RU2231156C1 - Differential-phase relay - Google Patents
Differential-phase relay Download PDFInfo
- Publication number
- RU2231156C1 RU2231156C1 RU2002127169/09A RU2002127169A RU2231156C1 RU 2231156 C1 RU2231156 C1 RU 2231156C1 RU 2002127169/09 A RU2002127169/09 A RU 2002127169/09A RU 2002127169 A RU2002127169 A RU 2002127169A RU 2231156 C1 RU2231156 C1 RU 2231156C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- inputs
- comparator
- comparators
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах дифференциально-фазной защиты при определении местоположения короткого замыкания на основе сравнения фаз тока на концах защищаемой линии.The invention relates to electrical engineering and can be used in systems of differential-phase protection when determining the location of a short circuit based on a comparison of the phases of the current at the ends of the protected line.
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 являются относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие использовать его в качестве дифференциально-фазового реле.The disadvantage of this device is the relatively narrow functionality that does not allow using it as a differential-phase relay.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно соединенные измерительный преобразователь, первый блок дифференцирования, второй блок дифференцирования, сумматор, второй и третий входы которого соединены с выходами измерительного преобразователя и первого дифференцирующего блока, компаратор и исполнительный элемент [2].The closest in technical essence to the proposed device is a device containing a series-connected measuring transducer, a first differentiation unit, a second differentiation unit, an adder, the second and third inputs of which are connected to the outputs of the measuring transducer and the first differentiating unit, a comparator and an actuator [2].
Недостатком наиболее близкого технического решения являются относительно узкие функциональные возможности, поскольку устройство позволяет определить степень рассинхронизации входных сигналов, но не позволяет определить местоположение короткого замыкания, а также относительно низкая помехоустойчивость в условиях высокочастотных помех.The disadvantage of the closest technical solution is the relatively narrow functionality, since the device allows you to determine the degree of desync of the input signals, but does not allow you to determine the location of the short circuit, as well as the relatively low noise immunity in conditions of high-frequency interference.
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение помехоустойчивости.The technical result of the invention is the expansion of functionality and increased noise immunity.
Этот технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее первый исполнительный элемент и первый компаратор, введены второй компаратор, третий компаратор, выход которого соединен с входом первого исполнительного элемента, последовательно соединенные нерекурсивный фильтр, четвертый компаратор, вход которого соединен с входом третьего компаратора, и второй исполнительный элемент, первый элемент И, первый и второй входы которого соединены с выходом “больше” первого и с выходом “меньше” второго компараторов соответственно, второй элемент И, первый и второй входы которого соединены с выходом “меньше” первого и с выходом “больше” второго компараторов соответственно, третий элемент И, первый и второй входы которого соединены с выходами “больше” первого и второго компараторов соответственно, четвертый элемент И, первый и второй входы которого соединены с выходами “меньше” первого и второго компараторов соответственно, первый элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, второй элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно третьего и четвертого элементов И, пятый элемент И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, шестой элемент И, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, реверсивный счетчик, входы вычитания и суммирования которого соединены с выходами пятого и шестого элементов И соответственно, последовательно соединенные одновибратор и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со вторыми входами пятого и шестого элементов И, последовательно соединенные формирователь короткого импульса, вход которого соединен с выходом “больше” первого компаратора, а выход соединен с управляющим входом нерекурсивного фильтра, элемент задержки, и третий элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом одновибратора и с входом установки в ноль нерекурсивного фильтра, а выход соединен с входом установки в ноль реверсивного счетчика, а также последовательно соединенные блок вычитания, первый вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, двухсторонний ограничитель и сумматор, выход которого соединен с информационным входом нерекурсивного фильтра, выход которого соединен со вторыми входами блока вычитания и сумматора, при этом входы первого и второго компараторов являются входами токов на первом и втором концах контролируемой линии соответственно.This technical result is achieved in that a second comparator, a third comparator, the output of which is connected to the input of the first actuator, a non-recursive filter connected in series, and a fourth comparator, the input of which is connected to the input of the third comparator, are introduced into the device containing the first actuator and the first comparator and the second actuator, the first element And, the first and second inputs of which are connected to the output “more” of the first and with the output “less” of the second comparators respectively but, the second element And, the first and second inputs of which are connected to the output “less” of the first and with the output “more” of the second comparators, respectively, the third element And, the first and second inputs of which are connected to the outputs “more” of the first and second comparators, respectively, the fourth the AND element, the first and second inputs of which are connected to the outputs “less” of the first and second comparators, respectively, the first OR element, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the first and second elements And, the second element And LI, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the third and fourth elements AND, the fifth element And, the first input of which is connected to the output of the first OR element, the sixth element And, the first input of which is connected to the output of the second OR element, reversible counter, subtraction inputs and summing which is connected to the outputs of the fifth and sixth elements And, respectively, serially connected one-shot and a clock generator, the output of which is connected to the second inputs of the fifth and sixth elements And, pos interconnected short-pulse shaper, the input of which is connected to the output “greater” than the first comparator, and the output is connected to the control input of the non-recursive filter, a delay element, and a third OR element, the second input of which is connected to the output of the single-vibrator and to the installation input to zero non-recursive filter, and the output is connected to the installation input at zero of the reverse counter, as well as a series-connected subtraction unit, the first input of which is connected to the output of the reverse counter, a two-way limiter and an adder, the output of which is connected to the information input of the non-recursive filter, the output of which is connected to the second inputs of the subtraction unit and the adder, while the inputs of the first and second comparators are current inputs at the first and second ends of the monitored line, respectively.
На фиг.1 представлена электрическая структурная схема дифференциально-фазного реле, на фиг.2 - нерекурсивного фильтра.Figure 1 presents the electrical structural diagram of a differential-phase relay, figure 2 - non-recursive filter.
Дифференциально-фазное реле (фиг.1) содержит первый исполнительный элемент 1, первый компаратор 2, второй компаратор 3, третий компаратор 4, выход которого соединен с входом первого исполнительного элемента 1, последовательно соединенные нерекурсивный фильтр 5, четвертый компаратор 6, вход которого соединен с входом третьего компаратора 4, и второй исполнительный элемент 7, первый элемент И 8, первый и второй входы которого соединены с выходом “больше” первого 2 и с выходом “меньше” второго 3 компараторов соответственно, второй элемент И 9, первый и второй входы которого соединены с выходом “меньше” первого 2 и с выходом “больше” второго 3 компараторов соответственно, третий элемент И 10, первый и второй входы которого соединены с выходами “больше” первого 2 и второго 3 компараторов соответственно, четвертый элемент И 11, первый и второй входы которого соединены с выходами “меньше” первого 2 и второго 3 компараторов соответственно, первый элемент ИЛИ 12, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого 8 и второго 9 элементов И, второй элемент ИЛИ 13, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно третьего 10 и четвертого 11 элементов И, пятый элемент И 14, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 12, шестой элемент И 15, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ 13, реверсивный счетчик 16, входы вычитания и суммирования которого соединены с выходами пятого 14 и шестого 15 элементов И соответственно, последовательно соединенные одновибратор 17 и генератор 18 тактовых импульсов, выход которого соединен со вторыми входами пятого 14 и шестого 15 элементов И, последовательно соединенные формирователь 19 короткого импульса, вход которого соединен с выходом “больше” первого компаратора 2, а выход соединен с управляющим входом нерекурсивного фильтра 5, элемент задержки 20 и третий элемент ИЛИ 21, второй вход которого соединен с выходом одновибратора 17 и с входом установки в ноль нерекурсивного фильтра 5, а выход соединен с входом установки в ноль реверсивного счетчика 16, а также последовательно соединенные блок 22 вычитания, первый вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика 16, двухсторонний ограничитель 23 и сумматор 24, выход которого соединен с информационным входом нерекурсивного фильтра 5, выход которого соединен со вторыми входами блока 22 вычитания и сумматора 24, при этом входы первого 2 и второго 3 компараторов являются входами токов на первом и втором концах контролируемой линии соответственно.The differential phase relay (Fig. 1) contains a first actuator 1, a first comparator 2, a second comparator 3, a third comparator 4, the output of which is connected to the input of the first actuator 1, a non-recursive filter 5 connected in series, a fourth comparator 6, the input of which is connected with the input of the third comparator 4, and the second actuator 7, the first element And 8, the first and second inputs of which are connected to the output “more” of the first 2 and with the output “less” of the second 3 comparators, respectively, the second element And 9, per the second and second inputs of which are connected to the output “less” of the first 2 and with the output “more” of the second 3 comparators, respectively, the third element And 10, the first and second inputs of which are connected to the outputs “more” of the first 2 and second 3 comparators, respectively, the fourth element And 11, the first and second inputs of which are connected to the outputs “less” of the first 2 and second 3 comparators, respectively, the first OR element 12, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the first 8 and second 9 elements AND, the second element OR 13, first and the second inputs of which are connected to the outputs of the third 10 and fourth 11 elements And, the fifth element And 14, the first input of which is connected to the output of the first element OR 12, the sixth element And 15, the first input of which is connected to the output of the second element OR 13, a reverse counter 16, the subtraction and summing inputs of which are connected to the outputs of the fifth 14 and sixth 15 elements And, accordingly, the one-shot 17 and the clock generator 18 are connected in series, the output of which is connected to the second inputs of the fifth 14 and sixth 15 elements ntents And, in series connected to the short pulse former 19, the input of which is connected to the output “greater” than the first comparator 2, and the output is connected to the control input of the non-recursive filter 5, the delay element 20 and the third element OR 21, the second input of which is connected to the output of the one-shot 17 and with the installation input at zero of the non-recursive filter 5, and the output connected to the installation input at the zero of the reverse counter 16, as well as a series-connected subtraction unit 22, the first input of which is connected to the output of the reverse counter 16, two a side limiter 23 and an adder 24, the output of which is connected to the information input of the non-recursive filter 5, the output of which is connected to the second inputs of the subtracting unit 22 and the adder 24, while the inputs of the first 2 and second 3 comparators are current inputs at the first and second ends of the monitored line, respectively .
Нерекурсивный фильтр 5 (фиг.2) содержит регистр памяти из последовательно соединенных ячеек 25-1...25-к, вход первой ячейки является информационным входом фильтра 5. Выходы ячеек через соответствующий умножитель 26-1...26-к на величину 1/к, где к - число ячеек регистра памяти фильтра, соединены с соответствующими входами сумматора 27, на выходе которого формируется средняя величина поступивших отсчетов. Выход сумматора 27 является выходом фильтра 5. Входы установки в ноль и регистра памяти являются входами установки в ноль и управляющими входами нерекурсивного фильтра 5.The non-recursive filter 5 (FIG. 2) contains a memory register of 25-1 ... 25-k cells connected in series, the input of the first cell is the information input of the filter 5. The cell outputs through the corresponding 26-1 ... 26-k multiplier by 1 / k, where k is the number of cells in the filter memory register, connected to the corresponding inputs of the
Первый 1 и второй 7 исполнительные элементы могут быть выполнены в виде обмоток реле с соответствующими контактами, которые через усилитель или непосредственно соединены с выходами соответственно третьего 4 и четвертого 6 компараторов. Формирователь 19 формирует короткий импульс по переднему фронту его входного сигнала, т.е. при перепаде входного сигнала с уровня логического нуля на уровень логической единицы. Остальные блоки устройства являются стандартными блоками электротехники. Цепи питания блоков на чертеже опущены как несущественные в рамках данной заявки.The first 1 and second 7 actuators can be made in the form of relay windings with corresponding contacts, which are connected through an amplifier or directly to the outputs of the third 4 and fourth 6 comparators, respectively. Shaper 19 generates a short pulse along the leading edge of its input signal, i.e. when the input signal drops from the level of logical zero to the level of a logical unit. The remaining units of the device are standard units of electrical engineering. The power supply circuits of the blocks in the drawing are omitted as non-essential in the framework of this application.
Работает дифференциально-фазное реле следующим образом.The differential phase relay operates as follows.
При включении реле по сигналу одновибратора 17 запускается генератор 18, а реверсивный счетчик 16 и регистр памяти нерекурсивного фильтра 5 устанавливаются в нулевое состояние. На входы первого 2 и второго 3 компараторов поступают сигналы, пропорциональные мгновенным значениям токов на концах контролируемой линии. При внешнем КЗ токи имеют различные знаки и, следовательно, сдвинуты на 180 градусов. При КЗ на защищаемой линии токи совпадают по фазе. На выходе первого элемента ИЛИ 12 сигнал логической единицы формируется при несовпадении знаков мгновенных значений токов, а на выходе второго элемента ИЛИ 13 - при совпадении знаков. В соответствующие интервалы времени на вычитающий и суммирующий входы реверсивного счетчика 16 поступают счетные импульсы от генератора 18. В результате за период изменений тока в реверсивном счетчике 16 формируется величина, пропорциональная разности интервалов времени за период изменений тока в линии, в течение которых знаки токов совпадали и несовпадали. По сигналу формирователя 19 содержимое реверсивного счетчика 16 переписывается в регистр памяти нерекурсивного фильтра 5, проходя через блок 22 вычитания, двухсторонний ограничитель 23 и сумматор 24, после чего содержимое реверсивного счетчика 16 обнуляется. Сглаженный сигнал с выхода нерекурсивного фильтра 5 сравнивается в третьем компараторе 4 с верхним пороговым уровнем, превышение которого соответствует факту КЗ на контролируемой линии и срабатыванию первого исполнительного элемента 1. Одновременно сигнал нерекурсивного фильтра 5 сравнивается в четвертом компараторе 6 с нижним пороговым уровнем, который соответствует факту КЗ вне контролируемой линии и срабатыванию второго исполнительного элемента 7.When the relay is turned on, the signal 18 starts the generator 18, and the reverse counter 16 and the memory register of the non-recursive filter 5 are set to zero. The inputs of the first 2 and second 3 comparators receive signals proportional to the instantaneous values of the currents at the ends of the monitored line. With external short-circuit currents have different signs and, therefore, are shifted by 180 degrees. When short circuit on the protected line currents coincide in phase. At the output of the first element OR 12, a signal of a logical unit is formed when the signs of the instantaneous values of the currents do not coincide, and at the output of the second element OR 13, when the signs coincide. In the corresponding time intervals, the subtracting and summing inputs of the reverse counter 16 receive counting pulses from the generator 18. As a result, for the period of current changes in the reverse counter 16, a value is generated proportional to the difference in time intervals for the period of current changes in the line during which the signs of the currents coincided and did not match. At the signal of the former 19, the contents of the reverse counter 16 are written into the memory register of the non-recursive filter 5, passing through the subtraction unit 22, the two-way limiter 23 and the adder 24, after which the contents of the reverse counter 16 are reset. The smoothed signal from the output of the non-recursive filter 5 is compared in the third comparator 4 with the upper threshold level, the excess of which corresponds to the short circuit on the monitored line and the operation of the first actuator 1. At the same time, the signal of the non-recursive filter 5 is compared in the fourth comparator 6 with the lower threshold level, which corresponds to the fact Short circuit outside the controlled line and the actuation of the second actuator 7.
При этом сигнал с выхода реверсивного счетчика 16 перед поступлением на вход нерекурсивного фильтра 5 подвергается следующим преобразованиям. Вначале в блоке 22 вычитания из выходного сигнала реверсивного счетчика 16 вычитается выходной сигнал нерекурсивного фильтра 5, который в нормальных условиях суммируется с тем же сигналом в сумматоре 24. Поэтому в отсутствие высокочастотных помех выходной сигнал реверсивного счетчика 16 лишь усредняется в нерекурсивном фильтре 5, что приводит к уменьшению влияния низкочастотных помех. При наличии высокочастотных помех на выходе блока 22 вычитания будет наблюдаться относительно большой по абсолютной величине сигнал отклонения от усредненного сигнала с выхода нерекурсивного фильтра 5. Двухсторонний ограничитель 23 ограничивает сигнал отклонения, что уменьшает действие аномальных искажений входных параметров, вызванных, например, высокочастотными помехами.The signal from the output of the reversible counter 16 before entering the input of the non-recursive filter 5 is subjected to the following transformations. First, in block 22, subtracting from the output signal of the reverse counter 16, the output signal of the non-recursive filter 5 is subtracted, which under normal conditions is added to the same signal in the adder 24. Therefore, in the absence of high-frequency interference, the output signal of the reverse counter 16 is only averaged in the non-recursive filter 5, which leads to reduce the effect of low-frequency interference. If there is high-frequency interference at the output of the subtraction unit 22, a relatively large absolute deviation signal from the output of the non-recursive filter 5 will be observed. A two-way limiter 23 limits the deviation signal, which reduces the effect of anomalous distortions of the input parameters caused, for example, by high-frequency interference.
Таким образом, в предложенном техническом решении расширяются функциональные возможности и устройство позволяет определить местоположение короткого замыкания, а также повышается помехоустойчивость реле за счет снижения влияния высокочастотных помех.Thus, the proposed technical solution expands the functionality and the device allows you to determine the location of a short circuit, and also increases the noise immunity of the relay by reducing the influence of high-frequency interference.
Источники информацииSources of information
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 г., с.390, рис. 35.10.1. Electrical reference book, in 4 volumes, t.2. Electrical products and devices. Under the general editorship of V.G. Gerasimova et al. - M.: Publishing House MPEI, 1998, p. 390, Fig. 35.10.
2. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высшая школа, 1991, с.352, рис. 12.13 (прототип).2. Andreev V.A. Relay protection and automation of power supply systems. - M.: Higher School, 1991, p. 352, Fig. 12.13 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002127169/09A RU2231156C1 (en) | 2002-10-11 | 2002-10-11 | Differential-phase relay |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002127169/09A RU2231156C1 (en) | 2002-10-11 | 2002-10-11 | Differential-phase relay |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002127169A RU2002127169A (en) | 2004-05-20 |
RU2231156C1 true RU2231156C1 (en) | 2004-06-20 |
Family
ID=32846209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002127169/09A RU2231156C1 (en) | 2002-10-11 | 2002-10-11 | Differential-phase relay |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2231156C1 (en) |
-
2002
- 2002-10-11 RU RU2002127169/09A patent/RU2231156C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АНДРЕЕВ Р.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высшая школа, 1991, с.352, рис.12.13. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR960005555A (en) | Phase non-conductor furnaces and PLL circuits | |
RU2231156C1 (en) | Differential-phase relay | |
RU2224323C1 (en) | Phase-differential relay | |
RU2220468C1 (en) | Phase-difference relay | |
RU2241273C1 (en) | Phase-difference relay | |
RU2240620C1 (en) | Phase difference relay | |
RU2224321C1 (en) | Synchronization relay | |
RU2222087C1 (en) | Differential-phase relay | |
RU2241274C1 (en) | Phase-difference relay | |
RU2237312C1 (en) | Phase-difference relay | |
RU2224320C1 (en) | Synchronism controlling relay | |
RU2213388C1 (en) | Phase-difference relay | |
RU2222085C1 (en) | Phase mismatch speed relay | |
RU2240621C1 (en) | Phase difference relay | |
RU2213387C1 (en) | Phase-frequency relay | |
RU2248655C1 (en) | Differential relay | |
RU2248640C2 (en) | Phase-difference relay | |
RU2208864C1 (en) | Frequency relay | |
RU2208869C1 (en) | Difference-frequency relay | |
RU2210132C1 (en) | Phase-frequency relay | |
RU2223569C1 (en) | Differential relay | |
RU2222088C1 (en) | Synchronizing relay | |
RU2220471C1 (en) | Phase-difference relay | |
RU2216812C1 (en) | Frequency difference relay | |
RU2222086C1 (en) | Differential-frequency relay |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20090918 |
|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -PC4A- IN JOURNAL: 30-2009 FOR TAG: (73) |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121012 |