SU800892A1

SU800892A1 - Device for registering electricity quantity value in quick-action switch arc

Info

Publication number: SU800892A1
Application number: SU782685139A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Григорьевич Бутарев; Николай Николаевич Василевский; Владимир Иванович Удод; Владимир Моисеевич Эрлих
Original assignee: Проектно-Конструкторское Бюроглавного Управления Электрификации Иэнергетического Хозяйства Мпс
Priority date: 1978-11-16
Filing date: 1978-11-16
Publication date: 1981-01-30

Description

Изобретение относится к измерению электрических и магнитных величин, в частности, к комбинированным счетчикам с измерением количества электричества, предназначено для измерения количества электричества в дуге коммутирующих аппаратов и может быть использовано на железных дорогах электрифицированных на постоянном токе для фиксации количества электричества в дуге быстродействующего выключателя при его отключении.The invention relates to the measurement of electrical and magnetic quantities, in particular, to combined meters with measuring the amount of electricity, is intended to measure the amount of electricity in the arc of switching devices and can be used on electrified direct current railways to record the amount of electricity in the arc of a high-speed circuit breaker shutdown.

Известно устройство, в котором для измерения количества электричества фиксируется величина тока корот- 15 кого замыкания, содержащее преобразователь ток-напряжение (трансреактор) , запоминающий конденсатор и генератор импульсов, соединенный со счетчиком импульсов. в этом устрой- 20 стве заряженный во время короткого замыкания конденсатор (заряд производится до напряжения, пропорционального току короткого замыкания) после отключения выключателем короткого 25 замыкания разряжается, и временной интервал его разряда преобразуется в число импульсов, пропорциональное напряжению на конденсаторе, т.е. амплитуде тока короткого замыкания'. 30A device is known in which for measuring the amount of electricity a short-circuit current is recorded, containing a current-voltage converter (transreactor), a storage capacitor and a pulse generator connected to a pulse counter. in this device, the capacitor charged during a short circuit (the charge is produced up to a voltage proportional to the short circuit current) after the circuit breaker switches off the 25 short circuit is discharged, and the time interval for its discharge is converted to the number of pulses proportional to the voltage across the capacitor, i.e. short-circuit current amplitude '. thirty

Импульсы записываются в счетчик импульсов. Таким образом, известное устройство фиксирует амплитуды токов короткого замыкания [1].Pulses are recorded in the pulse counter. Thus, the known device captures the amplitude of the short circuit currents [1].

Для быстродействующих выключателей постоянного тока, время отключения которых не является постоянным и зависит от целого ряда факторов, недостаточно фиксировать амплитудные значения токов короткого замыкания, поскольку это может привести к значительной погрешности в определении количества электричества, протекающего в дуге быстродействующих выключателей.For high-speed DC switches, the tripping time of which is not constant and depends on a number of factors, it is not enough to fix the amplitude values of short-circuit currents, since this can lead to a significant error in determining the amount of electricity flowing in the arc of high-speed switches.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения количества электричества, протекающего в электрической цепи, состоящее из.аналогового преобразователя ток-напряжение, реализованного генератора импульсов, выполненного на параллельно включенных тиратроне и конденсаторе, и счетчика импульсов £2 ].Closest to the proposed one is a device for measuring the amount of electricity flowing in an electric circuit, consisting of an analog current-voltage converter, a pulse generator implemented on a thyratron and capacitor connected in parallel, and a pulse counter £ 2].

Недостатком известного устройства является то, что наряду с фиксацией количества электричества в дуге выключателя оно фиксирует также количество электричества, протикающего в цепи при замкнутых контактах выключателя, что затрудняет в конечном счете определение срока ревизии выключателя.A disadvantage of the known device is that, along with fixing the amount of electricity in the circuit breaker arc, it also captures the amount of electricity flowing in the circuit with the contacts of the circuit breaker closed, which ultimately makes it difficult to determine the revision period of the circuit breaker.

Цель изобретения -- повышение точности фиксации количества электричества, протекающего в дуге быстродействующего выключателя.The purpose of the invention is to increase the accuracy of fixing the amount of electricity flowing in the arc of a high-speed circuit breaker.

Поставленная целЬ достигается тем, что в устройство для фиксации величины количества электричества, содержащее аналоговый преобразователь токнапряжение, счетчик импульсов, управляемый релаксационный генератор, подключенный первым входом к выходу упомянутого преобразователя, дополнительно введены пороговый орган и запоминающе-считывающий блок, причем вход порогового органа соединен с выходом аналогового преобразователя ток-на’пряжение, один из выходов порогового органа соединен со вторым входом управляемого релаксационного генератора другой выход порогового органа соединен со считывающим входом запоминающе-считывающего блока, к выходу которого подключен’ счетчик импульсов. При этом к дополнительному входу порогового органа через размыкающий блок-контакт быстродействующего выключателя подключен источник оперативного напряжения.The goal is achieved by the fact that a threshold organ and a memory-reading unit are additionally introduced into the device for fixing the amount of electricity containing an analog current-voltage converter, a pulse counter, a controlled relaxation generator connected by the first input to the output of the said converter, and the input of the threshold organ is connected to the output of the analog current-to-voltage converter, one of the outputs of the threshold organ is connected to the second input of the controlled relaxation gene Ator another way organ threshold input connected to the reading memory-reading unit, which is connected to the output of 'the pulse counter. At the same time, an auxiliary voltage source is connected to the additional input of the threshold organ through an opening block contact of the high-speed switch.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, схема; на фиг. 2 — релаксационный генератор, упрощенная схема.In FIG. 1 presents the proposed device, diagram; in FIG. 2 - relaxation generator, simplified scheme.

Устройство содержит измерительный шунт 1 в цепи быстродействующего выключателя 2, к которому подключен аналоговый преобразователь 3 ток-напряжение, выполненный на основе магнитного усилителя. Напряжение с выхода аналогового преобразователя 3 подается на вход порогового органа 4 и первый вход управляемого релаксационного генератора 5. Пороговый орган 4 настроен таким образом, что срабатывает в момент достижения током, протекающим через шунт 1, величины уставки быстродействующего выключателя 2. Управляющее напряжение постоянно поступает на первый вход управляемого релаксационного генератора 5, однако импульсы на его выходе появляются только в момент отключения выключателя 2, так как питающее напряжение на релаксационный генератор 5 подается после срабатывания порогового органа 4, т.е. после появления на втором входе релаксационного генератора питающего напряжения. Управляемый релаксационный генератор вырабатывает выходной импульс всякий раз, когда через электрическую дугу выключателя 2 протечет заранее заданное количество электричества, при этом, чем больше ток электрической дуги, тем чаще следуют выходные импульсы. Импульсы с выхода управляемого релак сационного генератора 5 поступают на запоминающий вход запоминающе-считывающего блока 6. В момент срабатывания порогового органа 4 запоминающесчитывающий блок б подготавливается к работе (устанавливается в нулевое положение) и после прихода пачки импульсов запоминает, например в двоичном йоде, количество импульсов, поступивших с выхода релаксационного генератора 5. После разрыва электрической дуги выключателем 2 напряжение на выходе аналогового преобразователя 3 становится равным нулю и релаксационный генератор 5 перестает вырабатывать импульсы. Одновременно пороговый орган 4, возвращаясь в исходное состояние, выдает команду на считывание числа импульсов, закодированного в запоминающей части блока б при отключении выключателя 2. Результаты считывания (количество импульсов) фиксируется электромеханическим счетчиком импульсов 7, Устройство позволяет также отсчитывать количество электричества, протекающего в дуге выключателя и при оперативном отключении. Для этого к дополнительному входу порогового органа 4 может быть подключен размыкающий блок-контакт 8 выключателя 2.The device contains a measuring shunt 1 in the circuit of a high-speed switch 2, to which an analog current-voltage converter 3 is connected, made on the basis of a magnetic amplifier. The voltage from the output of the analog converter 3 is supplied to the input of the threshold organ 4 and the first input of the controlled relaxation generator 5. The threshold organ 4 is configured in such a way that it triggers when the current flowing through the shunt 1 reaches the setpoint of the high-speed switch 2. The control voltage is constantly supplied to the first input of the controlled relaxation generator 5, however, pulses at its output appear only at the moment of opening of the switch 2, since the supply voltage to the relaxation generator torus 5 is supplied after the actuation of the threshold organ 4, i.e. after the appearance at the second input of the relaxation generator of the supply voltage. A controlled relaxation generator generates an output pulse whenever a predetermined amount of electricity flows through the electric arc of switch 2, and the larger the current of the electric arc, the more often the output pulses follow. The pulses from the output of the controlled relaxation generator 5 are fed to the memory input of the memory-reading unit 6. At the moment of the actuation of the threshold organ 4, the memory-reading unit b is prepared for operation (it is set to the zero position) and after the arrival of the pulse train it memorizes, for example, in binary iodine, the number of pulses received from the output of the relaxation generator 5. After the arc is broken by the switch 2, the voltage at the output of the analog converter 3 becomes equal to zero and the relaxation ny generator 5 stops producing pulses. At the same time, the threshold organ 4, returning to its initial state, issues a command to read the number of pulses encoded in the storage part of block b when the switch 2 is turned off. The reading results (number of pulses) are recorded by an electromechanical pulse counter 7, The device also allows you to count the amount of electricity flowing in the arc circuit breaker and during operational shutdown. To do this, to the additional input of the threshold organ 4 can be connected disconnecting block contact 8 of the switch 2.

С помощью этого блок контакта в момент отключения выключателя 2 подается команда на принудительное срабатывание порогового органа 4, после чего устройство работает так же, как при аварийном отключении выключателя. После каждого отлючения выключателя запоминающе-считывающий блок б подготавливается к работе (устанавливается в нулевое положение), кодирует число прошедших импульсов и производит считывание. Результаты считывания суммирует счетчик импульсов 7.Using this, the contact block at the time of opening the switch 2 is given a command to force the threshold organ 4 to act, after which the device operates in the same way as in case of an emergency shutdown of the switch. After each switch-off, the memory-reading unit b is prepared for operation (it is set to the zero position), encodes the number of transmitted pulses and reads. The reading results are summed by the pulse counter 7.

В релаксационном генераторе коллекторным током 1_к транзистора 9 заряжается конденсатор постоянной емкости 10. Когда напряжение на конденсаторе 10 будет достаточно для открытия динистора 11, последний открывается и конденсатор 10 быстро разряжается через динистор (время разряда на два-три порядка меньше времени заряда). После закрытия динистора 11 конденсатор 10 вновь начинает заряжаться и т.д. Во время каждого разряда конденсатора во вторичной обмотке трансформатора 12 появляется импульс.In the relaxation generator, a constant capacitor 10 is charged with a collector current 1 _{to the} transistor 9. When the voltage on the capacitor 10 is sufficient to open the dinistor 11, the latter opens and the capacitor 10 quickly discharges through the dinistor (the discharge time is two to three orders of magnitude less than the charge time). After closing the dinistor 11, the capacitor 10 starts to charge again, etc. During each discharge of the capacitor in the secondary winding of the transformer 12, a pulse appears.

'Величины питающего напряжения Е_ки напряжение открытия динистора 11 выбраны такими, что коллекторный ток ϊ_κ, заряжающий конденсатор 10, зависит, только от управляющего напряжения U-^ηρ и прямо пропорционален ему:'The values of the supply voltage E _k and the opening voltage of the dinistor 11 are selected such that the collector current ϊ _κ charging the capacitor 10 depends only on the control voltage U- ^ ηρ and is directly proportional to it:

^np (1 ) где К₄ — коэффициент пропорциональности.^ np (1) where K ₄ is the coefficient of proportionality.

Входное напряжение U_vnp в свою Очередь пропорционально току | _β , протекающему через выключатель: *-Чпр ⁼ ^2 ' в > (2) где — коэффициент пропорциональности .The input voltage U _vn p in turn is proportional to the current | _β flowing through the switch: * -Chpr ⁼ ^ 2 'in> (2) where is the proportionality coefficient.

Подставляя (2) в (1) имеем: •к. = ^κ ₂ι'β = ^к?в , (з) где К = К^ К₂ — общий коэффициент пропорциональности.Substituting (2) in (1) we have: • k. = ^κ ₂ ι'β = ^k? c, (h) where K = K ^ K ₂ is the general coefficient of proportionality.

Таким образом, конденсатор жается до напряжения открытия ра 11 током, пропорциональным через выключатель.Thus, the capacitor is pressed to the opening voltage of pa 11 by a current proportional through the switch.

Из известной формулы заря-. динисто-‘^итоку следует, что для заряда конденсатора постоянной емкости С, например конденсатора 10, до заданного напряжения U, например до напряжения открытия динистора 11, требуется строго 20 определенное количество электричества q(A/c), причем с возрастанием тока уменьшается время заряда и наоборот .From the well-known formula of charge. dyno- ^and current it follows that in order to charge a capacitor of constant capacitance C, for example, a capacitor 10, to a predetermined voltage U, for example, to the opening voltage of a dinistor 11, a certain amount of electricity q (A / c) is required strictly 20, and as the current increases, the time decreases charge and vice versa.

Так .как 1_к = К1_В и время протекания этих токов за время цикла заряд - разряд конденсатора 10 одинаково, то всякий раз, когда в дуге выключателя 2 протечет строго определенное условно названное квантом количество электричества, на выходе 30 релаксационного генератора 5 вырабатывается импульс. Уровень квантования устанавливается резистором 13.So, as 1 _k = K1 _V and the flow time of these currents during the charge-discharge cycle of the capacitor 10 is the same, whenever a strictly defined conditionally called quantum of electricity flows in the arc of switch 2, a pulse is generated at the output 30 of the relaxation generator 5. The quantization level is set by the resistor 13.

Таким образом, общее количество электричества, протекающее в дуге при 35 отключении выключателя, может быть зафиксировано путем отсчета числа импульсов на выходе управляемого релаксационного генератора, что эквивалентно отсчету квантов количества 40 электричества.Thus, the total amount of electricity flowing in the arc when the circuit breaker is turned off 35 can be fixed by counting the number of pulses at the output of a controlled relaxation generator, which is equivalent to counting quanta of the amount of 40 electricity.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в сокращении числа ревизии и повышении надежности работы быстродействующих выключате лей на тяговых подстанциях и постах секционирования железных дорог, электрофицированных на постоянном токе.The technical and economic effect of the invention is to reduce the number of revisions and increase the reliability of operation of high-speed circuit breakers at traction substations and section sections of railways electrified with direct current.

Claims

in the circuit at the closed contacts of the switch, which makes it difficult in the end to determine the period of revision of the switch. The purpose of the invention is to improve the accuracy of fixing the amount of electricity flowing in the arc of the high-speed switch. The goal is achieved by the fact that the device for fixing the quantity of electricity, containing an analog voltage converter, a pulse counter, a controlled relaxation generator connected by the first input to the output of the voltage converter, additionally introduced a threshold organ and memorizing unit, the input of the threshold organ is connected to the output of the analog current-voltage converter, one of the outputs of the threshold organ is connected to the second input of the controlled relaxation helium erator another way organ threshold Cpd nen input with the reading memory-reading unit, to which is connected the output pulse counter. At the same time, an additional voltage source is connected to the auxiliary input of the threshold organ through a disconnecting block contact of the high-speed switch. FIG. 1 shows the proposed device scheme; in fig. 2 relaxation generator, simplified scheme. The device contains measuring shunt 1 in a circuit of a high-speed switch 2, to which an analog converter 3 is connected to a current-voltage, made on the basis of a magnetic amplifier. The voltage from the output of the analog converter 3 is fed to the input of the threshold organ 4 and the first input of the controlled relaxation generator 5. The threshold organ 4 is configured so that it closes at the moment when the current flowing through shunt 1 reaches the setting value of the high-speed on-off switch 2. Control However, the pulses at its output appear only at the moment of switching off the switch 2, because the supply voltage to the relaxation gene is constant at the first input of the controlled relaxation generator 5. The generator 5 is fed after the triggering of the threshold organ 4, i.e. after the appearance at the second inlet of a relaxation generator of the supply voltage generator. The controlled relaxation generator generates an output impulse whenever the pre-set amount of electricity flows through the electric arc, switch 2, while the greater the current of the electric arc, the more often the output pulses follow. The impulses from the output of the controlled generation generator 5 go to the input memory-reading unit 6. At the time of triggering the threshold body 4, the memory reading unit 6 is prepared for operation (set to zero position) and after the arrival of the pack of pulses cos memorizes, for example in binary iodine, the number of pulses received from the output of the relaxation oscillator 5. After breaking the electrical switch 2 .dugi voltage at the output of the analog converter 3 becomes zero and the relaxation oscillator 5 stops producing pulses. At the same time, the threshold organ 4, returning to the initial state, issues a command to read the number of pulses encoded in the memory of block b when the switch 2 is turned off. The reading results (number of pulses) are recorded by an electromechanical pulse counter 7. The device also allows you to count the amount of electricity, flowing in the arc switch and in case of operational disconnection. For this purpose, the disconnecting block-contact 8 of switch 2 can be connected to the additional input of the threshold organ 4. With this contact block, at the moment when the circuit breaker 2 turns off, a command is issued to forcibly trigger the threshold organ 4, after which the device operates in the same way off the switch. After each disconnection of the switch, the memory-reading unit b is prepared for operation (set to the zero position), encodes the number of transmitted pulses, and reads. The read results are summed up by the pulse counter 7. In the relaxation generator, the collector current IK of the transistor 9 charges the capacitor of the constant capacitor 10. When the voltage on the capacitor 10 is enough to open the distor 11 / the latter is opened and the capacitor 10 is quickly discharged through the distor (discharge time two to three times less charge time). After closing the dynistor 11, the capacitor 10 starts charging again, and so on. During each discharge of the capacitor in the secondary winding of the transformer 12, a pulse is generated. The magnitudes of the supply voltage E and the opening voltage of the dynistor 11 are chosen such that the collector current charging the capacitor 10 depends only on the control voltage and. P and is directly proportional to - pr (1) the proportionality factor. The input voltage p in its turn is proportional to the current 1c flowing through the switch: i) pr - where K is the proportionality coefficient. Substituting (2) in (1) we have: U KlB, (3) where K K 2 is the total proportionality coefficient. Thus, the capacitor 10 is pressed before the voltage is opened by a current 11 proportional to the current through the switch. From the well-known formula, it follows that for charging a constant capacitor C, for example, a capacitor 10, to a predetermined voltage and, for example, to the opening voltage of the distor 11, a strictly defined amount of electrical equipment q (A / c) is required, and with increasing As the charge time decreases and vice versa. So, as lj, К 1ц and the flow time of these currents during the charge – discharge cycle of the capacitor 10 is the same, then whenever a switch 2, which is conditionally called a quantum of electricity, flows in the arc, switch 2 generator 5 produces a pulse. The quantization level is set by resistor 13. Thus, the total amount of electricity flowing in the arc when the switch is turned off, can be fixed by counting the number of pulses at the output of the controlled relay, a radiation generator, which is equivalent to counting the quanta of the amount of electricity. The technical and economic effect of the invention is to reduce the number of revisions and increase the reliability of high-speed switches at the traction substations and section posts of railways electrified at a constant current. Claim 1. Device for fixing the quantity of electricity in the arc of a high-speed switch, containing an analog current-voltage converter, pulse counter; a controlled relaxation generator connected by the first input to the output of said converter, characterized in that, in order to improve the accuracy of fixing the amount of electricity flowing in the arc of the high-speed switch when the currents of the short circuit or overload are deflected, a threshold organ and a memory-reading unit are additionally introduced, moreover, the input of the threshold organ is connected to the output of the analog current-voltage converter, one of the outputs of the threshold organ is connected to the second input of the control About the relaxation generator, another output of the threshold organ is connected to the reading input of the memory-reading unit, to the output of which a pulse counter is connected. 2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to improve the accuracy of fixing the amount of electricity flowing in the arc of the high-speed switch with its operational outages, to the additional input of the threshold organ through the disconnecting block contact of the high-speed switch the source of operational voltage wives Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number 324584, cl. G 01 R 19/10.

2. USSR author's certificate number 94350, cl. G 01 R 11/16, 1951.

(

fffu4