PL50692B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 25.11.1966 50692 Óln "R/M ' KI. -31o, 26/01 \ - MKP G 01 r /9///t) OJk^TELNIA Urzedu Poientowpan Polskiej Izemfor <¦. i Twórca wynalazku: prof. dr Józef Zydanowicz Wlasciciel patentu: Politechnika Warszawska, Warszawa (Polska) Sposób porównywania ze soba dwóch napiec elektrycznych sinusoidalnych oraz komparator napieciowy do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób porówny¬ wania ze soba dwóch napiec elektrycznych sinu¬ soidalnych oraz komparator napieciowy do stoso¬ wania tego sposobu.W automatyce i w technice elektroenergetycz¬ nych zabezpieczen przekaznikowych znane sa ukla¬ dy pomiarowe zwane komparatorami napieciowy¬ mi, sluzace do porównywania ze soba dwóch na¬ piec elektrycznych sinusoidalnych. Komparator napieciowy sklada sie z elementu wstepnego, slu¬ zacego do wyprostowania dwupolówkowego po¬ równywanych napiec sinusoidalnych, z elementu po¬ równawczego, sluzacego do odejmowania od siebie napiec wyjsciowych z elementu wstepnego, z ele¬ mentu wybiorczego sluzacego do wydzielania im¬ pulsów wybranego kierunku z krzywej napiecia na wyjsciu z elementu porównawczego i z ele¬ mentu czasowego dzialajacego w przypadku, gdy czas trwania kazdego z tych impulsów przekracza okreslona wartosc rozruchowa.Istotna cecha tych znanych komparatorów jest zastosowanie w nich przeksztalcenia przebiegu cza¬ sowego porównywanych napiec, polegajacego na prostowaniu dwupolówkowym kazdego z tych na¬ piec, w konsekwencji czego charakterystyka roz¬ ruchowa tych komparatorów w plaszczyznie ze¬ spolonej stosunku porównywanych napiec przy¬ biera ksztalt krzywej zamknietej, zlozonej z luków kolowych i obejmujacej srodek ukladu wspólrzed¬ nych. Ta ostatnia wlasnosc stanowi zarazem za- 10 25 30 sadnicza wade tych komparatorów, uniemozliwia¬ jaca ich bezposrednie wykorzystanie w charak¬ terze elektroenergetycznych przekazników oporno- sciowo-kierunkowych, reagujacych na kierunek mocy zwarciowej w przypadku zwarcia w ukladzie elektroenergetycznym.Inna wada tych znanych komparatorów sa pew¬ ne trudnosci w bezposrednim uzyskaniu charakte¬ rystyki rozruchowej o ksztalcie prostoliniowym, który moze byc pozadany w niektórych typach przekazników elektroenergetycznych, np. reaktan- cyjnych lub kierunkowych.Mozna wprawdzie otrzymywac przytoczone typy charakterystyk za pomoca znanych komparatorów przez stosowanie odpowiednich sprzezen miedzy porównywanymi napieciami, jednak sposób ten po¬ woduje znaczne skomplikowanie ukladu oraz wzrost jego kosztu.Wynalazek dotyczy sposobu porównywania ze soba dwóch napiec elektrycznych sinusoidalnych, polegajacego na przeksztalceniu pdzebiegu czaso¬ wego porównywanych napiec, wytworzeniu rózni¬ cy porównywanych napiec po dokonaniu tego prze¬ ksztalcenia, wydzieleniu z krzywej napiecia wyj¬ sciowego impulsów wybranego kierunku oraz po¬ równaniu czasu trwania tych impulsów z okreslo¬ na wartoscia rozruchowa tego czasu.Istota wynalazku polega na tym, ze w celu prze¬ ksztalcenia przebiegu czasowego porównywanych ze soba napiec wyprostowuje sie jednopolówkowo 50692. 50692 ' jedno z tych napiec przy jednoczesnym niewypro- stowaniu lub wyprostowaniu jednopolówkowym drugiego z tych napiec.Na podstawie rozwazan teoretycznych oraz ba¬ dan laboratoryjnych stwierdzono, ze dzieki tego rodzajowi- sposobu porównywania dwóch napiec sinusoidalnych otrzymuje sie charakterystyki roz¬ ruchowe komparatorów napieciowych w plaszczyz¬ nie zespolonej stosunku porównywanych napiec, a mianowicie o ksztalcie krzywych symetrycznych wzgledem osi rzeczywistej ukladu wspólrzednych i nie obejmujacych poczatku ukladu wspólrzed¬ nych.Tego rodzaju charakterystyki rozruchowe nie moga byc uzyskiwane bezposrednio za pomoca znanych komparatorów napieciowych, w których jest* zastosowane prostowanie dwupolówkowe kaz¬ dego z porównywanych napiec.Komparator napieciowy do wykonywania sposo¬ bu wedlug wynalazku sklada sie z elementu wstep¬ nego, porównawczego, wybiorczego i czasowego, podobnie jak w znanych ukladach komparatorów napieciowych. Istotna cecha odrózniajaca kompa¬ rator napieciowy wedlug wynalazku od znanych komparatorów napieciowych jest odmienne wyko¬ nanie elementu wstepnego, który w komparatorze napieciowym wedlug wynalazku zawiera uklad prostownikowy sluzacy do prostowania jednopo- lówkowego jednego z porównywanych napiec lub obydwu tych napiec.Na fig. 1 jest podany jeden z przykladów sche¬ matu blokowego komparatora napieciowego we¬ dlug wynalazku.Do elementu prostownikowego wstepnego 1 do¬ prowadza sie porównywane napiecia zmienne, a mianowicie napiecie robocze Ur i napiecie hamu¬ jace Uh W danym przypadku wyprostowaniu jed- nopolówkowemu podlega tylko napiecie robocze Ur. Element porównawczy 2 sluzy do wytworzenia róznicy porównywanych napiec na wyjsciu z ele¬ mentu wstepnego. Oporniki Ri i R2, wchodzace w sklad elementu porównawczego, sluza do wy¬ tworzenia spadków napiecia, które zostaja od sie¬ bie elektrycznie odjete. Nastepnie róznica tych spadków napiecia zostaje doprowadzona do ele¬ mentu wybiorczego 3, który z krzywej czasowej napiecia doprowadzonego wydziela impulsy wy¬ branego kierunku i ewentualnie zamienia je na impulsy prostokatne.Element czasowy 4 dziala w przypadku, gdy czas trwania kazdego z doprowadzonych impulsów na wyjsciu elementu wybiorczego przekracza okreslo¬ na wartosc. To dzialanie elementu czasowego mo¬ ze np. polegac na zatrzymaniu impulsów o czasie trwania krótszym od okreslonej wartosci i na przepuszczeniu jedynie impulsów dluzszych. Na¬ piecie wyjsciowe Uw pojawia sie na wyjsciu ele¬ mentu czasowego 4 przez caly czas trwania nad¬ wyzki czasu impulsu nad wartoscia rozruchowa tego czasu.Na fig. 2 jest uwidoczniony przebieg wartosci chwilowych napiecia roboczego Ur oraz napiecia hamujacego Uh na wyjsciu z elementu wstepne¬ go 1, przedstawionego na fig. 1, przy czym zakre- skowano obszary odpowiadajace czasom trwania impulsów wydzielonych elementem wybiorczym 3.Analiza ukladu przedstawionego na fig. 1 wy¬ kazuje, ze charakterystyka rozruchowa kompara- 5 tora tego typu w plaszczyznie zespolonej stosunku napiecia hamujacego do napiecia roboczego bedzie posiadala ksztalt dwóch luków schodzacych sie w srodku O ukladu wspólrzednych i w punkcie A na osi rzeczywistej oraz symetrycznych wzgledem 10 tej osi (fig. 3). Przebieg charakterystyki rozrucho¬ wej zalezy od wartosci rozruchowej czasu trwania impulsu rozruchowego tp, wzglednie proporcjonalne¬ go do tego czasu kata fazowego ap = atp. Przebieg przedstawiony na fig. 3a odpowiada katom fazo- 15 wym a przebieg przedstawiony na fig. 3c — katom fa¬ zowym (xp zawartym w granicach od 270° do 360°.Na uwage zasluguje przebieg przedstawiony na fig. 3b o ksztalcie kola przechodzacego przez po- 20 czatek ukladu wspólrzednych, odpowiadajacy ka¬ towi fazowemu W przypadku przebiegunowania któregokolwiek z napiec na wejsciu do elementu wstepnego cha¬ rakterystyka rozruchowa przedstawiona na fig. 3 25 ulega obróceniu o kat 180° wzgledem poczatku ukladu wspólrzednych.Na fig. 4 jest podany odmienny uklad kompara¬ tora wedlug wynalazku, w którym zastosowano prostowanie jednopolówkowe napiecia hamujacego, 30 natomiast nie zastosowano prostowania napiecia roboczego.Na fig. 5 jest przedstawiony przebieg wartosci chwilowych napiecia roboczegu Ur oraz napiecia hamujacego Uh na wyjsciu z elementu wstepne- 35 go 1 przedstawionego na fig. 4, przy czym zakre- skowano obszary odpowiadajace czasom trwania impulsów wydzielonych elementem wybiorczym 3.Analiza tego ukladu wykazuje, ze charakterystyka rozruchowa komparatora w plaszczyznie zespolo¬ no nej stosunku napiecia hamujacego do napiecia ro¬ boczego bedzie posiadala ksztalt dwóch pólprostych wychodzacych ze wspólnego punktu A na osi rze¬ czywistej i symetrycznych wzgledem tej osi (fig. 6).Przebieg charakterystyki rozruchowej zalezy od 45 czasu trwania impulsu rozruchowego tp, wzglednie proporcjonalnego do tego czasu kata fazowego <*p.= wtp. Przebieg przedstawiony na fig. 6a odpo¬ wiada katom fazowym ap zawartym w granicach od 0° do 90°, a przebieg przedstawiony na fig. 6c— 50 katom fazowym ap zawartym w granicach od 90° do 180°. Na uwage zasluguje przebieg przedsta¬ wiony na fig. 6b o ksztalcie linii prostej, odpowia¬ dajacy katowi fazowemu ap = 90°.Charakterystyki rozruchowe przedstawione na fig. 6 mozna otrzymac równiez w inny sposób, a mianowicie stosujac prostowanie jednopolówko¬ we zarówno dla napiecia roboczego, jak i dla na¬ piecia hamujacego. Przebieg tych charakterystyk nie zalezy od tego, czy napiecie robocze jest pro¬ stowane jednokierunkowo, czy w ogóle nie jest prostowane.W przypadku przebiegunowania któregokolwiek z napiec na wejsciu do elementu wstepnego cha- 65 rakterystyki rozruchowe przedstawione na fig. 5 55 6050692 5 ulegaja obróceniu o kat 180° wzgledem poczatku ukladu wspólrzednych.Komparator napieciowy wedlug wynalazku mo¬ ze byc wykorzystany jako element porównujacy 1. dwie doprowadzone wielkosci elektryczne pod 5 wzgledem amplitudy i fazy w elektroenergetycz¬ nych zabezpieczeniach przekaznikowych róznico¬ wych, kierunkowych i odleglosciowych.W przypadku zabezpieczen róznicowych do kom¬ paratora doprowadza sie napiecia bedace kombi- 10 nacjami liniowymi pradów po obydwu stronach zabezpieczanego obiektu elektroenergetycznego, którym moze byc generator, transformator, linia elektroenergetyczna lub silnik, a w przypadku na¬ tomiast zabezpieczen kierunkowych lub odleglo- 15 sciowych do komparatora doprowadza sie napiecia bedace kombinacjami liniowymi napiecia i pradu na zaciskach wejsciowych przekaznika. Odpowied¬ nie kombinacje liniowe pradów wzglednie napie- 2. cia i pradu uzyskuje sie za pomoca ukladów su- 2Q mujacyeh.Na fig. 7 sa przedstawione przykladowo dwa ty¬ py charakterystyk rozruchowych przekazników opornosciowych, które mozna otrzymac za pomoca komparatora wedlug wynalazku. 25 Charakterystyka przedstawiona na fig. 7a moze byc uzyskana za pomoca jednego tylko kompara¬ tora przez obrót charakterystyki rozruchowej przedstawionej na fig. 3c w odpowiednim ukladzie sumujacym, a charakterystyka przedstawiona na 30 fig. 7b za pomoca dwóch komparatorów wedlug wynalazku o szeregowo polaczonych zestykach.Powstala ona z dwóch charakterystyk przedsta¬ wionych na fig. 6 przez dokonanie odpowiednich przesuniec i obrotów w odpowiednim ukladzie su- 35 mujacym. 6 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe Sposób porównywania ze soba dwóch napiec elektrycznych sinusoidalnych, polegajacy na przeksztalceniu przebiegu czasowego porówny¬ wanych napiec, wytworzeniu róznicy tych na¬ piec po dokonaniu tego przeksztalcenia, wy¬ dzieleniu z krzywej napiecia wyjsciowego im¬ pulsów wybranego kierunku oraz porównaniu czasu trwania tych impulsów z okreslona war¬ toscia rozruchowa tego czasu, znamienny tym, ze w celu przeksztalcenia przebiegu czasowego porównywanych ze soba napiec wyprostowuje sie jednopolówkowo jedno z tych napiec przy jednoczesnym niewyprostowaniu lub wyprosto¬ waniu jednopolówkowym drugiego z tych na¬ piec. Komparator napieciowy do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1, skladajacy sie z elementu wstepnego sluzacego do prostowania porówny¬ wanych napiec, z elementu porównawczego, slu¬ zacego do wytworzenia róznicy tych napiec na wyjsciu z elementu wstepnego, z elementu wy¬ biorczego, który z krzywej czasowej napiecia doprowadzonego do tego elementu wydziela im¬ pulsy wybranego kierunku, oraz z elementu czasowego, który dziala w przypadku, gdy czas trwania kazdego z impulsów na wyjsciu z ele¬ mentu wybiorczego przekracza okreslona war¬ tosc rozruchowa, znamienny tym* ze element wstepny (1) zawiera uklad prostownikowy sluza¬ cy do prostowania jednopolówkowego jednego z porównywanych napiec lub obydwu tych na¬ piec.50692 r_LH._ % ^ \ ^ lii. NI* ZZCI.T. «* ^ Li. £ 6 Q O <^h ^ «* * Zaklady Kartograficzne, Wroclaw — Zam. 756. naklad 370 egz. PL