SU1661912A1 - Устройство дл вы влени асинхронного режима электропередачи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике, а именно к противоаварийной автоматике энергосистем, и может быть использовано в автоматике ликвидации асинхронного режима. Цель изобретени  - повышение селективности устройства. Она достигаетс  за счет дополнительно введенного органа 5 контрол  отношени  амплитуд, который срабатывает только при значени х отношени  минимальных амплитуд тока начального и последующих циклов его колебаний к максимальной амплитуде начального цикла менее расчетного, а возвращаетс  в исходное состо ние при значени х отношени  максимальных амплитуд последующих циклов к максимальной амплитуде начального цикла более расчетного. Через три-четыре цикла колебаний тока оба эти услови  выполн ютс  в течение каждого цикла только при асинхронном режиме. При синхронных качани х из-за затухани  колебаний хот  бы одно из них не выполн етс . При этом с помощью формировател  8 установочных сигналов осуществл етс  сброс органа 5 и счетчика 11 циклов. Кроме упом нутых блоков устройство содержит пусковой орган 1 с формирователем 2 абсолютного значени  напр жени , пропорционального входному току, формирователи 3 и 4 коротких пр моугольных импульсов, орган 9 контрол  периода колебаний тока, элемент 10 типа 3 ИЛИ-НЕ и орган 15 выдержки времени. Устройство срабатывает по первому выходу через заданное счетчиком 11 количество циклов колебаний, а по второму выходу еще через врем , заданное органом 15. При этом можно раздельно формировать команды на ресинхронизацию и деление системы. 3 ил.

Description

амплитуде начального цикла более расчетного . Через три-четыре цикла колебаний тока оба эти услови  выполн ютс  в течение каждого цикла только при асинхронном режиме . При синхронных качани х из-за затухани  колебаний хот  бы одно из них не выполн етс . При этом с помощью формировател  8 установочных сигналов осуществл етс  сброс органа 5 и счетчика 11 циклов. Кроме упом нутых блоков устройство содержит пусковой орган 1 с формирователем 2 абсолютного значени  напр жени , пропорционального входному току, формирователи 3 и 4 коротких пр моугольных импульсов , орган 9 контрол  периода колебаний тока, элемент 10 типа 3 ИЛИ-НЕ и орган 15 выдержки времени. Устройство срабатывает по первому выходу через заданное счетчиком 11 количество циклов колебаний, а по второму выходу еще через врем , заданное органом 15, При этом можно раздельно формировать команды на ресинхронизацию и деление системы. 3 ил,

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к противоаварийной автоматике энергосистем, и может быть использовано , например, в автоматике ликвидации асинхронного режима (АЛАР).

Цель изобретени  - повышение селективности устройства.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, по сн ющие его работу в асинхронном режиме и при синхронных качани х, на которых обозначены выходные напр жени  блоков Uij (I - индекс блока, j - номер выхода), уровень Uo, на котором фиксируетс  наличие колебаний, период Тк этих колеабний, времена te и tg срабатывани  органа контрол  периода колебаний тока и органа выдержки времени.

Устройство содержит токовый пусковой орган 1, представл ющий собой реле тока с формирователем 2 амплитудного значени  напр жени , пропорционального входному току, формирователь 3 импульсов по фронту с пр мым и инверсным выходами , формирователь 4 импульсов по срезу с инверсным выходом, орган 5 контрол  отношени  амплитуд из амплитудного детектора 6, информационный и установочный входы которого  вл ютс  аналогичными входами органа, и компаратора 7 с регулируемым коэффициентом возврата, пр мой и инверсный выходы которого служат аналогичными выходами органа, а входы по- парносоединены с информационным входом и выходом детектора б, блок 8 установочных сигналов, реализующих функции

(D (2) (3)

где xi - X - логические сигналы на одноименных входах блока; yi и у2 - логические

сигналы на одноименных выходах блока; у - вспомогательный логический сигнал , орган 9 контрол  периода колебаний тока, представл ющий собой элемент выдержки времени, который запускаетс  при положительном входном сигнале и устанавливаетс  в нуль при нулевом, логический элемент 10 типа ЗИЛИ-НЕ, счетчик 11 циклов , состо щий из счетчика-дешифратора

12, счетный и установочный входы которого  вл ютс  аналогичными входами счетчика циклов, n-входового элемента 13 типа ИЛИ-НЕ и m-входового переключател  14, входы которых попарно соединены с выходами счетчика-дешифратора, а выходы служат соответственно дополнительным и основным выходами счетчика циклов, орган 15 выдержки времени, задающий врем  tis, необходимое дл  осуществлени  меропри тий по ресинхронизации после срабатывани  устройства по дополнительному выходу (основному выходу счетчика 11).

В схеме устройства формирователи 3 и 4 подключены входами к выходу пускового

органа 1, а инверсными выходами попарно соединены с входами Х2 и xs блока 8 установочных сигналов, входы хз и Х4 которого также попарно подключены к пр мому и инверсному выходам органа 5 контрол  отношени  амплитуд, вход хе подключен к пр мому выходу формировател  3, вход х подключен к дополнительному выходу счетчика 11 циклов, вход xi подключен к выходу органа 9, а выходы yi и уа св заны

с установочными входами счетчика 11 и органа 5 соответственно. Информационный вход последнего подключен к выходу формировател  2 амплитудного значени , а инверсный выход соединен с первым

входом логического элемента 10, второй вход которого, объединенный с входом органа 9, подключен к инверсному выходу формировател  3, а выход и третий вход соединены попарно со счетным входом и

основным выходом счетчика 11 циклов,  вл ющимс  дополнительным выходом устройства и св занным с входом органа 15 выдержки времени, выход которого служит основным выходом устройства.

Устройство работает следующим образом .

Ток I эл.ектропередачи подаетс  на вход пускового органа 1 через датчик тока и преобразуетс  в пропорциональное ему напр жение U2 на выходе формировател  2 абсолютного значени  этого органа. Он срабатывает при каждом превышении напр жением U2 уровн  Uo и его выходное напр жение Ui принимает нулевое значение . Если напр жение U2 становитс  меньше Ui, пусковой орган 1 возвращаетс  в исходное состо ние и его выходное напр жение Ui приобретает положительный знак. В процессе колебаний тока на фиг. 2 и 3 происход т периодические срабатывание и возврат пускового органа в каждом цикле. При этом в моменты срабатывани  на выходе формировател  3 возникают короткие (1-2 мс) импул ьсы положительной Us и отрицательной Us пол рности, а в моменты возврата на выходе формировател  4 по вл ютс  импульсы Щ отрицательной пол рности. Напр жение U2 поступает также на информационный вход органа 5 контрол  отношени  амплитуд, в результате чего на выходе амплитудного детектора б этого органа в виде напр жени  Ue фиксируютс  максимальные амплитудные значени  тока в каждом начальном после сброса детектора 6 цикле его колебаний . Напр жени  U2 и Ue подаютс  на верхний и нижний входы компаратора 7. выходное напр жение Us которого на пр мом выходе органа 5 измен етс  с нулевого на положительное значение и наоборот соответственно при

U2 Вер Ue;(4)

U2 Ввр Ue,(5)

где Вер и Вер - регулируемые коэффициенты передачи компаратора 7 по нижнему входу до и после его срабатывани .

Изменение напр жени  Us на инверсном выходе органа 5 происходит по тем же услови м, но в обратном пор дке. Поскольку U2 и Ue пропорциональны соответственно текущему I и максимальному Макс. амплитудным значени м входного тока, услови  (4) и (5) могут быть выполнены только в том случае, если

1мин|/1максо Вер

1макс1/1максо В

ср.

где Мин - минимальное значение амплитуды I входного тока в начальном и последующих циклах его колебаний (1 0, 1, 2...};

1макс0 и максг максимальное значение

амплитуды I входного тока в начальном и

последующих циклах его колебаний 0 1,

2...).

Сброс амплитудного детектора 6, сопровождающийс  выравниванием U2 и Ue,

производитс  положительными сигналами Ue.2, поступающими на установочный вход органа 5 с выхода у2 формировател  8 в соответствии с логической функцией (3). До первого срабатывани  пускового органа 1 наличие положительного сигнала Ue.2 обусловлено сработанным состо нием органа 9 контрол  периода колебаний тока (Ug 0, xi 1). Он устанавливаетс  в нуль первым отрицательным импульсом

Оз (Us 0, ха 0), в течение которого сигнал Us.2 еще не исчезает, поскольку орган 5 находитс  в несработанном состо нии (Us 0, хз 0). После прохождени  первого импульса из сигнал U82

становитс  равным нулю (х2 1) и его изменение в интервале времени до следующего отрицательного импульса Us. равном периоду Тк колебаний, возможно только при Тк больше tg (фиг. 2), когда

вновь сработает орган 9. В противном случае орган 9 не успевает сработать, так как в каждом цикле он обнул етс  импульсами Оз.

При выполнении услови  (4), адекватного услови  (6), срабатывает орган 5 и на его пр мом выходе напр жение Us становитс  положительным (хз 1), а на инверсном напр жение Us принимает нулевое значение (х 0). Поэтому „при по влении

отрицательного импульса Us (x2 0) установочный сигнал Ue2 остаетс  равным нулю (у2 0), То же происходит и при возврате пускового органа 1, когда по вл етс  отрицательный импульс U4 (xs 0),

если выполн етс  условие (5), адекватное условию (7) и обеспечивающее возврат органа 5 к этому моменту (Us О, ХА 1).

Напр жени  Us и Us с выходов формировател  3 и органа 5 поступают на входы

элемента 10 типа ЗИЛИ-НЕ. На его выходе по вл ютс  положительные импульсы Uio только при одновременном равенстве нулю напр жений Us и Us, означающем, что в момент срабатывани  пускового органа 1

орган 5 находитс  в сработанном состо нии . Импульсы Uio поступают на счетный вход счетчика 11 циклов и при асинхронном режиме (фиг. 2) после прохождени  заданного числа По импульсов на дополнительном

выходе счетчика напр жение Un.i становитс  положительным (х 1). Поступа  на вход х формировател  8, оно обеспечивает сброс детектора 6 по условию (3) при каждом срабатывании пускового органа, когда по вл ютс  положительные импульсы Us (хе 1). При этом максимальна  амплитуда напр жени  IJ2 фиксируетс  в виде напр жени  Не в каждом цикле колебаний тока и в случае ресинхронизации возврат устройства возможен только при невыполнении услови  (6) или превышении периодом Тк колебаний выдержки tg органа 9. Научет услови  (7) после вы влени  асинхронного режима предотвращает ложный возврат устройства при резком снижении тока в результате отключений в системе , производимых противоаварийной автоматикой. В то же врем  сброс счетчика 11 положительным напр жением Us.1, подаваемым на его установочный вход с выхода yi формировател  8 в соответствии с функцией (2), после вы влени  асинхронного режима не производитс . В остальных случа х, как видно из формул (2) и (3), установочные сигналы Ue.i и Us.2 положительного знака по вл ютс  синхронно (yi уа 1).

После заданного количества циклов N счетчик 11 в асинхронном режиме (фиг. 2) срабатывает по основному выходу,  вл ющемус  дополнительным выходом устройства . При этом положительный сигнал U 11.2 с этого выхода подаетс  на третий вход элемента 10, устанавлива  нулевое напр жение Uio на его выходе, и на вход органа 15 выдержки времени, в результате чего через врем  tjs напр жение Uis на выходе органа 15,  вл ющемс  выходом устройства, становитс  положительным. Дополнительный и основной выходы устройства могут быть использованы дл  формировани  команд на ресинхронизацию и деление системы соответственно.

При синхронных качани х с большой исходной нагрузкой (лева  часть диаграммы на фиг. 3) устройство, работа  в начальных циклах колебаний тока так же, как и в асинхронном режиме, возвращаетс  в исходное состо ние уже на третьем цикле, когда не выполн етс  условие (6) из-за затухани  колебаний, и орган 5 не срабатывает (Us 0, хз 0). При этом в моменты по влени  отрицательных импульсов Уз (х2тО) формируютс  установочные сигналы Ue.1 и Us.2 согласно функци м (2) и (3) (yi - У2 - 1).

При синхронных качани х с малыми исходными нагрузками (права  часть диаграммы на фиг. 3) устройство возвращаетс 

в исходное состо ние положительными импульсами Ue.1 и Us.a в моменты возврата пускового органа 1, когда напр жение 1М равно нулю (хб 0), поскольку не выполн ет- с  условие (7) и орган 5 остаетс  в сработанном СОСТОЯНИИ (Об О, Х5 0).

Таким образом, дл  обеспечени  селективности при синхронных качани х достаточно прин ть число импульсов п0, после

которого счетчик 11 срабатывает по дополнительному выходу, фиксиру  асинхронный режим, равный трем-четырем. Число импульсов до срабатывани  устройства по дополнительному выходу может быть

больше п0 дл  согласовани  с устройствами , контролирующими другие сечени  асинхронного режима. Повышение селективности в сравнении с известным устройством достигаетс  благодар  контролю

затухани  максимальной амплитуды тока по условию (7), в св зи с чем исключаетс  ложное срабатывание предлагаемого устройства при синхронных качани х с малой исходной нагрузкой (лева  часть диаграммы

на фиг. 3).

Следует отметить, что предлагаемое устройство не реагирует на цикл колебаний тока, проедшествующий срабатыванию органа 5, так как при этом нет положительного

импульса Uio. Упом нутое свойство следует учитывать при выборе п0.

Кроме того, дл  улучшени  условий отстройки от внешнего асинхронного режима пусковой орган 1 устройства может быть

выполнен в виде органа напр жени  или сопротивлени  с подключением их к соответствующим измерительным трансформаторам . При этом в случае отсутстви  в пусковом органе формировател  2 им может

быть снабжен орган 5 контрол  отношени  амплитуд.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  вы влени  асинхронного режима электропередачи, содержащее пусковой орган, подключенный входом к выходу датчика тока и включающий в себ  фор- мирователь амплитудного значени  напр жени , пропорционального входному току, орган контрол  отношени  амплитуд , подключенный информационным входом к выходу упом нутого формировател  амплитудного значени  и имеющий в своем составе компаратор с пр мым и инверсным выходами,  вл ющимис  аналогичными выходами органа, орган контрол  периода колебаний тока и орган выдержки времени, выход которого  вл етс  основным выходом устройства, отличающе-. е с   тем, что, с целью повышени  селективности в органе контрол  отношени  амплитуд , дополнительно введен амплитудный детектор с установочным и информационным входами,  вл ющимис  аналогичными входами органа, компаратор выполнен с регулируемым коэффициентом возврата, а его входы попарно соединены с информационным входом и выходом амплитудного детектора, а также дополнительно введены формирователь импульсов по фронту с пр мым и инверсным выходами, формирователь импульсов по срезу с инверсным выходом, логический элемент ЗИЛИ-НЕ, счетчик циклов, состо щий из счетчика-дешифратора, счетный и установочный входы которого  вл ютс  аналогичными входами счетчика циклов, п-входового элемента ИЛИ--НЕ и m-входового переключател , входы которых попарно соединены с выходами счетчика-дешифратора, а выходы служат соответственно дополнительными и основным выходами счетчика циклов, блок установочных сигналов, реализующий функции

   у) хе;

   У1 Х2 + хз + XI + у;

   У2 У1 + б ху,

   где XL Х2, хз, Х4, Х5, хб, х - логические сигналы на одноименных входах блока, yi

   V

   Vo

   и уг - логические сигналы на одноименных выходах блока, у - вспомогательный логический сигнал, причем формирователи импульсов по фронту и по срезу подключены

   входами к выходу пускового органа, а инверсными выходами попарно соединены с входами ха и Х5 блока установочных сигналов входы хз и Х4 которого также попарно подключены к пр мому и инверсному выходам органа контрол  отношени  амплитуд , вход Х6-подключен к пр мому выходу формировател  импульсов по фронту, вход ху подключен к дополнительному выходу счетчика циклов, вход xi подключен к выходу органа контрол  периода колебаний тока, выходы yi и у2 св заны с установочными входами счетчика циклов и органа контрол  отношени  амплитуд соответственно , инверсный выход последнего соединен с первым входом логического элемента ЗИЛИ-НЕ, второй вход которого , объединенный с входом органа контрол  периода колебаний тока, подключен к инверсному выходу формировател  импульсов по фронту, а выход и третий вход соединены попарно со счетным входом и основным выходом счетчика циклов,  вл ющимс  дополнительным выходом устройства и св занным с входом органа выдержки

   времени

   Vb

   Vo

   Фиг.З