RU2223569C1 - Differential relay - Google Patents
Differential relay Download PDFInfo
- Publication number
- RU2223569C1 RU2223569C1 RU2002116151/09A RU2002116151A RU2223569C1 RU 2223569 C1 RU2223569 C1 RU 2223569C1 RU 2002116151/09 A RU2002116151/09 A RU 2002116151/09A RU 2002116151 A RU2002116151 A RU 2002116151A RU 2223569 C1 RU2223569 C1 RU 2223569C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- pulse
- threshold block
- inputs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Pulse Circuits (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах дифференциальной защиты трансформаторов при коротких замыканиях в условиях возможного возникновения бросков типа 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 surge type magnetization, which 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 промежуточный трансформатор тока, выпрямительный блок, активный фильтр, первый пороговый блок, второй пороговый блок и исполнительный элемент [2]. The closest in technical essence to the proposed one is a device containing a series-connected intermediate current transformer, a rectifier unit, an active filter, a first threshold block, a second threshold block and an actuator [2].
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая точность в условиях возможного действия помех и возможных изменений частоты генератора. The disadvantage of the closest technical solution is the relatively low accuracy in terms of the possible effects of interference and possible changes in the frequency of the generator.
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 промежуточный трансформатор тока, вход которого предназначен для подключения контролируемого напряжения, выпрямительный блок и первый пороговый блок и, кроме того, второй пороговый блок и исполнительный элемент, отличающееся тем, что, введены генератор тактовых импульсов, первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом "больше" первого порогового блока, второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом "меньше" первого порогового блока, а второй вход - соединен со вторым входом первого элемента И и с выходом генератора тактовых импульсов, первый и второй счетчики импульсов, счетные входы которых соединены соответственно с выходом первого элемента И и с выходом второго элемента И, первый и второй фильтры-усреднители, информационные входы которых соединены соответственно с выходом первого счетчика импульсов и с выходом второго счетчика импульсов, алгебраический сумматор, вход сложения которого соединен с выходом первого фильтра-усреднителя, вход вычитания соединен с выходом второго фильтра-усреднителя, а выход соединен с входом второго порогового блока, третий элемент И, первый вход которого соединен с выходом "меньше" второго порогового блока, а выход - соединен с входом исполнительного элемента, первый и второй формирователи короткого импульса по заднему фронту, входы которых соединены соответственно с выходом "больше" и с выходом "меньше" первого порогового блока, первый элемент задержки, вход которого соединен с выходом первого формирователя короткого импульса по заднему фронту и с управляющим входом первого фильтра-усреднителя, второй элемент задержки, вход которого соединен с выходом второго формирователя короткого импульса и с управляющим входом второго фильтра-усреднителя, первый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, а выход - соединен с входом установки в ноль первого счетчика импульсов, второй элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента задержки, а выход - соединен с входом установки в ноль второго счетчика импульсов, одновибратор, третий элемент задержки, вход которого соединен с выходом одновибратора, с входом запуска генератора тактовых импульсов и со вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ, а также RS-триггер, R- и S-входы которого соединены соответственно с входом и выходом третьего элемента задержки, а выход - соединен со вторым входом третьего элемента И. This technical result is achieved in that in a device containing a series-connected intermediate current transformer, the input of which is designed to connect a controlled voltage, a rectifier unit and a first threshold unit and, in addition, a second threshold unit and an actuator, characterized in that a generator is introduced clock pulses, the first element And, the first input of which is connected to the output "more" of the first threshold block, the second element And, the first input of which is connected to the output "less" of the first the threshold unit, and the second input is connected to the second input of the first element And and with the output of the clock pulse generator, the first and second pulse counters, the counting inputs of which are connected respectively to the output of the first element And and the output of the second element And, the first and second filter averagers , the information inputs of which are connected respectively to the output of the first pulse counter and to the output of the second pulse counter, an algebraic adder whose addition input is connected to the output of the first averaging filter, the subtraction input The input is connected to the output of the second averaging filter, and the output is connected to the input of the second threshold block, the third element And, the first input of which is connected to the output “less” of the second threshold block, and the output is connected to the input of the actuating element, the first and second short-pulse formers on the trailing edge, the inputs of which are connected respectively with the output “more” and with the output “less” of the first threshold block, the first delay element, the input of which is connected to the output of the first shaper of the short pulse along the trailing edge and with the control input of the first averaging filter, the second delay element, the input of which is connected to the output of the second short-pulse driver and the control input of the second averaging filter, the first OR element, the first input of which is connected to the output of the first delay element, and the output is connected to the installation input zero of the first pulse counter, the second OR element, the first input of which is connected to the output of the second delay element, and the output is connected to the zero input of the second pulse counter, one-shot, third ele the delay component, the input of which is connected to the output of the single-shot, with the start input of the clock pulse generator and with the second inputs of the first and second OR elements, as well as the RS-flip-flop, the R- and S-inputs of which are connected respectively to the input and output of the third delay element, and output - connected to the second input of the third element I.
На фиг.1 представлена электрическая структурная схема дифференциального реле, на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Figure 1 presents the electrical structural diagram of a differential relay, figure 2 is a timing diagram explaining its operation.
Дифференциальное реле (фиг.1) содержит последовательно соединенные промежуточный трансформатор 1 тока, выпрямительный блок 2 и первый пороговый блок 3, генератор 4 тактовых импульсов, первый элемент И5, первый вход которого соединен с выходом "больше" первого порогового блока 3, второй элемент И6, первый вход которого соединен с выходом "меньше" первого порогового блока 3, а второй вход - соединен со вторым входом первого элемента И5 и с выходом генератора 4 тактовых импульсов, первый 7 и второй 8 счетчики импульсов, счетные входы которых соединены соответственно с выходом первого элемента И5 и с выходом второго элемента И6, первый 9 и второй 10 фильтры-усреднители, информационные входы которых соединены соответственно с выходом первого счетчика 7 импульсов и с выходом второго счетчика 8 импульсов, алгебраический сумматор 11, вход сложения которого соединен с выходом первого фильтра-усреднителя 9, вход вычитания соединен с выходом второго фильтра-усреднителя 10, а выход соединен с входом второго порогового блока 12, третий элемент И13, первый вход которого соединен с выходом второго порогового блока 12, а выход - соединен с входом исполнительного элемента 14, первый 15 и второй 16 формирователи короткого импульса, входы которых соединены соответственно с выходом "больше" и с выходом "меньше" первого порогового блока 3, первый элемент задержки 17, вход которого соединен с выходом первого формирователя 15 короткого импульса по заднему фронту и с управляющим входом первого фильтра-усреднителя 9, второй элемент задержки 18, вход которого соединен с выходом второго формирователя 16 короткого импульса по заднему фронту и с управляющим входом второго фильтра-усреднителя 10, первый элемент ИЛИ 19, первый вход которого соединен с выходом первого элемента задержки 17, а выход - соединен с входом установки в ноль первого счетчика 7 импульсов, второй элемент ИЛИ 20, первый вход которого соединен с выходом второго элемента задержки 18, а выход - соединен с входом установки в ноль второго счетчика 8 импульсов, одновибратор 21, третий элемент задержки 22, вход которого соединен с выходом одновибратора 21, с входом запуска генератора 4 тактовых импульсов и со вторыми входами первого 19 и второго 20 элементов ИЛИ, а также RS-триггер 23, R- и S-входы которого соединены соответственно с входом и выходом третьего элемента задержки 22, а выход - соединен со вторым входом элемента И 13. The differential relay (Fig. 1) contains a series-connected intermediate current transformer 1, a
Первый 3 и второй 12 пороговые блоки выполнены в виде стандартных аналогового и цифрового компараторов соответственно. Исполнительный элемент 14 может быть выполнен в виде реле, обмотка которого через усилитель или непосредственно соединена с выходом третьего элемента И 13. The first 3 and second 12 threshold blocks are made in the form of standard analog and digital comparators, respectively. The actuating element 14 can be made in the form of a relay, the winding of which is through an amplifier or directly connected to the output of the third element And 13.
Первый 9 и второй 10 фильтры-усреднители могут быть выполнены в виде цифрового нерекурсивного фильтра, содержащего последовательно соединенные ячейки регистра сдвига, выходы которых через соответствующие ему умножители на величину 1/к, где к - число ячеек нерекурсивного фильтра, соединены с входом сумматора, на выходе нерекурсивного фильтра формируется оценка среднего значения величин поступивших отсчетов с выхода алгебраического сумматора 11 на скользящем во времени текущем интервале усреднения. Остальные элементы являются стандартными элементами электротехники. Цепи питания, кроме цепи питания одновибратора 12, на чертеже опущены, как несущественные. The first 9 and second 10 averaging filters can be made in the form of a digital non-recursive filter containing sequentially connected shift register cells, the outputs of which through their respective multipliers by 1 / k, where k is the number of cells of the non-recursive filter connected to the adder input, by the output of the non-recursive filter, an estimate is formed of the average value of the received samples from the output of the algebraic adder 11 on the current averaging interval that is moving in time. 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, в показан сигнал U2 на выходе выпрямительного блока, а на фиг.2б, г - сигнал U3 на выходе "больше" первого порогового блока 2 (для нормального режима и в условиях возможного возникновения бросков тока намагничивания).In FIG. 2a, c shows the signal U 2 at the output of the rectifier unit, and FIG. 2b, d shows the signal U 3 at the output “greater than” the first threshold block 2 (for normal operation and under conditions of possible occurrence of magnetizing current surges).
Работает дифференциальное реле следующим образом. The differential relay operates as follows.
Сигналы на выходе выпрямительного блока 2 (фиг.2а - в нормальном режиме, на фиг. 2в - в режиме бросков тока намагничивания) представляют собой абсолютные значения сигналов на выходе промежуточного трансформатора 1 тока. В первом пороговом блоке 1 этот сигнал сравнивается с малым пороговым уровнем, поэтому на его выходах формируются последовательности прямоугольных импульсов. The signals at the output of the rectifier unit 2 (Fig. 2a - in normal mode, in Fig. 2c - in the inrush mode of the magnetization current) represent the absolute values of the signals at the output of the intermediate current transformer 1. In the first threshold block 1, this signal is compared with a small threshold level, therefore, sequences of rectangular pulses are formed at its outputs.
На фиг. 2б, г представлен пример сигналов на выходе "больше", где интервалы между импульсами абсолютных значений тока представлен в виде сигнала с уровнем логической единицы, а сигналы с малым уровнем, характерным для интервалов между импульсами абсолютных значений тока, - в виде сигнала с уровнем логического нуля. На выходе "меньше" первого порогового блока 1 сигналы имеют аналогичный вид, где уровень логической единицы заменен на уровень логического нуля и наоборот. In FIG. 2b, d, an example of signals at the output “greater” is presented, where the intervals between pulses of absolute current values are presented as a signal with a level of a logical unit, and signals with a low level, characteristic of intervals between pulses of absolute current values, are presented as a signal with a level of logical zero. At the output "less than" the first threshold block 1, the signals have a similar form, where the level of the logical unit is replaced by the level of logical zero and vice versa.
Из рассмотрения графиков следует, что независимо от частоты сигнала на выходе промежуточного трансформатора 1, суждение о наличии бросков тока намагничивания может быть вынесено на основе анализа соотношения между интервалами сигналов с уровнем логической единицы и логического нуля на выходе первого порогового блока. Это производится следующим образом. From the consideration of the graphs it follows that regardless of the frequency of the signal at the output of the intermediate transformer 1, a judgment on the presence of magnetizing current surges can be made based on an analysis of the relationship between the signal intervals with the level of a logical unit and a logical zero at the output of the first threshold block. This is done as follows.
При подаче на одновибратор 21 сигнала питания, последний вырабатывает импульс, поступающий на вход запуска генератора 4 тактовых импульсов, на вход установки в нулевое состояние RS-триггер 23 и через первый 19 и второй 20 элементы ИЛИ на входы установки в ноль соответственно первого 7 и второго 8 счетчиков импульсов. В результате на счетный вход первого счетчика 7 поступают импульсы от генератора 4 тактовых импульсов при наличии уровня логической единицы на выходе "больше" первого порогового блока 3, а на счетный вход второго счетчика 7 поступают импульсы от генератора 4 тактовых импульсов при наличии уровня логической единицы на выходе "меньше" первого порогового блока 3. When a power signal is applied to the one-shot 21, the last one generates a pulse that goes to the start input of the 4 clock pulses generator, to the zero input of the RS-trigger 23 and through the first 19 and second 20 OR elements to the zero inputs of the first 7 and second, respectively 8 pulse counters. As a result, the counting input of the first counter 7 receives pulses from the generator 4 clock pulses in the presence of a logic unit level at the output "greater than" the first threshold block 3, and the counting input of the second counter 7 receives pulses from the generator 4 clock pulses in the presence of a logic unit level of the output is "less than" the first threshold block 3.
При перепаде сигналов с уровня логической единицы на уровень логического нуля на выходе "больше" первого порогового блока 3 первый формирователь 15 вырабатывает короткий импульс, по которому содержимое первого счетчика 7 переписывается в первый фильтр-усреднитель 9 и через малую задержку, обусловленную влиянием первого элемента задержки 17, обнуляется содержимое первого счетчика 7. When the signal changes from the level of a logical unit to a level of logical zero at the output “greater” than the first threshold block 3, the first driver 15 generates a short pulse, according to which the contents of the first counter 7 are transferred to the first filter-averager 9 and after a short delay due to the influence of the first delay element 17, the contents of the first counter 7 are reset.
Аналогично при перепаде сигналов с уровня логической единицы на уровень логического нуля на выходе "меньше" первого порогового блока 3 второй формирователь 16 вырабатывает короткий импульс, по которому содержимое второго счетчика 8 переписывается во второй фильтр-усреднитель 10 и через малую задержку, обусловленную влиянием второго элемента задержки 18, обнуляется содержимое второго счетчика 8. Первый 9 и второй 10 фильтры-усреднители формируют усредненное по нескольким отсчетам значения временных интервалов, которые соответствуют интервалам наличия импульсов тока и интервалов между ними. Similarly, when a signal is switched from a logical unit level to a logical zero level at the output “less than” the first threshold block 3, the second driver 16 generates a short pulse, according to which the contents of the second counter 8 are transferred to the second filter-averager 10 and after a short delay due to the influence of the second element delay 18, the contents of the second counter are reset to zero. The first 9 and second 10 filter averagers form the values of time intervals averaged over several samples that correspond to the interval lam of the presence of current pulses and the intervals between them.
В результате на выходе алгебраического сумматора 11 формируется разность между ними и, когда эта разность становится меньше заданного порогового уровня, срабатывает второй пороговый блок 12, на выходе "меньше" которого формируется сигнал с уровнем логической единицы, что соответствует наличию бросков намагничивания тока. При этом через некоторую задержку в третьем элементе задержки 22, необходимую для исключения ложного срабатывания дифференциального реле в период переходного процесса в устройстве (в частности в первом 9 и втором 10 фильтрах-усреднителях), импульс с выхода одновибратора 22 переводит RS-триггер 23 в единичное состояние, поэтому сигнал с уровнем логической единицы с выхода второго порогового блока 12 поступит на выход третьего элемента И 13 и приведет к срабатыванию исполнительного элемента 14. As a result, the difference between them is formed at the output of the algebraic adder 11 and, when this difference becomes less than a predetermined threshold level, a second threshold unit 12 is triggered, at the output “less” of which a signal is generated with a level of a logical unit, which corresponds to the presence of current magnetization surges. At the same time, after some delay in the third delay element 22, which is necessary to prevent false triggering of the differential relay during the transient process in the device (in particular, in the first 9 and second 10 average filters), the pulse from the output of one-shot 22 translates the RS-trigger 23 into a single state, therefore, the signal with the level of a logical unit from the output of the second threshold block 12 will go to the output of the third element And 13 and will lead to the actuation of the actuator 14.
Таким образом, предложенное устройство обладает более высокой точностью в условиях возможного действия помех и возможных изменений частоты генератора. Thus, the proposed device has higher accuracy under the conditions of the possible effects of interference and possible changes in the frequency of the generator.
Источники информации
1. Электротехнический справочник, в 4-х т. Т.2: Электротехнические изделия и устройства / Под общ. ред. В.Г.Герасимова и др. - М.: Изд-во 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. ed. V.G. Gerasimova et al. - M.: 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 auxiliary network of nuclear power plants. - M.: Energoatomizdat, 1992, p. 63, Fig. 2.3. (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002116151/09A RU2223569C1 (en) | 2002-06-21 | 2002-06-21 | Differential relay |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002116151/09A RU2223569C1 (en) | 2002-06-21 | 2002-06-21 | Differential relay |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2223569C1 true RU2223569C1 (en) | 2004-02-10 |
| RU2002116151A RU2002116151A (en) | 2004-02-10 |
Family
ID=32172870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002116151/09A RU2223569C1 (en) | 2002-06-21 | 2002-06-21 | Differential relay |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2223569C1 (en) |
-
2002
- 2002-06-21 RU RU2002116151/09A patent/RU2223569C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЗИЛЬБЕРМАН В.А. Релейная защита сети собственных нужд атомных электростанций. - М.: Энергоатомиздат, 1992, с.63, рис.2.3. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002116151A (en) | 2004-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2223569C1 (en) | Differential relay | |
| RU2237941C1 (en) | Differential relay | |
| JPS5714755A (en) | Method of reducing effect due to quantization error of digital processing locator | |
| RU2248655C1 (en) | Differential relay | |
| RU2224322C1 (en) | Resistance relay | |
| RU2208802C1 (en) | Electronic relay of rate of frequency change | |
| RU2220468C1 (en) | Phase-difference relay | |
| RU2219614C1 (en) | Differential relay | |
| RU2231156C1 (en) | Differential-phase relay | |
| RU2220486C1 (en) | Resistance relay | |
| RU2205466C1 (en) | Power direction relay | |
| RU2417497C1 (en) | Current relay | |
| RU2220472C1 (en) | Frequency relay | |
| RU2208258C1 (en) | Differential relay | |
| RU2208231C1 (en) | Power direction relay | |
| RU2192085C1 (en) | Current relay | |
| RU2208801C1 (en) | Electronic frequency relay | |
| RU2227942C1 (en) | Resistance relay | |
| RU2222087C1 (en) | Differential-phase relay | |
| RU2213388C1 (en) | Phase-difference relay | |
| RU2205465C1 (en) | Relay | |
| SU1290526A1 (en) | Integrating two-step analog-to-digital converter | |
| KR100392337B1 (en) | A circuits for generating minimum on/of pulse width | |
| SU1171975A1 (en) | Amplifier with adaptive pulse-width modulation | |
| SU1156245A1 (en) | Device for delaying pulses |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20051003 |
|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20091026 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120622 |