SU723714A1 - Устройство дл защиты электрических сетей от токов короткого замыкани - Google Patents

Description

1

Изобретение касаетс  защиты электрических сетей от токов короткого замыкани .

Известно устройство, реализующее способ защиты источников постой и ноге тока от коротких замыканий и перегрузок, содержащее источник питани  переменного напр жени , щунт, два преобразовател  посто нного напр жени  в импульсное определенной скважности, импульсную схему сравнени , выходной орган и св зи между ними flj.

Недостатком этого устройства  вл етс  довольно сложна  в реализации схема, содержаща  больщое количество наматывающих изделий.

Кроме того, использование устройства только дл  защиты сетей посто нного тока, а также отсутствие использовани  информации о скорости измерени  величины контролируемого сигнала, т. е. о величине производной тока по времени, не позвол ет максимально повысить быстродействие и надежность работы системы.

Известно также устройство, наиболее близкое к описываемому по технической сущности, реализующее способ дл  защиты

сетей посто нного тока от коротких замыканий , содержащее датчики тока и напр жени , блок сравнени , состо щее из двух дифференцирующих устройств, схемы вычитани  и св зи между ними, усилитель и пороговый элемент 2.

Недостатком этого устройства  вл етс  использование дл  нахождени  производной дифференцирующих устройств, обладающих крайне низкой помехоустойчивостью и большим разбросом параметров, что

делает точность сравнени  продифференцированных величин проблематичной.

Кроме того, при наличии достаточно мощного источника энергии при увеличении тетка в сети уменьшени  напр жени  в защищаемой сети может не произойти совсем; либо оно будет настолько незначительно, что практически фиксаци  его будет проходить с очень низкой точностью. Это может привести к низкой надежности работы системы защиты (в результате низкой точности измерени ) или к нарушению этой защиты вообще.

Указанное устройство также предназначено дл  защиты сетей посто нного тока.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности, точности и быстродействи  работы устройства, а также расширение функциональных возможностей путем использовани  его дл  защиты сетей как неременного , так и посто нного тока.

Это достигаетс  тем, что устройство дл  зашиты электрических сетей от токов короткого замыкани , содержаш.ее датчик тока, включенный в зашиш,аемую сеть, блок сравнени , пороговый элемент, усилитель и блок отключени , снабжено блоком временной задержки , врем  задержки которого кратно периоду частоты изменени  тока в сети, при этом вход блока задержки подключен к выходу датчика тока, а выход блока задержки - к одному из входов сравнени , другой вход которого соединен с выходом датчика тока, выход же блока сравнени  соединен через пороговый элемент со входом блока отключени . Кроме того, с целью повышени  временной разрешающей способности устройства, что позвол ет сблизить сравниваемые величины на временной оси и облегчить тем самым реализацию устройства задержки , в устройство последовательно с блоком задержки введен инвертор пол рности.

Введение инвертора пол рности дает возможность сравнивать информацию о величине тока в сети в текущий момент времени с величиной тока в сети уже в предшествующий полупериод и служит дальнейшему повышению надежности работы устройства.

В устройство введены также второй пороговый элемент и логический элемент И, что повышает помехоустойчивость.

При необходимости в устройство может быть последовательно с датчиком тока введен усилитель, что повышает чувствительность работы и в конечном счете общую надежность .

На чертеже изображена структурна  схема устройства.

Устройство дл  защиты от токов короткого замыкани  содержит датчик 1 тока, включаемый в защищаемую сеть, выход которого через усилитель 2 (при необходимости ) соединен с одним из входов блока 3 сравнени  и через инвертор 4 и блок 5 задержки - с другим входом блока 3, выход которого соединен со входом порогового элемента 6. Одновременно выход усилител  2 соединен с входом другого порогового элемента 7. Выходы пороговых элементов 6 н 7 через элемент И 8 соединены с входом блока 9 отключени .

Достижение поставленной цели основываетс  на том, что определение изменени  тока в сети в каждый момент времени осуществл ют сравнением текущей величины тока в сети в данный период с текущей величиной тока в сети в предшествующий период . Дл  этого перед сравнением задерживают информацию о величине тока в каждый предшествующий период на врем , равное периоду частоты тока в сети переменного тока (в случае сравнени  текущей информации с информацией, существовавщей в предществующий полупериод), инвертируют сигнал, несущий информацию о величине тока в сети, и задерживают его уже только на врем , равное полупериоду частоты изменени  тока в сети, информацию же, пропорциональную величине тока в сети в текущий период (полупериод), подают на сравнение непосредственно, а результат сравнени  используют в качестве информации о величине производной тока в сети по времени. Таким образом получают информацию об изменении величины тока в сети в каждый данный промежуток времени и сравнивают

5 ее с уставкой. Одновременно определ етс  величина тока в защищаемой сети, котора  сравниваетс  с допустимой. В случае одновременного превышени  обеими определ емыми величинами (тока и производной тока ) заданных значений отключают сеть.

В случае защиты сети посто нного тока инвентирование пол рности сигнала перед сравнением не производ т, а величина времени задержки может быть любой.

Устройство защиты от токов короткого

5 замыкани  работает следующим образом. При протекании тока через защищаемую сеть сигнал с датчика 1 тока через усилитель 2 подаетс  на вход блока 3 сравнени . Одновременно выходной сигнал с усилител 

2через инвертор 4 подаетс  на вход.блока 5 задержки, задерживающий входной сигнал на один полупериод. Сигнал с выхода блока 5 задержки поступает на другой вход блока 3 сравнени . Таким образом, при защите сетей переменного тока на вход блока

3сравнени  приход т сигналы, несущие информацию о величине тока текущего полупериода и информацию о величине тока предыдущего полупериода обратной пол рности , которые в каждый момент времени равны между собой.

0 Если в защищаемой сети возникает режим короткого замыкани , то сигнал с датчика тока 1, поступающий на вход блока сравнени  3 непосредственно (или через усилитель 2) и пропорциональный току в сети, становитс  больше величины сигнала, поступающего на второй вход блока сравнени  3 (через инвертор 4 и блок 5 задержки ) и пропорциональный току в сети в предшествующий полупериод, в течение которого еще отсутствовал режим короткого замыкани . При этом на выходе блока 3 сравнени  по вл етс  сигнал, пропорциональный величине производной, и в случае превышени  заданной величины вызывает срабатывание порогового элемента 6, сигнал с выхода которого поступает на вход элемента И 8.

Сигнал, пропорциональный току в сети, с усилител  2 поступает также на пороговый элемент 7. В случае превыщени  тока в сети выше заданного порога на выходе порогового элемента 7 по вл етс  выходной сигнал , который также поступает на второй вход элемента И 8.

Таким образом, при коротком замыкании в сети на входы элемента И 8 поступают два сигнала: превышени  тока выше допустимого и производной тока, превышающий заданное допустимое значение. При этом выходной сигнал элемента И 8 поступает на вход блока отключени  9, который и отключает защищаемую сеть.

В случае защиты электрических сетей посто нного тока от режима короткого замыкани  и в случае задержки сигнала на врем , равное периоду частоты изменени  тока в сети, инвертор исключаетс . Работа устройства в этом случае аналогична описанной выше, только при защите сетей посто нного тока должен быть вз т усилитель посто нного тока. При этом на выходе блока 3 сравнени  также по вл етс  сигнал вначале режима короткого замыкани .

Достигаемый научно-технический эффект от изобретени  обусловлеи следующим. Использование усилител  и сравнивающего устройства повыщает чувствительность и точность сравнени , а получение и сравнение информации в любой момент, в том числе и в начале каждого полупериода повышает быстродействие.

Использование только одного датчика тока (и усилител  в случае необходимости), дл  получени  информации о величинах тока в сети и его производной по времени повышает экономичность и надежность устройства .

Универсальность устройства заключаетс  в возможности его использовани  дл  зашиты сетей как переменного, так и посто нного тока. При этом обеспечиваетс  и экономический эффект, св занный с выпуском однотипной продукции, имеющей минимальное количество натоточных изделий.

Кроме того, возрастает степень защиты, повышаетс  пожаро- и электробезопасность.

Claims (4)

1. Формула изобретени 

   . Устройство дл  защиты электрических сетей от токов короткого замыкани , содержащее датчик тока, включенный в защищаемую сеть, блок сравнени , пороговый элемент , усилитель и блок отключени , отличаю щеес  тем, что, с целью повышени  надежности , точности и быстродействи  работы устройства, а также расширени  функциональных возможностей путем использовани  его дл  защиты сетей как переменного, так и посто нного тока, оно снабжено блоком временной задержки, врем  задержки которого кратно периоду частоты изменени  тока сети, при этом вход блока задержки подключен к выходу датчика тока, выход - к одному из входов блока сравнени , другой вход которого соединен с выходом датчика тока, а выход блока сравнени  соединен через пороговый элемент со входом блока отключени .

   0
2. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с. целью повышени  временной разрешаюшей способности устройства, последовательно с блоком задержки введен инвертор пол рности сигнала.
3. J 3. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости , оно снабжено элементом И и вторым пороговым блоком, при этом один вход элемента И подключен к выходу первого порогового блока, другой его вход через втоO рой пороговый блок подключен к датчику тока, а выход элемента И подключен ко входу блока отключени .
4. 4. Устройство по пп. 1, 2, 3, отличающеес  тем, что, с целью повышени  чувствительности , последовательно с датчиком тока включен усилитель.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 353307, кл. Н,02 3/08, 15.04.70

   2. Авторское свидетельство СССР

   № 384171, кл. Н 02 3/08, Н 02 Н 7/26, 04.03.76.