Opublikowano: 18.VI.1965 49490 KI. 21 c, 68/50 MKP UKD MM, $00.Twórca wynalazku: mgr inz. Jerzy Wojciechowski Wlasciciel patentu: Zaklad Badan i Pomiarów „Energopomiar" Przedsiebiorstwo Panstwowe, Gliwice (Polska) &\mi Przekaznik kierunkowy i Przekazniki kierunkowe stosowane w zabezpie¬ czeniach ukladów eletkroenergetycznych wykony¬ wane bywaja w oparciu o rózne uklady pomiaro¬ we. Wiekszosc z nich (indukcyjne, dynamiczne, elektromagnetyczne, prostownikowe i halotronowe) posiada charakterystyki typu Ul.cos (q? + a) gdzie „q" jest katem przesuniecia fazowego miedzy pra¬ dem i napieciem, a „a" katem przesuniecia we¬ wnetrznego. Przekazniki w ukladzie impulsowym posiadaja charakterystyke niezalezna od modulów wartosci na zaciskach. Dzialaja one w oparciu o porównanie polozenia impulsu prostokatnego, od¬ powiadajacego na przyklad dodatniemu pólokre- sowi napiecia, z polozeniem krótkotrwalego impul¬ su formowanego na przyklad w momencie przecho¬ dzenia pradu przez wartosc zerowa w kierunku narastania.Zasada dzialania przekaznika kierunkowego be¬ dacego przedmiotem wynalazku jest odmienna od stosowanych dotychczas. Uklad pomiarowy wymie¬ nionego przekaznika zbudowany jest z bloków lo¬ gicznych i niezaleznie od modulów wartosci na za¬ ciskach przekaznika okresla wyprzedzenie wzgled¬ nie opóznienie jednej wielkosci na wejsciu ukla¬ du pomiarowego w stosunku do drugiej wielkosci.Charakteryzuje sie on duza szybkoscia dzialania nie przekraczajaca 1 okresu (dla podwójnego ukla¬ du z odwrotna polaryzacja czas dzialania nie prze¬ kracza 1/2 okresu. Oparcie ukladu pomiarowego 25 30 o bloki logiczne daje prostote ukladu i duza pew¬ nosc pracy.Niezaleznosc dzialania od amplitud wielkosci wejsciowych oraz od wielkosci kata fazowego mie¬ dzy wymienionymi wielkosciami (w strefie dziala¬ nia) zapewniaja przekaznikowi wysoka czulosc.Przekaznik kierunkowy 'bedacy przedmiotem wy¬ nalazku moze znalezc szerokie zastosowanie w czlo¬ nach kierunkowych, okreslajacych kierunek prze¬ plywu energii przy zwarciach, w dowolnych typach zabezpieczen (szczególnie tranzystorowych) lub ja¬ ko niezalezny przekaznik kierunkowy. Moze on byc równiez stosowany we wszelkich innych urza¬ dzeniach (ukladach) pradu przemiennego w których konieczne jest okreslenie wzajemnego wyprzedze¬ nia lub opóznienia fazowego dwóch wielkosci.Przyklad rozwiazania przekaznika kierunkowe¬ go wedlug wynalazku przedstawiony jest na ry¬ sunku, przy czym fig. 1 przedstawia ogólny sche¬ mat przekaznika kierunkowego, fig. 2 ilustruje przypadek gdy faza sygnalu na wejsciu a wyprze¬ dza faze sygnalu na wejsciu b, fig. 3 ilustruje przypadek gdy faza sygnalu na wejsciu a jest opózniona w stosunku do fazy sygnalu na wejs¬ ciu b.Wielkosci, których fazy ulegaja porównaniu przeksztalcane sa przez uklady formujace Pi, P2 w prostokaty pokrywajace sie z dodatnimi (lub ujemnymi) polówkami okresów pradu wejsciowego.Przeksztalcone sygnaly w formie prostokatnych 4949049490 impulsów doprowadzane sa nastepnie do wejsc a i b ukladu pomiarowego L. Formowanie moze byc przeprowadzone róznymi sposobami, w ukla¬ dach znanych z ogólnodostepnej literatury, przy czym szerokosc impulsów moze byc w niewiel- 5 kich granicach, regulowana.Zasadnicza czescia przekaznika jest uklad po¬ miarowy L zlozony z 'bloków logicznych sumy 1, 3, 5, bloków logicznych iloczynu 2, 6 i bloku ne¬ gacji 4 oraz sprzezen zwrotnych. Sposób wykona- 10 nia bloków logicznych nie stanowi istoty wyna¬ lazku i nie jest podany w niniejszym opisie, gdyz sa to typowe elementy powszechnie znane i sto¬ sowane w technice pólprzewodnikowej.Na wejsciach a i b ukladu pomiarowego L, w 15 danym momencie czasowym wystepuja cztery za¬ sadnicze stany, a mianowicie gdy na obu wejs¬ ciach a,b nie ma napiecia, gdy na obu wejsciach a,b istnieje napiecie, gdy na wejsciu a istnieje na¬ piecie natomiast na wejsciu b nie ma napie- 2o cia, lub gdy na wejsciu a nie ma napiecia, a na wejsciu b napiecie istnieje.W dzialaniu ukladu pomiarowego wyróznia sie dwa zasadnicze przypadki wystepujace wtedy, kiedy po braku napiecia pojawia sie najpierw na- 25 piecie na wejsciu a, a po tym na wejsciu b, lub tez gdy po braku napiecia na oibu wejsciach najpierw pojawia sie napiecie na wejsciu b, a po tym na wejsciu a, przy czym przypadek pierwszy ilustruje fig. 2, a przypadek drugi — fig. 3.W tablicach zaleznosci (fig. 2 i fig. 3), „1" ozna¬ cza istnienie napiecia na wejsciu a,b lub wyjsciu y, a „O" oznacza, ze napiecia nie ma.W pierwszym przypadku dzialania ukladu pomia¬ rowego, po pojawieniu sie napiecia na wejsciu a momentalnie pojawia sie napiecie na wyjsciu y i bedzie istnialo tak dlugo, jak dlugo bedzie istnialo napiecie na wejsciu a dzieki sprzezeniu zwrotne¬ mu (podtrzymania. sygnalu) na wyjsciowym bloku logicznym iloczynu 6. Po zaniku napiecia na wejs- 40 ciu a zanika napiecie na wyjsciu y. Taka sytuacja powtarza sie w kazdym okresie. Sygnal wyjsciowy moze dzialac na przekaznik pomocniczy lub inne 30 35 dowolna urzadzenie o czasie powrotu dluzszym od pól okresu. Sygnal wyjsciowy moze równiez bezpo¬ srednio sterowac innymi ukladami zaleznymi od pracy przekaznika kierunkowego. Przekaznik kie¬ runkowy mozna tez w ten sposób wykonac, ze w omawianym przypadku na jego wyjsciu wysta¬ pi sygnal ciagly. Osiaga sie to przez polaczenie „lub" (suma logiczna) dwóch wyjsc odwrotnie po¬ laryzowanych, ukladów przekaznika kierunkowego.W drugim zasadniczym przypadku dzialania ukladu pomiarowego, po braku napiecia na obu wejsciach najpierw pojawi sie napiecie na wejsciu b, a po tym na wejsciu a. Pojawienie sie napiecia na wejsciu b powoduje pojawienie sie napiecia na jednym z wejsc bloku logicznego sumy 3, co z ko¬ lei poprzez blok logiczny negacji 4 i blok logiczny sumy 5 powoduje zanik napiecia na odpowiednim wejsciu bloku logicznego iloczynu 6.Tym samym po pojawieniu sie napiecia na wejs¬ ciu a ukladu pomiarowego, nie pojawi sie napie¬ cie na wyjsciu y. Gdy zanika napiecie na wejs¬ ciu b, na wejsciu bloku logicznego negacji 4 na¬ piecie w dalszym ciagu wystepuje ?z do chwili zaniku napiecia na wejsciu a. Nastepuje to w wy¬ niku sprzezenia zwrotnego, podtrzymujacego na¬ piecie na odpowiednim wejsciu bldku logicznego iloczynu 2, poprzez blok logiczny sumy 1. PLPublished: 18.VI.1965 49490 IC. 21 c, 68/50 MKP UKD MM, $ 00. Inventor: mgr inz. Jerzy Wojciechowski Patent owner: Zakład Badan i Pomiarów "Energopomiar" Przedsiebiorstwo Panstwowe, Gliwice (Poland) & \ mi Directional relay and Directional relays used in security power systems are made on the basis of various measurement systems. Most of them (inductive, dynamic, electromagnetic, rectifier and hallotron) have characteristics of the type Ul.cos (q? + a) where "q" is the angle of the phase shift between and voltage, and "a" with the angle of internal shift. The impulse relays have a characteristic independent of the value modules at the terminals. They operate on the basis of a comparison of the position of a rectangular pulse, corresponding to, for example, a positive voltage half-curve, with the position of the short-term pulse formed, for example, when the current passes through the zero value in the direction of the rise. The directional line of the invention is different from those used so far. The measuring system of the aforementioned relay is built of log blocks and, regardless of the value modules on the terminals of the relay, it determines the advance or delay of one quantity at the input of the measuring system in relation to the other quantity. It is characterized by a high operating speed exceeding 1 period (for a double system with reverse polarity, the operating time does not exceed 1/2 period. Basing the measuring system 25 30 on logical blocks gives the system simplicity and a high operational reliability. The operation is independent of the amplitudes of the input quantities and the size of the The phase angle between the above-mentioned quantities (in the operating zone) provide the relay with high sensitivity. The directional relay, which is the subject of the invention, can be widely used in directional elements, determining the direction of energy flow at short-circuits, in any type of protection (especially transistor ones) or as an independent directional relay that it can also be used in all other alternating current devices (systems) in which it is necessary to determine mutual advance or phase delay of two quantities. An example of a directional relay solution according to the invention is shown in the figure, where fig. 1 shows the general diagram of a direction relay, Fig. 2 illustrates the case where the phase of the input signal a leads to the phase of the signal at input b, Fig. 3 illustrates the case where the phase of the input signal a lags behind the phase of the input signal. The quantities whose phases are compared are transformed by the forming systems Pi, P2 into rectangles coinciding with the positive (or negative) halves of the input current periods. Transformed signals in the form of rectangular 4949049490 pulses are then fed to the inputs L. a and b Forming the measuring system can be performed in various ways, in systems known from the generally available literature, The pulse width can be adjusted within small limits. The main part of the relay is the measuring system L, composed of the sum logic blocks 1, 3, 5, the product logic blocks 2, 6 and the negotiation block 4 and the feedback . The method of making the logic blocks does not constitute the essence of the invention and is not given in this description, as they are typical elements commonly known and used in semiconductor technology. There are four at the inputs a and b of the measurement system L at any given time. The basic states, namely when there is no voltage on both inputs a, b, when there is voltage on both inputs a, b, when there is voltage at input a and when there is no voltage at input b, or When there is no voltage at input a, and there is voltage at input b. In the operation of the measuring system, two basic cases are distinguished, which occur when, after the lack of voltage, voltage first appears at input a, and then at input b, or also when, after no voltage on the o and b inputs, first a voltage appears at input b, and then at input a, the first case is illustrated in Fig. 2, and the second case - in Fig. 3. In the dependency tables (Fig. 2 and Fig. 3), "1" means there is na There is no voltage at the input a, b or output y, and "O" means that there is no voltage. In the first case of the operation of the measuring system, after the voltage appears at the input and the voltage at the output y appears and it will exist as long as for a long time there will be voltage at the input and thanks to feedback (sustaining. signal) on the output logic of the product 6. After the voltage decay at the input and the voltage at the output y disappears. This situation repeats itself in each period. The output signal may act on an auxiliary relay or any other device with a recovery time greater than half a period. The output signal can also directly control other systems dependent on the operation of the direction relay. The directional switch can also be made in such a way that in the case in question a continuous signal appears at its output. This is achieved by combining "or" (logical sum) of two inversely polarized outputs, directional relay circuits. In the second essential case of the operation of the measuring system, after no voltage on both inputs, first voltage appears at input b, and then at the input a. The appearance of a voltage on input b causes the appearance of a voltage on one of the inputs of the sum logic block 3, which in turn, through the negation logic block 4 and the sum logic block 5, causes a voltage loss on the corresponding input of the product logic block 6. If voltage appears on the input a of the measuring system, there will be no voltage on the output y. When the voltage on input b disappears, voltage continues to appear at the input of the negation logic block 4 until the voltage disappears on This occurs as a result of feedback, sustaining the voltage on the corresponding input of the logical error of the product 2, through the logic block of the sum 1. PL