Устройство для сравнения по фазе двух электрических величин

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1675516 к лвтоескомь свидитн ьствь (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0311.76 (21) 2417541/24-07 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет (51)М. Кл.

Н 02 Н 3/26

H 02 H 3/40 (53) УДК 621 316 ° .925 (088. 8) Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2507.79. Бюллетень М 27

Дата опубликования описания260779 ФЖЗМс1И (72) Автор изобретения

Е,В. Лысенко

Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей Энергосетьпроект (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ПО ФАЗЕ ДВУХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для релейной защиты энергосистем, Известно устройство для сравнения по фазе двух электрических величин, содержащее преобразователи напряжения и импульсную схему сравнения фаз, подключенную к элементу ИЛИ fl), Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство для сравнения rio фазе электрических величин, содержащее преобразователи электрических величин с прямым и инверсным выходами и два дискриминатора дпи-:15 тельности совпадения импульсов, под- ключенные к первому элементу И (2).

К недостаткам указанных устройств относится возможность срабатывания только в одной области фазовых углов,20

Цель изобретения — расыирение функ", циональных возможностей устройстВа путем получения трех дополнительных областей срабатывания.

Это достигается тем, что устройст-25 во для сравнения по фазе двух электрических величин, содержащее два преобразователя напряжения с прямым и инверсным выходом каждый, два дискри ьянатора длительности совпадения им- N

2 пульсов и подключенный к их выходам первый элемент И, причем прямой и инверсный выходы первого преобразователя напряжения соединены соответственно с первым и вторым входами первого дискриминатора и с третьим и четвертым входами второго дискриминатора, а прямой и инверсный выходы второго преобразователя напряжения соединены соответственно с третьим и четвертым входами первого дискриминатора и со вторым и первым входами второго дискриминатора, дополнительно снабжено элементами Й, НЕ и двумя одинаковыми цепями, выполненными из включенных последовательно элемента задержки на возврат, элемента Зап1 ет и элемен та задержки на срабатывание, при этом входы этих цепей подключены к выходам дискриминаторов„ выход элемента за.держки на возврат каждой цепи подключен к запрещающему входу элемента Запрет другой цепи, а также к своему входу дополнительного элемента И, к третьему входу которого через дополнительный элемент НЕ включен выход первого элемента И.

Кроме того, в описанном устройстве каждый из упомянутых дискриминаторов содержит включенные последовательно

35 (54, 73, 92) 3 675 элемент ИЛИ с двумя входами и элемент задержки на срабатывание, выход котброго является ныходом дискриминатора

I причем на каждый из входов элемента

ИЛИ включена цепь, состоящая из последовательно включенных вспомогательных элементов И и HJIH, каждый с двумя вхо- 5 дами, выход элемента задержки на срабатывание соединен с первыми входами обоих вспомогательных элементов ИЛИ, а вторые входы вспомогательных элементов ИЛИ и И являются входами дис- 10 криминатора, На фиг, 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства сравнения по фазе; на фиг, 2 — области срабатывания по фазовому углу между

0 и у на фиг, 3-6 — потенциальновременные диаграммы напряжений, поясняющие работу устройстна.

Устройство содержит дна преобразонателя 1 и 2 напряжения с прямым и инверсным выходами и подключенные к ним дна дискриминатора 3 и 4 длительности, причем прямой и инверсный выходы преобразователя 1 напряжения соединены с первым и вторым входами дискриминатора 3 длительности и третьим и четвертым входами дискриминатора 4 длительности, а прямой и инверсный выходы преобразователя 2 напряжения соединены с первым и вторым входом дискриминатора 4 и третьим и четвертым входом дискриминатора 3.

Выход каждого дискриминатора подключен каждый к своему входу элемента

И 5 и ко входу одной из двух одинаковых цепей, каждая из которых состоит 35 из последовательно включенных элементов зедержки на возврат, элемента Запрет и элемента задержки на срабатывание. Для первой цепи это соответственно элементы BB б, Запрет 40

7, BC 8; для второй цепи - BB 9, Запрет 10, ВС 11, Выход элемента

ВВ б подключен к запрещающему входу элемента Запрет 10, и к первому входу элемента И 12, а выход элемента

ВВ 9 подключен к запрещающему входу элемента Запрет 7 и ко второму входу элемента И 12, третий вход которого подключен к выходу элемента И

5 через элемент НЕ 13, Дискриминаторы длительности выполнены идентично, при этом дискриминатор 3 содержит включенные последовательно элемент ИЛИ 14 и элемент задержки на срабатывание ВС 15, причем

"на каждый вход элемента ИЛИ 14 включена цепь из включенных последователь

Но вспомогательных элементов ИЛИ и И, " -соответственно ИЛИ 16 и И 17,а также

- ИЛИ 18 и И 19. Выход элемента ВС 15, одновременно являющийся выходом диск- 60 риминатора, соединен с первыми входа- ми вспомогательных элементон ИЛИ 16 и ИЛИ 18.

Дискриминатора 4 содержит аналогично соединенные элементы ИЛИ 20, ВС 2165

ИЛИ 22, И 23, ИЛИ 24 и И 25.

516 4

Выходы 26 - 29 соответствуют четырем областям срабатывания по фазовому

Углу между kg и p g (cM, фиг. 2), 30, 31 — соответственно осталъные выходы устройства.

Работа устройства поясняется потенциально-временйыми диаграммами напряжений (см, фиг. 3-6), где принято, что на прямом выходе преобразователя напряжения 1 (2) появляется единичный сигнал, когда мгновенное значение входной синусоидальной величины

Rg(Pg имеет положительный знак, а на инверсном выходе появляется единичный сигнал, когда мгновенное значение ((Pg) имеет отрицательный знак, Время на задержки на возврат элементов ВВ б и BB 9 выбрано одинаковым и равным 0,6 Т, где Т вЂ” период частоты входных напряжений 4 и

На фиг. 3-6 32-107 - значения электрических величин на диаграмме.

32 (51, 70, 89) - кривые сравниваемых по фазе величин Eq и Eg; далее напряжения на выходах соотнетствующих блоков:

33 (52, 71, 90) - преобразователь напряжения 1 (прямой выход);

34 (53, 72, 91) - преобразователь напряжения 1 (инверсный выход); преобразователь напряжения 2 (прямой выход)у

36 (55, 74, 93) - преобразователь напряжения 2 (инверсный выход) у

37 (56, 75, 94) - элемент И 17;

38 (57, 76, 95) - элемент И 19;

39 (58, 77, 96) — элемент И 23у

40 (59, 78, 97) — элемент И 25;

41 (60, 79, 98) - элемент ИЛИ 14у

42 (61, 80, 99) - элемент ИЛИ 20у

43 (62, 81, 100) - элемент ВС 15;

44 (63, 82, 101) - элемент ВС 21у

45 (64, 83, 102) - элемент И 5;

46 (65, 84, 103) — элемент ВВ 6;

47 (66, 85, 104) - элемент ВВ 9;

48 (67, 86, 105) - элемент ВС 8у

49 (68, 87, 106) - элемент BC 11у

50 (69, 88 107) - элемент И 12.

На фиг 3 приведена диаграмма, иллюстрирующая работу устройства, когда

, оттает от на угол <, что соответ1 ствует области срабатывания, которой соответствует выход 26 (фиг. 2),для которой Ч и P.4, Г- Р, где 9 = 2I f t к ф.1=2%ft« 4 р - выдержки времени на срабатывания элементов ВС 15 и Вс 21.

Для области срабатывания, которой соответствует выход 26 (см. фиг. 2), длительность совпадения импульсов на входах элементов И 17, И 19 больше (ВС 15), а иа входах элементов И 23, И 25 больше (ВС 21), ввиду чего имеет

5 675516 6 место подхват срабатывания элементов 2 больше ti а на разноименных выхоИ 17, И 19, И 23 и И 25 от элементов дах больше

ВС 15 и ВС 21 через элементы ИЛИ 16, В этом случае подхвата срабатываИЛИ 18, а также ИЛИ 22, ИЛИ 24. Вслед- ния элемечтов И 17, И 19р И 23 и И 24 ствие этого на выходах элементов И 17 через элементы ИЛИ 16, ИЛИ 18 и ИЛИ и И 19 появляются импульсы продолжи- 22, ИЛИ 24 не происходит и на выходе тельностью, сдвинутые друг относи- 5 элементов ИЛИ 14 и ИЛИ 20 появляется тельно друга на Я, Аналогичные им- последовательность импульсов, следуюпульсы возникают на выходах элементов их друг за другом через полпериода.

И 23, И 25. В результате этого на вы- На выходе элементов ВС 15 и ВС 21 ходах элементов ИЛИ 14 и ИЛИ 20 появ- появляется также последовательность ляются непрерывные выходные сигналы, !О еще более коротких импульсов. Как видкоторые затем соответственно через но из фиг . 5, импульсы на входах элевремя 1 н tz появляются на входах и мента И 5 не совпадают по времени, повыходах элементов BB б и BB 9, Выход- этому сигнал на его выходе не появляные сигналы последних подаются на за- ется. прещающие входы элементов Запрет )g Благодаря задержке на возврат эле7 и 10, предотвращая появление сигна- ментов ВВ б и ВВ 9, на их выходах полов в областях, соответствующих выхо- являются непрерывйые сигналы, которые дам 28 и 29, на выходах элементов 8 подаются на первый и второй входы элеи 11. После срабатывания обоих элемен- мента И 12 и осуществляется взаимный тов ВС 15 и ВС 21 появляется сигнал 2О запрет цепей с выходами 28 и 29 при на выходе 26 элемента И 5, являющий- помощи элементов Запрет 7 и 10. ся выходным сигналом устройства для Вследствие несрабатывания элемента рассматриваемой области срабатывання. И 5, на третьем входе элемента И 12

Благодаря элементу НЕ 13 исключается сигнал не исчезает, элемент И 12 срапоявление сигнала на выходе 27 эле25 батывает и на его выходе появляет ся мента И 12. Для предотвращения появ- сигнал 27. ления кратковременного сигнала на вЫ- На фиг. б приведена диаграмма раходах элементов ВС 8 и ВС 11 их вы- боты устройства, когда 1 отстает от держка времени принимается одинако- 0 на угол, меньший 3q что соответвой с учетом условия ствует области срабатывания 28, для =1 ) $-(t<+tz) °

30 . которой — < р р .,Цля этой обласF Ф 4, ти ДЛитель1 ост coB11meHHR импульсОВ ясняющая работу устройства три сдви- На ОДНОИМЕННЫХ ВЫХОДаХ ПРЕОбРаЗОВатЕге Фаз между 6 и Eg, соответств ем лей 1 и 2 больше В», а на разноимену ловой области срабатывания 29, для

В этой области подхват срабатыва35 ственно длительность совпадения им- ния имеет место лишь для элементов пульсов на ря ых выходах преобразо- 1 и И 19. На выходе элемента ИЛИ

И 7 вателей 1 и 2 мен е gq а на 0 поЯвлЯютсЯ импУльсы, следУющие ноименных выходах - больше +2 ° При дру за другом через полпериода, с таком угле сдвига условий я подхва 40 продолжительностью меньшей tg. пота срабатывания элементов И 17 и И 19 зтомУ на выходе элемента ВС 21 сигнаерез элементы ИЛИ 16 и ИЛИ 18 не . ла не появляется следовательно отвозник т в ледствие того, о яе . сутствует выходной сигнал на элемен срабатывает элемент BC 15. Подхвата срабатывания элементов И 23 и И 25 45 На выходе элемента В 15 обРазУетта: е не происходит хотя элей,.ит — .. ся непрерывный сигнал который вызываВС 21 кратковременно перио ичес1,и cpat т За

t ° "ю

ВС 8, что приводит к

И 24, а также ИЛИ 20 меются импульсы поЯвлению сигнала на выходе 28 УстРойпродолжительностью менее, а на

Помимо рассмотренных, устройство выходе элемента ВС 21 импульсы еще имеет еще два дОпОлнительных выхода

ВВ 9 превращает их в непрерывный сигугловая область срабатывания для выхода 30 равна сумме областей 26 27 ластей 26, 27 и 29. по кольку сигнал на запрещающем входе элемент 3 р 10 у у элемента Запрет 10 отсутствует.

Технико-экономическая эффективность данного изобретения определяется тем, что оно позволяет использовать при выНа фиг. 5 приведены диаграммы ра» полнении релейной защиты один измериботы устройства, когда f отстает От бо тельный орган сдвига фаз для нескольfZ на угол, соответствующий области ких областей срабатывания вместо несрабатывания 27, для которой Ю» а- скольких измерительных органов.

= p< < рд — y<, Для этой Области дли- Формула изобретения тельность совпадения импульсов на 1. Устройство для сравнения по Фапрямых выходах преобразователей 1 и 5 зе двух электрических величин, содер7 6755 жащее два преобразователя напряжения с прямым и инверсным выходом каждый, два цискриминатора длительности совпадения импульсов и подключенный к их выходам первый элемент И, причем ,прямой и инверсный выходы первого преобразователя напряжения соединены со- 5 ответственно с первым и вторым входа- . ми первого дискриминатора и с третьим и четвертым входами второго дискриминатора, а прямой и инверсный вы ходы второго преобразователя напряже- 10 ния соединены соответственно с третьим и четвертым входами первого дискриминатора и со вторым и первым входами второго дискриминатора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем получения трех дополнительных областей трабатывания, оно дополнительно снабжено элементами H, HE и aZM omrHa o ue MH< 20 выполненными из включенных последовательно элемента задержки на возврат, элемента Запрет и элемента задержки на срабатывание, при этом входы этих цепей подключены к выходам дискриминаторов, выход элемента задержки на возврат каждой цепи подклю .чен к запрещающему входу элемента Запрет другой цепи, а также к сво- ему входу дополнительного элемента

И, к третьему входу которого через

16, 8 дополнительный элемент НЕ включен выход первого элемента И.

2 ° Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый из упомянутых дискриминаторов содержит включенные последовательно элемент

ИЛИ с двумя входами и элемент задержки на срабатывание, выход которого является выходом дискриминатора, причем на каждый из входов элемента ИЛИ включена цепь, состоящая из последовательно включенных вспомогательных элементов И и ИЛИ, каждый с двумя входами, выход элемента запержки на срабатывание соединен с первыми входами обоих вспомогательных элементов

ИЛИ, а вторые входы вспомогательных элементов ИЛИ и И являются входами дискриминатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сборник докладов научно-технической конференции по итогам научно- . исследовательских работ за 1968.-1969г.>

Московского энергетического института, апрель 1970, Секция электроэнергетическая, подсекция автоматизации и релейной защиты энергосистем, с. 12-.

21.

2. Заявка Р 2178759/07, 07,10.75, кл. Н 02 Н 3/40, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

675516

Составитель Л. Корнеева:

Ре акто О. Стенина Тех е О.Ан ейко Ко екто Н Сте

Заказ 4323/45 Тираж 856 Подписное цНИИПИ Государственного:. комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3р 35 Москва Ж-35 РаУшская н аб 4 5

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4