SU1663681A1 - Устройство дл защиты потребителей от изменени напр жени питающей сети - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  в релейной защите потребителей электрической энергии от перегрузок, коротких замыканий и неисправностей источников питани . Цель изобретени  - повышение быстродействи  защиты. При аварийном нарастании напр жени  в контролируемой сети на выходе порогового датчика 1 формируетс  сигнал, который через открытый ключевой элемент 5 проходит на вход исполнительного элемента 3, что приводит к срабатыванию защиты. При коротком замыкании в потребителе на выходе порогового датчика 2 формируетс  сигнал, который через открытый ключевой элемент 6 проходит на вход элемента 3, что также приводит к срабатыванию защиты. В нормальных режимах работы питающей сети прохождение сигналов с выходов пороговых датчиков 1 и 2 на вход исполнительного элемента 3 при допустимых кратковременных отклонени х напр жени  блокируетс  ключевыми элементами 5 и 6, которые запираютс  при поступлении на их запрещающие входы сигналов с выходов 8 и 9 формировател  7, подключенного к выходу дифференцирующей цепи 4, котора  своим входом подключена к контролируемой сети. Исполнительный элемент 3 остаетс  в исходном состо нии, сигнализирующем о нормальном режиме работы питающей сети. 2 ил.

Description

т

Нагрузка

фиг.1

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  в релейной защите потребителей электрической энергии от перегрузок, коротких замы- канйй и неисправностей источников питани .

Цель изобретени  - предотвращение ложных срабатываний при переходных процессах в системе электропитани .

На фиг, 1 показана блок-схема устройства; на фиг.2 - графики работы устройства в различных режимах.

Устройство дл  защиты потребителей от изменени  напр жени  питающей сети содержит первый 1 и второй 2 пороговые датчики напр жени  с входными выводами дл  подключени  к контролируемой питающей сети и отключающий исполнительный элемент 3, управл ющим входом св занный с выходами пороговых датчиков 1 и 2. Первый пороговый датчик 1 выполнен с заданной уставкой переключени , равной верхнему допустимому уровню напр жени  контролируемой сети, и с заданной временной задержкой переключени  при повышении входного напр жени  датчика. Второй пороговый датчик 2 выполнен с заданной уставкой переключени , равной нижнему допустимому уровню напр жени  контролируемой сети, и с заданной временной задержкой переключени  при снижении входного напр жени  датчика. В устройстве имеютс  дифференцирующа  цепь 4 с входными выводами дл  подключени  к контролируемой питающей сети, размыкающие первый 5 и второй 6 ключевые элементы, каждыйс управл ющим входом и ключевой исполнительной цепью, запирающейс  при поступлении соответствующего запирающего сигнала на управл ющий вход ключевого элемента, и формирователь 7 запирающих управл ющих сигналов первого и второго ключевых элементов.

Формирователь 7 входом .подключен к выходу дифференцирующей цепи и выполнен в виде определител  знака входного напр жени  с первым выходом 8, запирающий сигнал на котором формируетс  при отрицательном напр жении на входе формировател , и вторым выходом 9, запирающий сигнал на котором формируетс  при положительном напр жении на входе формировател . Первый выход 8 формировател  7 соединен с управл ющим входом первого ключевого элемента 5, второй выход 9 - с управл ющим входом второго ключевого элемента 6. Выход первого порогового датчика 1 через ключевую исполнительную цепь первого ключевого элемента 5 и выход второго порогового датчика 2 через ключевую исполнительную цепь второго ключевого элемента 6 соединены с входом отключающего исполнительного элемента 3 по схеме ИЛИ. Первый пороговый датчик 1

выполнен с мгновенным переключением при снижении входного напр жени  и с временной задержкой переключени  при повышении входного напр жени , равной максимальной допустимой длительности

фронта нарастани  напр жени  контролируемой питающей сети. Второй пороговый датчик 2 выполнен с мгновенным переключением при повышении входного напр жени  и с временной задержкой

переключени  при снижении входного напр жени , равной максимальной допустимой длительности фронта спадани  напр жени  контролируемой сети при нормальных коммутаци х токовой нагрузки потребителей .

Устройство работает следующим образом .

Контролируемое напр жение сети поступает на первый 1 и второй 2 пороговые

датчики напр жени , вырабатывающие дискретные выходные сигналы соответственно при превышении установленного уровн  дл  первого порогового датчика и снижении напр жени  сети ниже установленного

уровн  дл  второго порогового датчика напр жени . Одновременно это же напр жение поступает на дифференцирующую цепь 4, вырабатывающую сигнал, пропорциональный крутизне фронта и амплитуде контролируемого напр жени .

Сигнал дифференцирующей цепи 4 поступает на формирователь 7 запирающих управл ющих сигналов первого 5 и второго 6 ключевых элементов, выполненный в виде

определител  знака входного напр жени . Запирающий сигнал на первом выходе 8 формировател  7 формируетс  при отрицательном напр жении на входе формировател , а запирающий сигнал на втором

выходе 9 - при положительном напр жении на входе формировател .

Сигнал на первый ключевой элемент 5 от первого порогового датчика 1 поступает при превышении напр жени  сети верхнего

допустимого уровн  с временной задержкой , равной максимальной допустимой длительности фронта нарастани  напр жени  контролируемой питающей сети.

Сигнал на второй ключевой элемент 6 от второго порогового датчика 2 поступает при снижении напр жени  сети ниже допустимого уровн  с временной задержкой, равной максимальной допустимой длительности фронта спадани  напр жени  контролируемой сети при нормальных коммутаци х токовой нагрузки потребителей.

Прекращение поступлени  сигналов от первого 5 и второго 6 ключевых элементов происходит при возвращении уровн  напр жени  сети в пределы допуска, установленного соответственно верхним и нижним допустимыми уровн ми.

Запирающие сигналы первого выхода 8 и второго выхода 9 формировател  поступают на первый 5 и второй 6 ключевые элементы во врем  срабатывани  первого 1 и второго 2 пороговых датчиков напр жени  соответственно только от задних фронтов переходных процессов.

При включении источника питани  в сети происходит нарастание напр жени  or нул  до номинального значени  (фиг.2). При этом на начальном этапе датчик 2 подает сигнал на вход ключевого элемента 6, на формирователь 7 вырабатывает на выходе 9 запрещающий сигнал, поступающий на управл ющий вход ключевого элемента 6, который запрещает прохождение сигнала датчика 2 на вход исполнительного элемента 3, последний остаетс  в исходном состо нии и срабатывани  защиты не происходит .

При подключении потребителей происходит провал напр жени  сети ниже нижнего допустимого уровн , второй датчик 2 срабатывает и с задержкой, равной максимальной допустимой длительности фронта спадани  напр жени  контролируемой сети , выдает сигнал. При этом напр жение в сети начинает возвращатьс  к номинальному значению, дифференцирующа  цепь А вырабатывает напр жение положительной пол рности, формирователь 7 вырабатывает блокирующий сигнал на выходе 9, и второй ключ 6 не пропускает на исполнительный элемент 3 сигнал датчика 2.

Таким образом, за врем  прохождени  переднего фронта провала напр жени  срабатывание защиты не происходит благодар  задержке сигнала датчика 2, а за врем  прохождени  заднего фронта - благодар  блокировке прохождени  сигнала датчика 2 ключевым элементом 6.

Аналогично работает устройство при отключении потребителей, но при этом сигнал вырабатывает датчик 1, а формирователь 7 блокирует ключевой элемент 5 сигналом на выходе 8.

При аварийном нарастании напр жени  в сети, вызванном, например, неисправностью источника питани , сигнал на выходе дифференцирующей цепи 4 положителен , запирающий сигнал на выходе 8 формирователем 7 не вырабатываетс , длительность превышени  верхнего допустимого уровн  превосходит задержку датчика 1, его сигнал, пройд  ключевой элемент 5, вызывает срабатывание исполнительного

элемента 3. Защита срабатывает

При неисправности типа к.з в потребителе сигнал на выходе дифференцирующей цепи 4 отрицателен, сигнал на выходе 9 формирователем 7 не вырабатываетс , длитель0 ность снижени  напр жени  сети ниже нижнего допустимого уровн  превосходит задержку датчика 2, его сигнал пройд  ключевой элемент 6, вызывает срабатывание исполнительного элемента 3 Защита сраба5 тывает.

Предлагаемое устройство исключает ложные срабатывани  защиты при переходных процессах, причем уровень верхнего и нижнего допустимых уровней может уста0 навливатьс  без учета вли ни  переходных процессов, при этом быстродействие защиты ограничиваетс  лишь длительностью переднего фронта переходных процессов, обычно составл ющих значительно менее

5 0,1 общей длительности переходных процессов .

Объектами защиты могут быть генераторы посто нного и переменного тока, выпр мительные устройства, гальванические

0 источники тока, статические преобразователи посто нного тока с падающей характе ристикой, а также электропотребители в системах с повышенными требовани ми к качеству электропитани 

5

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  защиты потребителей от изменени  напр жени  питающей сети, содержащее первый и второй пороговые дат0 чики напр жени  с входными выводами дл  подключени  к контролируемой сети и исполнительный элемент, причем первый пороговый датчик выполнен в виде порогового датчика верхнего уровн , а второй порого5 вый датчик выполнен в виде порогового датчика нижнего уровн  напр жени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  защиты, в устройство введены дифференцирующа  цепь с входными

   0 выводами дл  подключени  к контролируемой сети, первый и второй ключевые элементы , каждый с управл ющим входом и ключевой исполнительной цепью, и формирователь управл ющих залипающих сигна5 лов первого и второго ключевых элементов, входом подключенный к выходу дифференцирующей цепи и выполненный в виде определител  знака напр жени , причем первый выход формировател  соединен с управл ющим входом первого ключевого

   элемента, второй выход - с управл ющим входом второго ключевого элемента, выходы первого и второго пороговых датчиков напр жени  соединены каждый с управл верхний допустимый уробею Mt/жнш дрлус/ имб/и уровень

   1

   l I

   I i

   1

   1

   I

   .... L Г1 -.ц.,. I I гиц

   вклюцешвклюуе- {Ош нмеuc/rrowv- wt/eff0fflpewt/eff0mpbt/csnoMtt- pyjw ко 6ител  fa/vejf -

   A

   0/n/fffj

   f

   Xff

   j/

   кз.наг

   ющим входом исполнительного элемента через ключевую исполнительную цепь первого и второго ключевых элементов соответственно .

   0/n/fffj

   f

   кз.наг-

   t/cs -

   Xff

   j/