Устройство для сравнения фаз двух электрических селичин

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (») 870951

1„

Союз Советских

Социалистических

Ре-.публик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.10,75 (21) 2178759/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.77. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 23,08.77 (51) М. Кл,е Н 02Н 3/40 (кударственнмй комитет

Сеевта Министров 65ср ве делам изобретений и открмтий (53) УДК 621.316,925 (088.8) (72) Авторы изобретения В. Jl. Карцев, Е. В. Лысенко и Д. Р. Любарский (71) Заявитель Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный проектноизыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей аЭнергосетьпроекте (54) УСТРОДСТВО ДЛЯ СРАВНЕИе1Я ФАЗ ДВУХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИИ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, в частности, для построения быстродействующих измерительных органов дистанционных защит и противоаварийной автоматики.

Известно устройство для сравнения фаз двух электрических величин, содержащее блок формирования, формирователь коротких импульсов, элемент И и выходное устройство (1).

Для такого устройства характерны низкая помехоустойчивость и ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство сравнения фаз двух электрических величин, содержащее блок формирования, подключенный к преобразователям напряжения, и импульсную магнитную схему сравнения фаз, подключенную к элементу ИЛИ (2).

Однако характеристика срабатывания такого релейного устройства в комплексной плоскости сопротивления может быть ограничена только прямой или окружностью. Это обстоятельство в значительной мере сужает область его использования для получения быстродействующих дистанционных реле со специальными характеристиками, отличными от окружности и прямой линии.

Двухимпульсная магнитная схема сравнения, контролирующая чередование любой из четырех возможных пар последовательных импульсов, обладает низкой импульсной помехоустойчивостью, так как любой импульс помехи может быть вторым из двух и является

S считывающим Hiv пульсом для какого-то элемента магнитной памяти, т. е. обусловливающим появлением ложного выходного сигнала.

Использование же для повышения помехоустойчивости трехимпульсной схемы сравне10 ния, контролирующей чередование любой из четырех возможных троек последовательных импульсов, приводит к двукратному увеличению в каждой однотактной схеме количества элементов магнитной памяти и дополнению

15 каждой такой схемы логическим элементом

Запрет. Переход K четырехимпульсной схеме, если это необходимо для более существенного повышения помехоустойчивости, связан с дальнейшим значительным усложнением схе20 мы.

Цель изобретения — повышение быстродействия и помехоустойчивости.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство дополнительно снабжено элементами

25 задержки, элементами ИЛИ и И, причем указанные элементы ИЛИ и И попарно через последовательно включенные элементы ИЛИ и элементы задержки подключены к входам общего элемен та И, при этом выходы элемен30 тов задержки через дополнительные элементы

570951

Е

«р,(ф— = агg (Eg (2) ИЛИ соединены с одними из входов элементов И, другие входы которых связаны с соответствующими преобразователями напряжения, подключенными к вторым входам дополни гельных элементов ИЛИ.

На фиг. 1 показана блок-схема предла аемого устройства; на фиг. 2 приведена потенциальная временная диаграмма, поясняющая работу устройства для случая выполнения условия срабатывания « «(ф («р, на фиг.

3 -- то же, для случая невыполнения условия срабатывания ) «р .

Устройство содержит блок 1 формирования и преобразователи 2 и 3 напряжения сравнива««ых электрических величин с двумя выходами.

Один прямой выход преобразователя 2 соединен с вторым входом дополнительного элемента ИЛИ 4, с вторым входом элемента И

5, другой (инверсный) выход этого преобразователя соединен с вторым входом дополнительного элемента ИЛИ 6 и с вторым входом элемента И 7.

Один (прямой) выход преобразователя 3 соединен с вторым входом элемента И 8 и с вторым входом дополнительного элемента

ИЛИ 9. Другой (инверсный) выход этого преобразователя соединен с вторым входом элемента И 10 и с вторым входом дополнительного элемента ИЛИ 11.

Выходы дополнительных элж ентов ИЛИ 4, 6, 11, 9 соединены соответственно с первыми входами элементов И 8, 10, 5, 7. Выходы элементов И 8, 10 и 5, 7 подключены попарно соответственно к входам элементов ИЛИ

12, 13, выходы которых также соответственно соединены с элементами 14 и 15 задержки на срабатывание. Выходы элементов 14 и 15 подключены соответственно к первым входам дополнительных элементов 4, 6 и 11, 9 и одновременно к общему элементу И 16.

Сравниваемые по фазе электрические величины Е, и Е представляют собой линейную комбинацию напряжения и тока подводимых к устройству

E, = К,У+К,1;

E = К У+К!. (1)

Условием срабатывания предлагаемого устройства является где Ь=Ы,; та=-" Ы,1

t«и tq — уставки элементов 14 и 15 задержки на срабатывание соответственно.

На фиг. 2 (3) обозначено: 17 (35) — мгновенные значения сравниваемых величин; 18 (36) — сигнал на одном прямом выходе преобразователя 2; 19 (37) — сигнал на другом инверсном выходе преобразователя 2; 20 (38) — сигнал на одном прямом выходе преобразователя 3; 21 (39) — сигнал на другом инверсном выходе преобразователя 3; 22

65 (40) — сигнал на выходе дополнительного элемента ИЛИ 4; 23 (41) -- сигнал ;- выходе дополнительного элемента ИЛИ G; 24 (42)— сигнал на выходе элемента И 8; 25 (43)— сигнал на выходе элемента И 10; 26 (44)— сигнал на выходе элемента ИЛИ 12; 27 (45)— сигнал на выходе элемента задержки 14; 28 (46) — сигнал на выходе дополнительного элемента ИЛИ 11; 29 (47) — сигнал на выходе дополнительного элемента ИЛИ 9; 30 (48) — сигнал на выходе элемента И 5; 31 (49) — - сигнал на выходе элемента И 7; 32 (50) — — сигнал на выходе элемента ИЛИ 13;

33 (51) — сигнал на выходе элемента задержки 15; 34 (52) — — сигнал на выходе общего элемента И 16.

Кроме того, t = 0 соответствует моменту возникновения короткого замыкания.

При выполнении условия срабатывания

«р«(g («р (фиг. 2) на выходах элементов

8 и 10 имеются импульсы продолжительностью, равной полупериоду частоты сравниваемых величин (при f=501 ö — 10 мс), сдвинутые друг относительно друга на 180 эл. град., поэтому на выходе элемента 12 имеет место непрерывный сигнал. Через время t«после появления сигнала на выходе элемента 12 появляется непрерывный сигнал на выходе элемента 14 задержки, т. е. на одном из входов общего элемента 16. На выходах элементов

5 и 7 в этом случае также имеют место импульсы продолжительностью пол упер иода частоты сравниваемых величин и сдвинутые друг относительно друга на 180 эл. град., а значит и на выходе элемента 13 наблюдается непрерывный сигнал. Через время t«после появления сигнала на выходе элемента 13 появляется непрерывный сигнал на выходе элемента 15 задержки, т. е. на другом входе общего элемента 16. Таким образом, в этом случае на выходе общего элемента 16, а значит и на выходе устройства имеет место непрерывный сигнал, максимальное время появления которого по отношению к t = 0 не зависит от t«и 4 и не превышает 10 мс (при f=

=50 Гц).

При невыполнении условия срабатывания когда, например «р (ф (фиг. 3) на выходах элементов 5 и 7 имеются импульсы, продолжительностью 10 мс, сдвинутые на 180 эл. град., т. е. н в этом случае на выходе элемента 13 имеет место непрерывный сигнал, который на выходе элемента 15 задержки появляется через время 4. Однако, в этом случае на выходах элементов 8 и 10 хотя и имеются сигналы, сдвинутые на 180 эл. град., но продолжительность их равна времени совпадения по знаку сравниваемых величин и меньше уставки 1«. Поэтому на выходе элемента 12 имеется импульсный сигнал с двойной частотой по отношению к частоте сравниваемых величин.

Так как продолжительность этого сигнала меньше 1«, то на выходе элемента 14 задержки, т. е. на входе элемента 16 и на выходе устройства сигнал отсутствует.

Качественным признаком, определяющим выполнение условия срабатывания, является наличие непрерывных сигналов на выходе элементов 12 и 13.

Максимальное время срабатывания устройства при f=50 Гц не превышает 10 мс и не зависит от уставок 1 и fz.

Коэффициенты К вЂ” К в выражении (1), а также f< и 4 определяют вид характеристики срабатывания устройства в комплексной йлоскости сопротивления.

Предлагаемое устройство сравнения фаз позволяет расширить функциональные возможности с точки зрения получения сложных характеристик срабатывания; выполнить быстродействующее устройство с временем действия, равным полупериоду частоты сравниваемых величин и не зависящим от вида характеристики срабатывания; повысить помехоустойчивость, так как во-первых, воздействие на выход устройства осуществляется через общий элемент И, а во-вторых, из-за наличия элементов задержки предотвращается ложное воздействие устройства от кратковременных помех на входах других элементов.

Формула изобретения

Устройство для сравнения фаз двух электрических величин, содержащее блок формирования, подключенный к преобразователям напряжения, элемент ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, повышения быстродей5 ствия и помехоустойчивости, оно дополнительно снабжено элементами задержки, элементами ИЛИ и И, причем указанные элементы

ИЛИ и И попарно. через последовательно включенные элементы ИЛИ и элементы за10 держки подключены к входам общего элемента И, при этом выходы элементов задержки через дополнительные элементы ИЛИ соединены с одними из входов элементов И, другие входы которых связаны с соответствующими

15 преобразователями напряжения, подключенными к вторым входам дополнительных элементов ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2о 1. Фабрикант В. Л. Основы теории построения измерительных органов релейной защиты и автоматики. 1968, с. 101.

2. Доклады научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских ра25 бот за 1968 †19 гг. Московский ордена Ленина энергетический институт. Секция электроэнергетическая. Подсекция автоматизации и релейной защиты энергосистем. 1970, апрель, с. 12- 21.

570951

17

78 ю го гг г7 ,5/

52 о

Риг 2

Составитель А. Ферштман

Редактор Т. Рыбалова Техред А. Степанова Корректор И. Позняковская

Заказ 1895/7 Изд. № 691 Тираж 917 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

113035. Москва. iK 35. Рмшскаи наг, д 4/5 типография, нр Сапунова, 2