Устройство для измерения токов короткого замыкания

Номер инновационного патента: 21241

Опубликовано: 15.05.2009

Автор: Клецель Марк Яковлевич

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения токов на расстоянии от токопровода, в котором он протекает.
Технический результат - обеспечение работы устройства при наличии в токе значительной апериодической слагающей.
Технический результат достигается тем, что в устройство для измере­ния токов короткого замыкания, дополнительно введены блок вычисления амплитуды тока, второй, третий, четвертый элементы И с инверсным входом и пятый элемент И с прямыми входами, второй и третий элементы ПАМЯТЬ, элемент ЗАДЕРЖКА исчезновения сигнала, первый, второй и третий счет­чики, причем вход первого счетчика через последовательно включенные вто­рой и третий элементы И подключен к неподвижному контакту геркона, вход второго счетчика через четвертый элемент И - к выходу второго элемента ПАМЯТЬ, вход третьего счетчика - к выходу пятого элемента И, первый вы­ход каждого счетчика - к соответствующему входу блока вычисления, а вто­рые выходы - к элементам И и ПАМЯТЬ, первый вход элемента ЗАДЕРЖКА - к неподвижному контакту геркона, второй вход - ко второму полюсу ис­точника питания, третий - к его первому полюсу, выход элемента ЗАДЕРЖ­КА - к входу первого элемента И.
Применение устройства при осцилло-графировании токов короткого замыкания в энергосистемах может принести значительный экономический эффект за счет увеличения надежности и точности измерений.

Текст

Смотреть все

(51) 01 19/30 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ четвертый элементы И с инверсным входом и пятый элемент И с прямыми входами, второй и третий элементы ПАМЯТЬ,элемент ЗАДЕРЖКА исчезновения сигнала, первый, второй и третий счетчики, причем вход первого счетчика через последовательно включенные второй и третий элементы И подключен к неподвижному контакту геркона, вход второго счетчика через четвертый элемент И - к выходу второго элемента ПАМЯТЬ,вход третьего счетчика - к выходу пятого элемента И, первый выход каждого счетчика - к соответствующему входу блока вычисления, а вторые выходы - к элементам И и ПАМЯТЬ, первый вход элемента ЗАДЕРЖКА - к неподвижному контакту геркона, второй вход - ко второму полюсу источника питания, третий - к его первому полюсу,выход элемента ЗАДЕРЖКА - к входу первого элемента И. Применение устройства при осциллографировании токов короткого замыкания в энергосистемах может принести значительный экономический эффект за счет увеличения надежности и точности измерений.(73) Республиканское государственное казенное предприятие Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения токов на расстоянии от токопровода, в котором он протекает. Технический результат - обеспечение работы устройства при наличии в токе значительной апериодической слагающей. Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения токов короткого замыкания,дополнительно введены блок вычисления амплитуды тока, второй, третий, 21241 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения токов на расстоянии от токопровода в котором он протекает. Известно устройство, для измерения короткого замыкания, содержащее установленный вблизи токопровода с током геркон с обмоткой управления,усилитель, подключенный к обмотке и вольтметр подключенный к выходу усилителя (Бороденко В.А., Клецель М.Я. Использования герконов защиты от КЗ для контроля нагрузки. Энергетика. Известия ВУЗов СССР, 1984,8). Однако использование усилителя и соединительных проводов из-за помех уменьшает точность измерения, а необходимость в аналогоцифровых преобразователях и согласующих устройствах значительно затрудняет ввод информации в компьютер, что ограничивает область использования. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для измерения токов короткого замыкания, содержащее геркон с обмоткой управления, установленный вблизи токопровода с током, первый элемент ПАМЯТЬ, первый элемент И с инверсным входом и источник постоянного оперативного тока, первый полюс которого подключен к подвижному контакту геркона, а второй- к первому концу обмотки управления. (Клецель М.Я., Мусин В.В., Алишев Ж.Р., Мануковский А.В. Свойства герконов, применяемых в релейной защите. Электричество.9, 1993, с.18-21). Это устройство не имеет недостатков предыдущего, однако, при наличии в измеряемом переменном токе апериодической слагающей ток во вторую его полуволну может значительно уменьшиться, геркон не срабатывает и устройство отказывает в действии. Технический результат - обеспечение работы устройства при наличии в токе значительной апериодической слагающей. Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения токов короткого замыкания, содержащее геркон с обмоткой управления, установленный вблизи токопровода с током, первый элемент ПАМЯТЬ, первый элемент И с инверсным входом и источник постоянного оперативного тока, первый полюс которого подключен к подвижному контакту геркона, а второй - к первому концу обмотки управления,дополнительно введены блок вычисления амплитуды тока, второй, третий, четвертый элементы И с инверсным входом и пятый элемент И с прямыми входами, второй и третий элементы ПАМЯТЬ, элемент ЗАДЕРЖКА исчезновения сигнала, первый, второй и третий счетчики, причем вход первого счетчика через последовательно включенные второй и третий элементы И подключен к неподвижному контакту геркона, вход второго счетчика через четвертый элемент И - к выходу второго элемента ПАМЯТЬ, вход третьего счетчика - к выходу пятого элемента И, первый выход каждого счетчика - к соответствующему входу блока вычисления, второй выход первого 2 счетчика - ко входу второго элемента ПАМЯТЬ и инверсному входу третьего элемента И, второй выход второго счетчика - ко входу третьего элемента ПАМЯТЬ и стирающему входу второго элемента ПАМЯТЬ, второй выход третьего счетчика- к стирающему входу первого и третьего элементов ПАМЯТЬ и к инверсному входу второго элемента И, вход первого элемента ПАМЯТЬ - к выходу первого элемента И, а выход - ко второму концу обмотки управления, первый вход элемента ЗАДЕРЖКА - к неподвижному контакту геркона,второй вход - ко второму полюсу источника питания, третий - к его первому полюсу, выход элемента ЗАДЕРЖКА - к входу первого элемента И,выход второго элемента И - ко входу третьего элемента И, к инверсному входу четвертого элемента И и к первому входу пятого элемента И,второй вход которого подключен к выходу третьего элемента ПАМЯТЬ. Устройство представлено на фиг. 1, а иллюстрация его работы на фиг. 2. На фиг. 1 - 1 геркон, 2, 3, 4 - его управляющая обмотка,подвижный и неподвижный контакты соответственно, 5 - источник постоянного оперативного тока, 6, 7, 8, 9 - логические элементы И с инверсным входом, 10, 11, 12 - элементы ПАМЯТЬ со стирающим входом, 13 - логический элемент И с прямыми входами, 14 - счетчик для измерения времени 1 между первым срабатыванием (замыканием контактов 3 и 4) геркона 1 (точка 1, фиг. 2) и первым его возвратом(размыканием контактов 3 и 4 в точке 2, фиг. 2), 15 счетчик для измерения времени 2 между первым возвратом геркона и его вторым срабатыванием(точка 3, фиг. 2), 16 - счетчик для измерения времени 3 между вторым срабатыванием и вторым возвратом (точка 4, фиг. 2), 17-элемент ЗАДЕРЖКА исчезновения сигнала на время 1 мс.,обеспечивающее срабатывание элементов 9 и 12 после момента отпадания (возврата) геркона после его первого срабатывания, 18 - блок вычисления амплитуды переменного тока в первую и вторую его полуволны (измеряемый ток протекает в фазе электроустановки, геркон установлен вблизи токопровода фазы так, что реагирует на магнитное поле, созданное током только этой фазы). В устройстве подвижный контакт 3 геркона 1 подключен к первому полюсу источника 5 и к третьему входу элемента 17, неподвижный контакт 4 геркона 1 - к первому входу элемента 17, к прямому входу элемента 6 и к инверсному входу элемента 9. Обмотка 2 геркона первым концом подключена ко второму полюсу источника 5 и второму входу элемента 17, а вторым концом - к выходу элемента 12. Выход элемента 17 подключен к прямому входу элемента 9, выход элемента 9 - ко входу элемента 12, выход элемента 6 - к прямому входу элемента 7, к инверсному входу элемента 8 и первому входу элемента 13, выход элемента 7 - ко входу счетчика 14, первый выход счетчиков 14, 15,16 - к разным входам блока 18, второй выход счетчика 14 - к инверсному входу элемента 7 и ко входу элемента 10, второй выход счетчика 15 - к 21241 стирающему входу элемента 10 и входу элемента 11, второй выход счетчика 16 - к инверсному входу элемента 6 и стирающему входу элементов 11 и 12,выход элемента 10 - к прямому входу элемента 8,выход элемента 8 - ко входу счетчика 15, выход элемента 11 - ко второму входу элемента 13, выход элемента 13 - ко входу счетчика 16. Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме работы электроустановки,вблизи токопроводов которой установлен геркон, он не срабатывает, так как настроен на ток 1 СР 1,3, где СР - ток срабатывания геркона 1,когда в его обмотку управления не подается ток подмагничивания (фиг. 2),- максимальный ток нагрузки электроустановки. При этом не подается ток на элемент 6, не срабатывают элементы 7, 8, 13 и счетчики 14, 15, 16. Блок 18 никаких вычислений не производит. При коротком замыкании в электроустановке в токопроводах протекает значительный ток, и, как только он достигает значения 1, геркон срабатывает, замыкая контакты 3, 4. В результате подается напряжение на элементы 17 и 6, и на инверсный вход элемента 9. Элемент 17 выдает сигнал на вход элемента 9, а элемент 6 на прямой вход элементов 7 и 13 и инверсный вход элемента 8. Но элемент 9 не срабатывает, и обмотка 2 остается обесточенной. Элемент 7 запускает счетчик 14,который ведет счет до того момента пока не разомкнутся контакты 3, 4 геркона. В момент размыкания на входе счетчика 14 исчезает напряжение, и с его второго выхода поступает сигнал в элемент. 10 и на инверсный вход элемента 7. Этот сигнал появляется только после окончания счета в счетчике 14, а с его (счетчика 14) первого выхода в блок 18 передается время 1, например в виде последовательности импульсов. Отметим, что в блоке 18 для проведения расчетов введены токи СР срабатывания и В 2 (фиг. 2) возврата геркона до подмагничивания, и токиСР 3 срабатывания и П размыкания контактов 3, 4 (после того как они были замкнуты в течение времени 1) перестает подаваться сигнал на элемент 6 и инверсный вход элемента 9 (сигнал на прямом его входе не исчезает,а на его выходе появляется сигнал, так как элемент 17 имеет задержку в 1 мс. на исчезновение сигнала,которой вполне достаточно чтобы успели сработать элементы 9 и 12). Элемент 12 запоминает сигнал и подает напряжение на обмотку 2 управления,осуществляя подмагничивание, в результате которого геркон изменяет ток срабатывании СР на П ПСР , инаВ . ПричемСР иВ могут быть в 5-8 раз меньше СР и в. При этом, как уже упоминалось,счетчик 14 прекращает счет, сигнал с его второго выхода прекращается, элемент 10 запускает элемент 8, а последний счетчик 15, который начинает отсчитывать время 2, Как только во второй раз замкнутся контакты 3, 4 на инверсный вход элемента 8 и на первый вход элемента 13 подается сигнал, счетчик 15 прекращает счет, выдает сигналы в элементы 10 и 11, запуская через элемент 13 счетчик 16, отсчитывающий время 3 (фиг. 2). При этом счетчик 14 не запускается, так как с его выхода подан сигнал на инверсный вход элемента 7 (этот сигнал подается в течение 0,015 с, чтобы счетчик не считал во вторую полуволну переменного тока),элемент 12 продолжает подавать напряжение подмагничивания на обмотку 2. В момент, когда разомкнутся контакты 3, 4 (во второй раз) счетчик 13 прекращает счет, передает в блок 18 время 3, и подает в течение 2-3 с. сигналы на стирающие входы элементов 11 и 12 и инверсный вход элемента 6. В блоке 18 по токам 1, 2, 3, 4, введенным в блок(на них заранее настроены герконы) и времени 1 ,2, 3 по известным формулам разложения на периодическую и апериодическую составляющие вычисляются амплитуды токов в первую и вторую полуволны переменного тока. Таким образом, устройство работоспособно при наличии в токе короткого замыкания значительной апериодической слагающей. Применение устройства при осциллографировании токов короткого замыкания в энергосистемах может принести значительный экономический эффект за счет увеличения надежности и точности измерений. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для измерения токов короткого замыкания, содержащее геркон с обмоткой управления, установленный вблизи токопровода с током, первый элемент ПАМЯТЬ, первый элемент И с инверсным входом и источник постоянного оперативного тока, первый полюс которого подключен к подвижному контакту геркона, а второй - к первому концу обмотки управления,отличающееся тем, что в него дополнительно введены блок вычисления амплитуды тока, второй,третий, четвертый элементы И с инверсным входом и пятый элемент И с прямыми входами, второй и третий элементы ПАМЯТЬ, элемент ЗАДЕРЖКА исчезновения сигнала, первый, второй и третий счетчики, причем вход первого счетчика через последовательно включенные второй и третий элементы И подключен к неподвижному контакту геркона. вход второго счетчика через четвертый элемент И - к выходу второго элемента ПАМЯТЬ, вход третьего счетчика - к выходу пятого элемента И,первый выход каждого счетчика к соответствующему входу блока вычисления, второй выход первого счетчика - ко входу второго элемента ПАМЯТЬ и инверсному входу третьего элемента И. второй выход второго счетчика - ко входу третьего элемента ПАМЯТЬ и стирающему входу второго элемента ПАМЯТЬ, второй выход третьего счетчика- к стирающему входу первого и третьего элементов ПАМЯТЬ и к инверсному входу второго элемента И, вход первого элемента ПАМЯТЬ - к выходу первого элемента И, а выход - ко второму концу обмотки управления, первый вход элемента ЗАДЕРЖКА - к неподвижному контакту геркона,второй вход - ко второму полюсу источника 3 21241 питания, третий - к его первому полюсу, выход элемента ЗАДЕРЖКА - к входу первого элемента И,выход второго элемента И - ко входу третьего элемента И, к инверсному входу четвертого элемента И и к первому входу пятого элемента И,второй вход которого подключен к выходу третьего элемента ПАМЯТЬ.

МПК / Метки

МПК: G01R 19/30

Метки: токов, измерения, замыкания, короткого, устройство

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/4-ip21241-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-tokov-korotkogo-zamykaniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Устройство для измерения токов короткого замыкания</a>

Похожие патенты