RU2237941C1 - Differential relay - Google Patents
Differential relay Download PDFInfo
- Publication number
- RU2237941C1 RU2237941C1 RU2003108722A RU2003108722A RU2237941C1 RU 2237941 C1 RU2237941 C1 RU 2237941C1 RU 2003108722 A RU2003108722 A RU 2003108722A RU 2003108722 A RU2003108722 A RU 2003108722A RU 2237941 C1 RU2237941 C1 RU 2237941C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- unit
- short
- adder
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах дифференциальной защиты трансформаторов при коротких замыканиях в условиях возможного возникновения бросков тока намагничивания, которые возникают при включении ненагруженного трансформатора.The invention relates to electrical engineering and can be used in devices for the differential protection of transformers during short circuits in the event of the possible occurrence of inrush magnetization currents that occur when an unloaded transformer is turned on.
Известно устройство, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик, дешифратор, формирователь импульсов и исполнительный элемент, выполненный в виде транзистора [1].A device is known that contains a series-connected clock generator, a binary counter, a decoder, a pulse shaper and an actuator made in the form of a transistor [1].
Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие использовать его в качестве дифференциального реле.The disadvantage of this device is the relatively narrow functionality that does not allow using it as a differential relay.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно соединенные промежуточный трансформатор тока, выпрямительный блок, активный фильтр, первый пороговый блок, второй пороговый блок и исполнительный элемент [2].The closest in technical essence to the proposed one is a device containing a series-connected intermediate current transformer, a rectifier unit, an active filter, a first threshold block, a second threshold block and an actuator [2].
Недостатком устройства является относительно низкая помехоустойчивость в условиях аномальных искажений тока, возникающих при бросках тока намагничивания, что снижает его точность.The disadvantage of this device is the relatively low noise immunity in conditions of abnormal current distortions arising from inrush currents of magnetization, which reduces its accuracy.
Техническим результатом изобретения является повышение точности.The technical result of the invention is to increase accuracy.
Этот технический результат достигается тем, что в дифференциальное реле, содержащее последовательно соединенные промежуточный трансформатор тока и выпрямительный блок, а также исполнительный элемент, введены последовательно соединенные одновибратор, вход которого является входом запуска дифференциального реле, и генератор тактовых импульсов, первый и второй формирователи короткого импульса, входы которых соединены с выходом порогового блока, вход которого соединен с выходом выпрямительного блока, первый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго формирователя коротких импульсов, а второй вход - с выходом одновибратора, RS-триггер, R и S-входы которого соединены с выходами первого элемента ИЛИ и первого формирователя коротких импульсов соответственно, элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а второй вход - соединен с прямым выходом RS-триггера, второй элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом одновибратора, регистр памяти, тактовый вход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ и с выходом второго формирователя коротких импульсов, счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом элемента И, вход установки в ноль - соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выход - соединен с информационным входом регистра памяти, последовательно соединенные блок вычитания, первый вход которого соединен с выходом регистра памяти, и двухсторонний ограничитель, а также сумматор, первый вход которого соединен с выходом двухстороннего ограничителя, и нерекурсивный фильтр, информационный вход которого соединен с выходом сумматора, выход - соединен с входом исполнительного элемента и со вторыми входами блока вычитания и сумматора, а тактовый вход - соединен с выходом второго формирователя коротких импульсов.This technical result is achieved by the fact that in a differential relay containing a series-connected intermediate current transformer and a rectifier unit, as well as an actuator, series-connected one-shot is introduced, the input of which is a differential relay start input, and a clock generator, the first and second short-pulse shapers the inputs of which are connected to the output of the threshold block, the input of which is connected to the output of the rectifier block, the first OR element, the first input to The second input is connected to the output of the second short-pulse shaper, and the second input is connected to the output of a single-shot, the RS-flip-flop, the R and S-inputs of which are connected to the outputs of the first OR element and the first short-pulse shaper, respectively, the AND element, the first input of which is connected to the output of the generator clock pulses, and the second input is connected to the direct output of the RS-flip-flop, the second OR element, the first input of which is connected to the output of a single vibrator, a memory register, the clock input of which is connected to the second input of the second OR element and with the output the house of the second short-pulse shaper, a pulse counter, the counting input of which is connected to the output of the AND element, the input to zero is connected to the output of the second OR element, and the output is connected to the information input of the memory register, the subtraction unit is connected in series, the first input of which is connected to the output of the memory register, and a two-way limiter, as well as an adder, the first input of which is connected to the output of a two-way limiter, and a non-recursive filter, the information input of which is connected to the output of the adder Exit - is connected to the input of the actuating element and the second inputs of the subtractor and adder, and a clock input - is connected to the output of the second generator of short pulses.
На фиг.1 представлена электрическая структурная схема дифференциального реле, на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Figure 1 presents the electrical structural diagram of a differential relay, figure 2 is a timing diagram explaining its operation.
Дифференциальное реле (фиг.1) содержит последовательно соединенные промежуточный трансформатор 1 тока, выпрямительный блок 2 и пороговый блок 3, а также исполнительный элемент 4.The differential relay (figure 1) contains a series-connected intermediate current transformer 1, a rectifier unit 2 and a threshold unit 3, as well as an actuator 4.
Кроме того, дифференциальное реле содержит последовательно соединенные одновибратор 5, вход которого является входом запуска дифференциального реле, и генератор 6 тактовых импульсов (ГТИ), а также первый 7 и второй 8 формирователи короткого импульса, входы которых соединены с выходом порогового блока 3, RS-триггер 9, S-вход которого соединен с выходом первого 7 формирователя коротких импульсов, элемент И 10, первый вход которого соединен с выходом генератора 6 тактовых импульсов, а второй вход - соединен с прямым выходом RS-триггера 9.In addition, the differential relay contains a serially connected one-shot 5, the input of which is the start input of the differential relay, and a clock generator 6 (GTI), as well as the first 7 and second 8 short-pulse shapers, the inputs of which are connected to the output of the threshold unit 3, RS- trigger 9, the S-input of which is connected to the output of the first 7 shaper of short pulses, element 10, the first input of which is connected to the output of the clock generator 6, and the second input is connected to the direct output of the RS-trigger 9.
Дифференциальное реле содержит также второй элемент ИЛИ 11, первый вход которого соединен с выходом одновибратора 5, регистр 12 памяти, тактовый вход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ 11 и с выходом второго формирователя 8 коротких импульсов, счетчик 13 импульсов, счетный вход которого соединен с выходом элемента И 10, вход установки в ноль - соединен с выходом второго элемента ИЛИ 11, а выход - соединен с информационным входом регистра 12 памяти.The differential relay also contains a second OR 11 element, the first input of which is connected to the output of the one-shot 5, a memory register 12, the clock input of which is connected to the second input of the second OR 11 element and to the output of the second short pulse shaper 8, a pulse counter 13, the counting input of which is connected with the output of AND element 10, the input to zero is connected to the output of the second OR element 11, and the output is connected to the information input of the memory register 12.
В состав дифференциального реле входят также последовательно соединенные блок 14 вычитания, первый вход которого соединен с выходом регистра 12 памяти, и двухсторонний ограничитель 15, а также сумматор 16, первый вход которого соединен с выходом двухстороннего ограничителя 15, и нерекурсивный фильтр 17, информационный вход которого соединен с выходом сумматора 16, выход - соединен с входом исполнительного элемента 4 и со вторыми входами блока вычитания 14 и сумматора 16, а тактовый вход - соединен с выходом второго формирователя 8 коротких импульсов.The differential relay also includes a series-connected subtraction unit 14, the first input of which is connected to the output of the memory register 12, and a two-way limiter 15, as well as an adder 16, the first input of which is connected to the output of the two-way limiter 15, and a non-recursive filter 17, whose information input connected to the output of the adder 16, the output is connected to the input of the actuator 4 and to the second inputs of the subtraction unit 14 and the adder 16, and the clock input is connected to the output of the second shaper 8 short pulses in.
В состав дифференциального реле входит также первый элемент ИЛИ 18, первый вход которого соединен с выходом второго формирователя 8 коротких импульсов, а второй вход - с выходом одновибратора 5.The differential relay also includes the first element OR 18, the first input of which is connected to the output of the second driver 8 short pulses, and the second input to the output of the one-shot 5.
Пороговый блок 3 выполнен в виде стандартного компаратора. Исполнительный элемент 4 может быть выполнен в виде реле, обмотка которого через усилитель или непосредственно соединена с выходом нерекурсивного фильтра 17. Нерекурсивный фильтр 17 может быть выполнен в виде цифрового фильтра, содержащего последовательно соединенные ячейки регистра сдвига, информационный вход первой из которых является информационным входом нерекурсивного фильтра, тактовые входы указанных ячеек являются тактовым входом нерекурсивного фильтра, а их выходы через соответствующие им умножители на величину 1/к, где к - число ячеек нерекурсивного фильтра, соединены с входом сумматора, также входящего в состав нерекурсивного фильтра, на выходе которого формируется оценка среднего значения величин поступивших на вход нерекурсивного фильтра отсчетов на скользящем во времени текущем интервале усреднения. Первый формирователь 7 вырабатывает короткий импульс по спаду сигнала на его входе с уровня логической единицы на уровень логического нуля, а второй формирователь 8 - по фронту с уровня логического нуля на уровень логической единицы. Остальные элементы являются стандартными элементами электротехники. Цепи питания, кроме цепи питания одновибратора 12, на чертеже опущены, как несущественные.The threshold block 3 is made in the form of a standard comparator. The actuating element 4 can be made in the form of a relay, the winding of which through an amplifier or directly connected to the output of the non-recursive filter 17. The non-recursive filter 17 can be made in the form of a digital filter containing series-connected cells of the shift register, the information input of the first of which is the information input of the non-recursive filter, the clock inputs of these cells are the clock input of a non-recursive filter, and their outputs through the corresponding multipliers by 1 / k, where k is the number cells of a non-recursive filter are connected to the input of the adder, which is also part of the non-recursive filter, the output of which forms an estimate of the average value of the samples received at the input of the non-recursive filter on the current averaging interval that moves over time. The first driver 7 generates a short pulse on the decline of the signal at its input from the level of the logical unit to the level of logical zero, and the second driver 8 - along the front from the level of logical zero to the level of the logical unit. The remaining elements are standard elements of electrical engineering. The power circuit, in addition to the power circuit of the single-shot 12, is omitted in the drawing as non-essential.
На фиг.2а,б показан сигнал на выходе выпрямительного блока, а на фиг.2в,г - на выходе “больше” порогового блока 3 (для нормального режима фиг.2г и в условиях возможного возникновения бросков тока намагничивания фиг.2в).On figa, b shows the signal at the output of the rectifier unit, and on figv, d - at the output “greater” than the threshold unit 3 (for the normal mode of fig.2d and in the event of a possible occurrence of inrush magnetization current figv).
Работает дифференциальное реле следующим образом. Сигналы ip на выходе выпрямительного блока 2 (фиг.2б - в нормальном режиме, на фиг.2а - в режиме бросков тока намагничивания) представляют собой абсолютные значения сигналов на выходе промежуточного трансформатора 1 тока. В пороговом блоке 3 эти сигналы сравниваются с малым пороговым уровнем (Icp), поэтому на его выходе формируются последовательности прямоугольных импульсов. На фиг.2в,г представлен пример сигналов на выходе “больше”, где интервалы, соответствующие импульсам абсолютных значений тока, представлен в виде сигнала с уровнем логической единицы, а сигналы с малым уровнем, характерные для интервалов между импульсами абсолютных значений тока, - в виде сигналов с уровнем логического нуля. Из чертежей следует, что суждение о наличии бросков тока намагничивания может быть вынесено на основе анализа величин интервалов tп с уровнем логического нуля на выходе порогового блока 3. В начале каждого интервала с уровнем логического нуля срабатывает первый формирователь 7, а в конце - второй формирователь 8.The differential relay operates as follows. The signals i p at the output of the rectifying unit 2 (fig.2b - in normal mode, figa - in the inrush mode of the magnetization current) represent the absolute values of the signals at the output of the intermediate current transformer 1. In the threshold block 3, these signals are compared with a small threshold level (I cp ), therefore, sequences of rectangular pulses are formed at its output. On figv, d presents an example of output signals “more”, where the intervals corresponding to the pulses of the absolute values of the current, is presented in the form of a signal with a level of a logical unit, and signals with a low level, characteristic of the intervals between the pulses of the absolute values of the current, in form of signals with a logic zero level. From the drawings it follows that the judgment on the presence of magnetizing current surges can be made on the basis of an analysis of the values of the intervals tp with a logic zero level at the output of threshold block 3. At the beginning of each interval with a logic zero level, the first driver 7 is triggered, and at the end the second driver 8 .
При подаче на одновибратор 5 сигнала питания, последний вырабатывает импульс, поступающий на вход запуска генератора 6 тактовых импульсов, через первый элемент ИЛИ 18 на вход установки в нулевое состояние RS-триггера 9 и через второй элемент ИЛИ 11 - на вход установки в ноль счетчика 13 импульсов. В результате на счетный вход счетчика 13 поступают импульсы от генератора 6 тактовых импульсов через элемент И 10 при наличии уровня логической единицы на выходе RS-триггера 9. При перепаде сигналов с уровня логического нуля на уровень логической единицы второй формирователь 8 вырабатывает короткий импульс, по которому содержимое счетчика 13 переписывается в регистр 12 памяти и через малую задержку, обусловленную влиянием второго элемента ИЛИ 11, содержимое счетчика 13 обнуляется.When a power signal is applied to the one-shot 5, the latter generates a pulse, which is input to the start-up generator 6 clock pulses, through the first element OR 18 to the zero input of the RS-trigger 9 and through the second element OR 11 to the zero input of the counter 13 pulses. As a result, the counting input of the counter 13 receives pulses from the generator 6 clock pulses through the element And 10 in the presence of a level of a logical unit at the output of the RS-trigger 9. When the signal from the logic level zero to the level of the logical unit, the second shaper 8 generates a short pulse, according to which the contents of the counter 13 are written to the memory register 12 and after a small delay due to the influence of the second element OR 11, the contents of the counter 13 are reset.
В нормальных условиях при отсутствии аномальных искажений тока двухсторонний ограничитель 15 не оказывает влияние на процесс прохождения сигнала с выхода регистра 12 памяти в нерекурсивный фильтр 17. Заметим, что блок 14 вычитания и сумматор 16 производят взаимно обратные операции над сигналом, что обеспечивает равенство сигналов на выходе регистра 12 и на входе нерекурсивного фильтра 17. Поэтому в нерекурсивном фильтре 17 формируется усредненное по нескольким отсчетам значения временных интервалов, которые соответствуют интервалам между импульсами тока.Under normal conditions, in the absence of anomalous current distortions, the two-way limiter 15 does not affect the process of passing the signal from the output of the memory register 12 to the non-recursive filter 17. Note that the subtraction unit 14 and the adder 16 perform mutually inverse operations on the signal, which ensures the equality of the output signals register 12 and at the input of the non-recursive filter 17. Therefore, in the non-recursive filter 17, the values of time intervals averaged over several samples are formed, which correspond to the intervals between them current pulse.
Когда значение сигнала на выходе нерекурсивного фильтра 17 становится больше заданного порогового уровня Uoп исполнительный элемент 4 срабатывает, что сигнализирует о наличии бросков тока намагничивания.When the value of the signal at the output of the non-recursive filter 17 becomes greater than a predetermined threshold level U op, the actuator 4 is activated, which signals the presence of magnetizing current surges.
При наличии аномальных искажений, например кратковременных мощных выбросов или затуханий тока, которое приводит к кратковременному существенному увеличению (или уменьшению) величины интервала между импульсами тока на выходе выпрямительного блока 2 относительно усредненного их значения, формируемого нерекурсивным фильтром 17, двухсторонний ограничитель 15 сглаживает их влияние, что приводит к повышению помехоустойчивости дифференциального реле и, как следствие, к повышению точности его работы.In the presence of abnormal distortions, for example, short-term powerful surges or current attenuations, which leads to a short-term significant increase (or decrease) in the interval between the current pulses at the output of rectifier unit 2 relative to their average value generated by non-recursive filter 17, a two-way limiter 15 smooths out their influence, which leads to increased noise immunity of the differential relay and, as a result, to increased accuracy of its operation.
Источники информацииSources of information
1. Электротехнический справочник. в 4-х томах. т.2: Электротехнические изделия и устройства /Под общ. ред. В.Г. Герасимова и др. - М.: Издательство МЭИ, 1998, с.390, рис. 35.10.1. Electrical reference book. in 4 volumes. t.2: Electrical products and devices / Under the general. ed. V.G. Gerasimova et al. - M.: Publishing House MPEI, 1998, p. 390, Fig. 35.10.
2. Зильберман В.А. Релейная защита сети собственных нужд атомных электростанций. - М.: Энергоатомиздат, 1992, с.63, рис. 2.3 (прототип).2. Zilberman V.A. Relay protection of the auxiliary network of nuclear power plants. - M.: Energoatomizdat, 1992, p. 63, fig. 2.3 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003108722A RU2237941C1 (en) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | Differential relay |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003108722A RU2237941C1 (en) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | Differential relay |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003108722A RU2003108722A (en) | 2004-09-27 |
| RU2237941C1 true RU2237941C1 (en) | 2004-10-10 |
Family
ID=33537787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003108722A RU2237941C1 (en) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | Differential relay |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2237941C1 (en) |
-
2003
- 2003-03-31 RU RU2003108722A patent/RU2237941C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЗИЛЬБЕРМАН В.А. Релейная защита сети собственных нужд атомных электростанций. - М.: Энергоатомиздат, 1992, с.63. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0381327B2 (en) | ||
| RU2237941C1 (en) | Differential relay | |
| RU2248655C1 (en) | Differential relay | |
| US4390920A (en) | Switching device for the short-circuit and overload protection of a power switching circuit | |
| RU2223569C1 (en) | Differential relay | |
| RU2241273C1 (en) | Phase-difference relay | |
| KR860003740A (en) | Chromatic Signal Amplitude Control | |
| RU2220468C1 (en) | Phase-difference relay | |
| RU2192084C1 (en) | Current relay | |
| GB1507652A (en) | Circuit arrangement for indicating within an incoming pulse train only signal pulses having a length exceeding a limit value | |
| RU2417497C1 (en) | Current relay | |
| KR100392337B1 (en) | A circuits for generating minimum on/of pulse width | |
| RU2192085C1 (en) | Current relay | |
| RU2244991C1 (en) | Current relay | |
| RU2628090C1 (en) | Current relay | |
| RU2219614C1 (en) | Differential relay | |
| RU2224322C1 (en) | Resistance relay | |
| RU2208258C1 (en) | Differential relay | |
| RU2231156C1 (en) | Differential-phase relay | |
| RU2210132C1 (en) | Phase-frequency relay | |
| RU2248653C2 (en) | Current relay | |
| JPH055708Y2 (en) | ||
| RU2205465C1 (en) | Relay | |
| RU2234782C1 (en) | Current relay | |
| SU849371A2 (en) | Device for differential protection of transformer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20090810 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120401 |