SU1302366A1

SU1302366A1 - Реле сопротивлени

Info

Publication number: SU1302366A1
Application number: SU843798699A
Authority: SU
Inventors: Владимир Николаевич Пупынин; Юрий Николаевич Березуцкий
Original assignee: Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта
Priority date: 1984-08-03
Filing date: 1984-08-03
Publication date: 1987-04-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к устройствам защиты от токов короткого замыкани . Цель изобретени - повышение надежности. Сигналы с выходов управл емого интегратора 4 и управл емого интегратора 5 поступают на входы элемента 10 сравнени , где они сравниваютс в течение заданного времени. Если амплитуда сигнала с интегратора 5 больше , чем амплитуда сигнала с интегратора 4, то элемент 10 сравнени срабатывает, и сигнал с его выхода поступает на входы элементов И 17 и 22. Сигнал с выхода элемента И 17 через элемент ИЛИ 23 воздействует на исполнительный орган 31, вызыва отключение фидера. Аналогично и дл элемента И 22. 3 ил. (Л OJ о го со 05 05

Description

ходом к одному входу второго элемента ИЛИ 23, к другому входу которого под ключей выход первого элемента И 17, четвертый элемент 24 формировани импульсов заданной длительности, подключенный входом к выходу порогового элемента 13, а выходом - к другому входу второго элемента И 22 и к одному входу третьего элемента И 22 и к одному входу третьего элемента ИЛИ 25, к другому вхоИзобретение относитс к электротехнике, в частности к области релейной защиты, и может быть использовано при разработке устройств от токов короткого замыкани (особенно целесообразно использование изобретени в системах с существенно несунусоидальными токами, в частности на электрических железных дорогах переменного тока).

Целью изобретени вл етс повыщение

надежности путем снижени вли ни наю ду которого подключен выход п того элефункционирование реле высших гармоникмента 26 формировани импульсов заданв токе и напр жении. .ной длительности, подключенного входом к

На фиг. 1 изображена функциональна выходу первого инвертора 15.

схема реле; на фиг. 2 - временные диа-Шестой элемент 27 формировани имграммы , по сн ющие его работу; на фиг. 3-пульсов заданной длительности подключен

характеристика срабатывани реле в комп- входом к выходу третьего элемента ИЛИ 25,

лексной плоскости сопротивлени .а выходом - через третий инвертор 28 к

Реле содержит промежуточные трансфор-управл ющему входу первого ключа 6, седьматоры тока 1 и напр жени 2, потен-мой элемент 29 формировани импульсов

циометр 3, подключенный к вторичной об-заданной длительности, подключенный в.хомотке трансформатора 1 тока, первый 4 иjn Дом к выходу первого элемента ИЛИ 18,

а выходом - к управл ющим входам второго 7 и третьего 8 ключей и к входу восьмого элемента 30 формировани импульсов заданной длительности, подключенного выходом к управл ющим входам первого 4 и втоинтегратора 5, один входной вывод которого25 рого 5 интеграторов, и исполните, 1ьный орподключен через первый ключ 6 и первыйган 31, подключенный входо.м к выходу вторезистор 11 к регулировочному выводурого элемента ИЛИ 23.

потенциометра 3, а второй входной выводУстройство работает следуюашм образом,

интегратора 5 подключен к одному из вы-При изменении тока фидера т говой сети

водов вторичной обмотки промежуточногопропорционально измен етс также и ток во

трансформатора 1 тока, другой вход эле-30 вторичной обмотке промежуточного трансвторой 5 управл емые интеграторы, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 ключи, элемент 10 сравнени , один вход которого подключен через второй ключ 7 к выходу второго управл емого

мента 10 сравнени подключен через третий ключ 8 к выходу управл емого интегратора 4, один входной вывод которого подключен через четвертый ключ 9 и второй резистор 12 к одному выводу вторичной обмотки промежуточного трансформатора 2 напр жени , другой вывод вторичной обмотки которого подключен к другому входному выводу управл емого интегратора 4.

35

форматора 1 тока. Этот ток вызывает изменение падени напр жени на потенциометре 3, сигнал 32 с которого (фиг. 2) через первый резистор 11 и первый ключ 6 поступает на вход управл емого интегратора 5. Одновременно измен етс контролируемое напр жение, которое подаетс на промежуточный трансформатор 2 напр жени и через второй резистор 12 и четвертый ключ 9

на вход управл емого интегратора 4 - сиг- Пороговый элемент 13 подключен входом Q нал 33. В течение времени, соответствую- через третий резистор 14 к одному вы- щего положительной полуволне напр жени , воду вторичной обмотки трансформатора 2,на выходе порогового элемента 13 будет

а выходом через последовательно вклю-сигнал 34 низкого уровн , в то же врем

ченные первый инвертор 15 и первый эле- на выходе первого интегратора 15 - сигнал мент 16 формировани импульсов заданной 35 высокого уровн . При изменении нол р- длительности 16 - к одному входу пер- 45 ности полуволны напр жени сигнал 34 име- вого элемента И 17, а также к одному входу первого элемента ИЛИ 18, другой вход которого подключен к выходу второго элемента 19 формировани импульсов заданной длительности, подключенного входом к

ет высокий уровень, а сигнал 35 - соответственно низкий.

. На фронтах сигнала 35, совпадающих с моментами перехода положительной полуволны напр жени через нуль, срабатывают

выходу порогового элемента 13, третий эле- 50 первый 16 и п тый 26 элементы формиро- мент 20 формировани импульсов заданнойвани импульсов заданной длительности,

длительности, подключенный входом к выхо- На выходе элемента 16 будет сигнал 36 вы- ду первого элемента ИЛИ 18, а выходом сокого уровн продолжительностью t,, на вы- через второй инвертор 21 - к управл ющему входу четвертого ключа 9, второй элемент И 22, подключенный одним входом

55

к выходу второго элемента 19 формировани импульсов заданной длительности, а выходе элемента 26 - сигнал 37 высокого уровн продолжительностью tz- На фронтах сигн ала 34, совпадающих с моментом первого перехода отрицательной полуволны напр жени через нуль, срабатывают элеходом к одному входу второго элемента ИЛИ 23, к другому входу которого под ключей выход первого элемента И 17, четвертый элемент 24 формировани импульсов заданной длительности, подключенный входом к выходу порогового элемента 13, а выходом - к другому входу второго элемента И 22 и к одному входу третьего элемента И 22 и к одному входу третьего элемента ИЛИ 25, к другому вховторичной обмотке промежуточного транс

на выходе первого интегратора 15 - сигнал 35 высокого уровн . При изменении нол р- ности полуволны напр жени сигнал 34 име-

первый 16 и п тый 26 элементы формиро- вани импульсов заданной длительности,

На выходе элемента 16 будет сигнал 36 вы- сокого уровн продолжительностью t,, на вы-

ходе элемента 26 - сигнал 37 высокого уровн продолжительностью tz- На фронтах сигн ала 34, совпадающих с моментом первого перехода отрицательной полуволны напр жени через нуль, срабатывают элементы 19 и 24 формировани импульсов заданной длительности, на выходе элемента 19 будет сигнал 38 высокого уровн продолжительностью /з, на выходе элемента 24 - сигнал 39 высокого уровн продолжительностью /4.

Сигналы 36 и 38 суммирует первый элемент ИЛИ 18, а сигналы 37 и 39 - третий элемент ИЛИ 25.

Сигнал 40 с выхода элемента ИЛИ 18

чение времени сравнени /д (величина AI) оказываетс больше амплитуды сигнала 48 (величина Аа), то элемент 10 срабатывает , что соответствует сигналу 50 высокого уровн на его выходе. Этот сигнал поступает на входы элементов И 17 и 22. Если совпадает высокий уровень сигнала 50 с высоким уровнем сигналов 36 и 37, то на выходе элемента И 17 будет сигнал 51 высокого уровн , который через элемент ИЛИ

поступает на входы элементов 20 и 29 фор- ю 23 воздействует на исполнительный орган 31,

вызыва отключение фидера. Аналогично и дл элемента И 22, на входы которого поступают сигналы 50 с выхода элемента 10 сравнени и сигналы 38 и 39 с выходов элементов формировани импульсов 19

мировани импульсов заданной длительности . На задних фронтах сигнала 40 срабатывает элемент 20 формировани импульсов заданной длительности, и его сигнал 41 высокого уровн продолжительностью tb посвызыва отключение фидера. Аналогично и дл элемента И 22, на входы которого поступают сигналы 50 с выхода элемента 10 сравнени и сигналы 38 и 39 с выходов элементов формировани импульсов 19

тупает на вход второго инвертора 21. На вы- 15 и 24 заданной длительности соответственно.

20

ходе инвертора 21 будет сигнал 42 высокого уровн продолжительностью б, который поступает на ключ 9 управл емого интегратора 4. На передних фронтах сигнала 42 ключ 9 замыкаетс , и начинаетс зар д конденсатора в интеграторе 4. После окончани времени t заканчиваетс зар д конденсатора .

Сигнал 43 с выхода элемента ИЛИ 25 поступает на вход элемента 27 формировани импульса заданной длительности. На задних 25 фронтах сигнала 43 срабатывает элемент 27 формировани импульсов заданной длительности , и его сигнал 44 высокого уровн продолжительностью/ поступают на вход инвертора 28. На выходе инвертора 28 будет

При совпадении высокого уровн этих сигналов сигнал 52 будет также высокого уровн . Этот сигнал через элемент ИЛИ 23 воздействует на исполнительный орган 31.

Если условие не выполн етс , то элемент 10 сравнени не срабатывает и на его выходе будет сигнал низкого уровн , тогда и на выходах элементов И 17 и 22 будут сигналы низкого уровн , и устройство не даст сигнал на отключение фидера.

Начало и окончание интегрировани сигнала 33 определ етс сигналом 42 высокого уровн продолжите,г1ьностью /о, поступающим с выхода инвертора 21 на ключ 9 управл емого интегратора 4, а сигнала 32 - сигналом 45 высокого уровн продолжнтельсигнал 45 высокого уровн продолжитель- 30 ностью 1, поступающим с выхода инвер- ностью /8, который поступает на ключ 6 ора 28 на ключ 6 управл емого интегра- управл емого интегратора 5.тора 5. При этом , а (фиг. 2).

На передних фронтах сигнала 45 ключ 6Врем сравнени сформированных интезамыкаетс , и начинаетс зар д конденса- гральных значений величин At и.Да онреде- тора в интеграторе 5. После окончани л етс сигналом 46 высокого уровн продол- времени /8 заканчиваетс зар д конденса- 5 жительностью tg, подаваемым с выхода эле- тора.мента 29 формировани импульсов заданНа передних фронтах сигнала 40 срабатывает элемент 29 формировани импульсов заданной длительности, сигнал 46 высокого уровн продолжительностью tg с его до выхода поступает на вход элемента 30 формировани нмпульсов заданной длительности и на ключи 7 и 8. Ключи 7 и 8 замыкаютс , соедин выходы, управл емых интеграторов 4 и 5 с соответствующими входами элемента 10 сравнени на врем дНа задних фронтах сигнала 46 срабатывает элемент 30 формировани импульсов заданной длительности, и его сигнал 47

высокого уровн продолжительностью 10

поступает на управл ющие входы интеграторов 4 и 5, что приводит к разр ду конденсаторов, тем самым задаютс нулевые начальные услови .

На выходе управл емого интегратора 4 будет сигнал 48, на выходе управл емого

ной длительности на ключи 7 и 8.

Врем разр да конденсаторов управ.ч е- мых интеграторов 4 и 5 задаетс сигналом 47 высокого уровн продолжительностью tio. Выполнение услови срабатывани элемента 10 () в общем с.лучае определ етс значени ми площадей - площади , ограниченной отрезком оси времени и сигналом 32 в полосе ±A.) относительно момента CAS,-) и сигналом 33 в полосе ±A/i относительно момента Т/4 и соответствующим ей отрезком на оси времени AS, (фиг. 2). Гранична лини характеристики срабатывани реле определ етс при условии, что эти величины равны между собой, т.е. , следовательно, получаем

45

интегратора 5 - сигнал 49, эти сигналы подаютс на входы сравнени элемента 10, где они сравниваютс между собой в течение времени tg, и если амплитуда сигнала 49 в те55

Tftttti fftit

k VSLnwtdt kt} -Sin (да/-ф)г, гА-«,f-H-i

где первый интеграл - п;1ОП1адь, ограниченна сигналом 33 в полосе +Л/1, а второй - сигналом 32 в полосе

23 воздействует на исполнительный орган 31,

и 24 заданной длительности соответственно.

Начало и окончание интегрировани сигнала 33 определ етс сигналом 42 высокого уровн продолжите,г1ьностью /о, поступающим с выхода инвертора 21 на ключ 9 управл емого интегратора 4, а сигнала 32 - сигналом 45 высокого уровн продолжнтельгральных значений величин At и.Да онреде- л етс сигналом 46 высокого уровн продол- жительностью tg, подаваемым с выхода эле- мента 29 формировани импульсов задан

ной длительности на ключи 7 и 8.

Tftttti fftit

k VSLnwtdt kt} -Sin (да/-ф)г, гА-«,f-H-i

K.U - коэффициент пропорциональности дл напр жени , /(„-l/B-C ,

Ki - коэффициент пропорциональности дл тока, К.1АС;

W - углова частота;

t - врем ;

Ф - угол между контрблируемыми током и напр жением.

Решение этого уравнени имеет вид

гс :2смакс-СО5 ()

е 2с -сопротивление срабатывани реле , zc и/J;

гмакс- максимальное значение сопротивлени срабатывани ;

2,,, KL(OM)

фмч - угол максимальной чувствительности реле, определ ющий наклон характеристики срабатывани относительно действительной оси комплексной плоскости, при котором 2С гсм;,кс.

Полученному уравнению соответствует гранична лини круговой характеристики

срабатывани , проход ндей через начало координат -- лини 53 (фиг. 3).

Выбира величину /, а значит величину дополнительного угла W, пропорционального отрезку времени /, можно произвольно мен ть наклон характеристики срабатывани относительно действительной оси комплекс- ной плоскости, необходимую уставку реле сопротивлени можно получить при любой длительности интегрировани . Следовательно нри выборе соответствующей длительности интегрировани можно исключить вли Гни тех или иных гармоник в токе или в на- пр жении, или в то.м и другом. Поэтому, выбира , например, длительность интегрировани равной или кратной периоду третьей гармоники, имеющей наибольшую амплитуду исключаетс вли ние на , форму характеристики срабатывани этой гармоники, а так- же кратных ей |-армо1.ик, обеспечива , в то же врем , возможность регулировки уставки ре„.е сопротивлени как по углу максимальной чувствительности, так и по активному сопротивлению. Причем обеснечи- ваетс возможность осуществлени раздельной взаимнонезависимой регулировки уставки .

Claims

Формула изобретени

Реле сопротивлени , содержащее промежуточный трансформатор тока, выводы вторичной обмотки которого подключены к основным выводам потенциометра, подключенного регулировочным выводом к одному выводу первого резистора, нромежуточпый трансформатор напр жени , один вывод вторичной обмотки которого подключен к од

5

0

5

о 5 -

0

ним выводам второго и третьего резисторов , а другой вывод вторичной обмотки подключен к одному входному выводу первого управл емого интегратора, пороговый элемент, подключенный входом к другому выводу третьего резистора, а выходом к входу первого интегратора, подключенного выходом к входу первого элемента формировани импульсов заданной длительности , выход которого подключен к одному входу первого элемента И, а также к одному входу первого элемента ИЛИ, второй элемент формировани импульсов заданной длительности, подключенный входом к выходу порогового элемента, а выходом - к другому входу первого элемента ИЛИ и одному входу второго элемента И, подключенного выходом к одному входу второго элемента ИЛИ, к другому входу которого подключен выход первого элемента И, третий элемент формировани импульсов заданной длительности, подключенный входом к выходу первого элемента ИЛИ, второй инвертор и исполнительный орган, подключенный входом к выходу второго элемента ИЛИ, отличающеес тем, что, с целью повышени надежности путем снижени вли ни на функционирование реле выспшх гар.моник в токе и напр жении, дополнительно введены второй управл емый интегратор , четыре ключа, элемент сравнени , третий элемент ИЛИ, третий инвертор, а также четвертый, п тый, Н1естой, седьмой и восьмой элементы формировани и.мпульсов заданной длительности, при этом выход порогового элемента подключен также к входу четвертого элемента фор.мировани импульсов заданной длительности, подключенного выходом к одному входу третьего элемента ИЛИ, а также к другому входу второго элемента И, к третьему входу которого подключен выход элемента сравнени , подключенный также к другому входу первого элемента И, выход первого инвертора подключен также к входу п того элемента формировани импульсов заданной длительности , подключенного выходом к третьему входу первого элемента И, а также к другому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого через последовательно включенные 1нестой элемент формировани импу.тьсов заданной длительности и третий инвертор подключен к управл ющему входу первого ключа, включенного между другим выводом первого резистора и одним входным выводом второго управл емого интегратора, подключенного выходом через второй ключ к одному входу элемента сравнени , к другому входу которого через третий кл.юч подключен выход первого управл емого интегратора , подключенного другим входным выводом через четвертый ключ к другому выводу второго резистора, выход первого элемента ИЛИ подключен также к входу седьмого элемента формировани импульсов заданной длительности, подключенного выходом к управл ющим входам второго и третьего ключей, а также к входу восьмого элемента формировани импульсов заданной длительности, выход которого подключен к управл ющим входам первого и второго интеграторов , выход третьего элемента формировани импульсов заданной длительности через второй инвертор подключен к управл ющему входу четвертого ключа, а другой входной вывод второго управл емого интегратора подключен к одному из выводов вторичной обмотки промежуточного трансформатора тока.

П

5/EL

П

52П

П

Риг. г

J/77Z

53

Zc макс

HeZ

Фиг. 5