственного кокитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2

Х у

s o