RU2219614C1

RU2219614C1 - Differential relay

Info

Publication number: RU2219614C1
Application number: RU2002110983/09A
Authority: RU
Inventors: В.В. Березов
Original assignee: Березов Владимир Владимирович
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2003-12-20

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: differential relay designed for use in short-circuit protective gear incorporates noise protection capability and has series-connected transformer-reactor unit, rectifier unit, lowfrequency filter, three threshold units, reversible counter, final element, monostable multivibrator, clock generator, and AND gate. EFFECT: enhanced precision. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах дифференциальной защиты трансформаторов при коротких замыканиях в условиях возможного возникновения бросков тока намагничивания, которые возникают при включении ненагруженного трансформатора. The invention relates to electrical engineering and can be used in devices for the differential protection of transformers during short circuits under the conditions of the possible occurrence of magnetizing current surges that occur when an unloaded transformer is turned on.

Известно устройство, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик, дешифратор, формирователь импульсов и исполнительный элемент, выполненный в виде транзистора [1]. A device is known that contains a series-connected clock generator, a binary counter, a decoder, a pulse shaper and an actuator made in the form of a transistor [1].

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие использовать его в качестве дифференциального реле. The disadvantage of this device is the relatively narrow functionality that does not allow using it as a differential relay.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно соединенные трансреактор, выпрямительный блок, активный фильтр, второй пороговый блок и исполнительный элемент [2]. The closest in technical essence to the proposed one is a device containing a series-connected transreactor, a rectifier block, an active filter, a second threshold block and an actuator [2].

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая точность в условиях возможного действия помех. The disadvantage of the closest technical solution is the relatively low accuracy in terms of the possible effects of interference.

Техническим результатом изобретения является повышение точности. The technical result of the invention is to increase accuracy.

Этот технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные трансреактор, выпрямительный блок, фильтр нижних частот и первый пороговый блок, а также последовательно соединенные второй пороговый блок и исполнительный элемент, введены реверсивный счетчик, выход которого соединен с входом второго порогового блока, последовательно соединенные одновибратор, вход которого соединен с клеммой для подключения сигнала запуска реле, а выход - с входом установки в ноль реверсивного счетчика, и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с информационным входом реверсивного счетчика, а также третий пороговый блок, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, и элемент И, прямой вход которого соединен с выходом первого порогового блока, инверсный вход соединен с выходом третьего порогового блока, а выход соединен с управляющим входом реверсивного счетчика, кроме того, выход одновибратора соединен со входом запуска генератора тактовых импульсов. This technical result is achieved by the fact that in the device containing a series-connected transreactor, a rectifier block, a low-pass filter and a first threshold block, as well as a series-connected second threshold block and an actuating element, a reversible counter is introduced, the output of which is connected to the input of the second threshold block, one-shot in series, the input of which is connected to the terminal for connecting the relay start signal, and the output - with the installation input at the zero of the reverse counter, and the generator clock pulses, the output of which is connected to the information input of the reverse counter, as well as the third threshold block, the input of which is connected to the output of the reverse counter, and the element And, the direct input of which is connected to the output of the first threshold block, the inverse input is connected to the output of the third threshold block, and the output is connected to the control input of the reversible counter, in addition, the output of the single-shot is connected to the start input of the clock generator.

На фиг.1 представлена электрическая структурная схема дифференциального реле, на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу, а именно: а - напряжение U1 на выходе трансреактора 1, б - напряжение U2 на выходе выпрямительного блока 2, в - напряжение U4 на выходе порогового блока 4, г - напряжение U5 на выходе реверсивного счетчика 5, д - напряжение U6 на выходе второго порогового блока 6. Figure 1 presents the electrical structural diagram of a differential relay, figure 2 is a timing diagram explaining its operation, namely: a - voltage U1 at the output of transreactor 1, b - voltage U2 at the output of rectifier unit 2, c - voltage U4 to the output of the threshold block 4, d - voltage U5 at the output of the reversible counter 5, d - voltage U6 at the output of the second threshold block 6.

Дифференциальное реле (фиг.1) содержит последовательно соединенные трансреактор 1, выпрямительный блок 2, фильтр 3 нижних частот и первый пороговый блок 4, а также последовательно соединенные реверсивный счетчик 5, второй пороговый блок 6 и исполнительный элемент 7, последовательно соединенные одновибратор 8, выход которого соединен с входом установки в ноль реверсивного счетчика 5, и генератор 9 тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика 5, а также третий пороговый блок 10, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика 5, и элемент И 11, прямой вход которого соединен с выходом первого порогового блока 4, инверсный вход соединен с выходом третьего порогового блока 11, а выход соединен с управляющим входом реверсивного счетчика 5. The differential relay (Fig. 1) contains a series-connected transreactor 1, a rectifier block 2, a low-pass filter 3 and a first threshold block 4, as well as a series-connected reverse counter 5, a second threshold block 6 and an actuating element 7 connected in series with a single-shot 8, output which is connected to the zero input of the reversible counter 5, and a clock pulse generator 9, the output of which is connected to the counting input of the reverse counter 5, as well as a third threshold unit 10, the input of which is connected to the output ohms down counter 5, and the AND gate 11, the direct input of which is connected to the output of the first threshold unit 4, an inverse input connected to the output of the third threshold unit 11, and an output coupled to the control input of the down counter 5.

Трансреактор 1, выпрямительный блок 2 и фильтр 3 нижних частот могут иметь ту же конструкцию, что и в описании прототипа. Первый пороговый блок 4 является стандартным аналоговым компаратором, второй 6 и третий 10 пороговые блоки являются стандартными цифровыми компараторами. Исполнительный элемент 7 может быть выполнен в виде реле, обмотка которого через усилитель или непосредственно соединена с выходом второго порогового блока 6. Остальные элементы являются стандартными элементами электротехники. Цепи питания, кроме цепи питания одновибратора 12, на чертеже опущены, как несущественные. Transreactor 1, rectifier unit 2 and low-pass filter 3 may have the same design as in the description of the prototype. The first threshold block 4 is a standard analog comparator, the second 6 and third 10 threshold blocks are standard digital comparators. The actuating element 7 can be made in the form of a relay, the winding of which through an amplifier or directly connected to the output of the second threshold block 6. The remaining elements are standard elements of electrical engineering. The power circuit, in addition to the power circuit of the single-shot 12, is omitted in the drawing as non-essential.

На фиг. 2а показан сигнал на выходе трансреактора 1, фиг.2б - на выходе выпрямительного блока 2, фиг. 2в - на выходе первого порогового блока, на фиг.2г - на выходе реверсивного счетчика, на фиг.2д - на выходе второго порогового блока 6. In FIG. 2a shows the signal at the output of the transreactor 1, FIG. 2b - at the output of the rectifier unit 2, FIG. 2c - at the output of the first threshold block, in Fig.2d - at the output of the reversible counter, in Fig.2d - at the output of the second threshold block 6.

Работает дифференциальное реле следующим образом. The differential relay operates as follows.

Нагрузки трансреактора 1 и выпрямительного блока 2, как и в устройстве-прототипе, рассчитаны так, что токи (фиг.2б) на выходе выпрямительного блока представляют собой абсолютные значения производной дифференциального тока (фиг.2а). The loads of the transreactor 1 and rectifier unit 2, as in the prototype device, are designed so that the currents (fig.2b) at the output of the rectifier block are the absolute values of the derivative of the differential current (figa).

При подаче на одновибратор 8 сигнала питания последний вырабатывает импульс, поступающий на вход запуска генератора 9 тактовых импульсов и на вход установки в ноль реверсивного счетчика 5. На счетный (информационный) вход реверсивного счетчика 5 поступают импульсы от генератора 9 тактовых импульсов. При подключении реле к защищаемому объекту в нормальных условиях на выходе первого порогового блока 4 формируется последовательность сигналов с перемежающимися уровнями логической единицы и логического нуля. Это приводит к тому, что реверсивный счетчик 5 примерно одинаковые интервалы времени работает в режимах сложения и вычитания. Поэтому содержимое реверсивного счетчика 5 не превышает опорного уровня второго порогового блока 6. При повреждении в зоне защиты, когда ток близок к синусоидальному (фиг.2а), сигнал на выходе первого порогового блока 4 практически всегда соответствует уровню логической единицы (фиг. 2в). Это приводит к срабатыванию второго порогового блока, и на его выходе формируется уровень логической единицы, что, в свою очередь, приводит к срабатыванию исполнительного элемента 7. When a power signal is applied to a single-vibrator 8, the latter generates a pulse arriving at the start input of the generator 9 clock pulses and at the installation input at zero of the reverse counter 5. The counting (information) input of the reverse counter 5 receives pulses from the generator 9 clock pulses. When the relay is connected to the protected object under normal conditions, the output of the first threshold block 4 is a sequence of signals with alternating levels of logical units and logical zero. This leads to the fact that the reversible counter 5 approximately the same time intervals works in the modes of addition and subtraction. Therefore, the contents of the reverse counter 5 does not exceed the reference level of the second threshold block 6. In case of damage in the protection zone, when the current is close to sinusoidal (Fig. 2a), the output signal of the first threshold block 4 almost always corresponds to the level of a logical unit (Fig. 2c). This leads to the triggering of the second threshold block, and at its output the level of the logical unit is formed, which, in turn, leads to the actuation of the actuator 7.

Кроме того, при превышении опорного уровня, который несколько превышает опорный уровень второго порогового блока 6, срабатывает третий пороговый блок 10, что приводит к безусловному переходу реверсивного счетчика 5 в режим вычитания. Это делается для того, чтобы исключить переполнение реверсивного счетчика 5. In addition, when the reference level is exceeded, which slightly exceeds the reference level of the second threshold block 6, the third threshold block 10 is triggered, which leads to the unconditional transition of the reverse counter 5 to the subtraction mode. This is done in order to avoid overflow of the reverse counter 5.

Таким образом, предложенное устройство обладает более высокой точностью, поскольку в нем предусмотрена защита от помех за счет использования веденных элементов и соответствующих им связей. Thus, the proposed device has a higher accuracy, since it provides protection against interference through the use of the elements and their corresponding relationships.

Источники информации
1. Электротехнический справочник, в 4-х томах, т.2. Электротехнические изделия и устройства. Под общей редакцией В.Г. Герасимова и др. - М.: Издательство МЭИ, 1998, с.390, рис.35.10.Sources of information
1. Electrical reference book, in 4 volumes, t.2. Electrical products and devices. Under the general editorship of V.G. Gerasimova et al. - Moscow: Publishing House MPEI, 1998, p. 390, Fig. 35.10.

2. Зильберман В. А. Релейная защита сети собственных нужд атомных электростанций. - М.: Энергоатомиздат, 1992, с.63, рис.2.3 (прототип). 2. Zilberman V. A. Relay protection of the network of own needs of nuclear power plants. - M .: Energoatomizdat, 1992, p. 63, fig. 2.3 (prototype).

Claims

A differential relay comprising a trans-reactor, a rectifier block, a low-pass filter and a first threshold block connected in series, as well as a second threshold block and an actuator connected in series, characterized in that a counter is introduced, the output of which is connected to the input of the second threshold block, a single-shot connected in series , the input of which is connected to the terminal for connecting the relay start signal, and the output - with the installation input at the zero of the reversible counter, and the clock generator the output of which is connected to the information input of the reverse counter, as well as the third threshold block, the input of which is connected to the output of the reverse counter, and the element And, the direct input of which is connected to the output of the first threshold block, the inverse input is connected to the output of the third threshold block, and the output is connected with the control input of the reversible counter, in addition, the output of the single vibrator is connected to the start input of the clock generator, and power is supplied to the input of the single vibrator.