專利名稱：計數(shù)平均式相位比較器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及繼電保護裝置中比相器的制造。
實際電網(wǎng)中存在著大量的諧波分量和直流分量，在電網(wǎng)故障時，需要距離繼電器測量準確動作快速，盡量減小故障對電網(wǎng)的影響，現(xiàn)有的比相器有(1)積分比較比相器；(2)脈沖式比較比相器；(3)相位順序比較比相器；(4)利用RC充電積分平均式比相的比相器。前三種相位比較器受直流分量與高頻分量的影響大，諧波分量對其的影響大。要么是制動性，要么是動作性、安全性與可靠性差。第四種相位比較器雖然抑制了諧波分量的影響，但動作速度與返回速度慢。
本實用新型的目的是克服上述缺點提供一種安全性、可靠性高動作速度快、抗諧波性能好的相位比較器。
本實用新型的技術解決方案是采用計數(shù)平均式比相方式，接入繼電器的幾個比相量在一個周期20ms內同極性時間平均達到某一定值即可動作。即通過電路減法計數(shù)器、與非門構成的比較器輸出動作信號。具體言之電參量輸入非門電路后經比相判斷裝置，然后輸至展寬電路及驅動機構。比相判斷裝置包括減法計數(shù)器，頻率產生器，分頻器及由分頻器控制的清零脈沖發(fā)生器，一般使用并聯(lián)的1至2只減法計數(shù)器，其輸入端接電參量輸入門電路的輸出，減法計數(shù)器的各輸出端均并聯(lián)接入第二門電路，第二門電路的輸出接展寬電路，分頻器及清零脈沖發(fā)生器分別連接各減法計數(shù)器的觸發(fā)端或指令輸入端。這種比相器的工作過程如下述，當電參量經比相門電路比相 在同極性時，輸出信號使減法計數(shù)器的預置定值減少，如果清零脈沖未來之前減法計數(shù)器減至零，即輸出動作信號，經第二門電路后輸出至展寬電路及驅動機構，當比相量不同極性時，電參量門電路無輸出信號。因此，本實用新型比相器對諧波總是有幾乎一半時間不起作用。采用2只或更多并聯(lián)的減法計數(shù)器可以在每個周期內劃分二個或更多時間細分區(qū)間以加快比相器動作速度，而且其可靠性好。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明

圖1是本實用新型結構框圖，圖2為時鐘脈沖發(fā)生電路圖，圖3為計數(shù)平均式比相電路圖。與非門構成的比較器〔4〕有多個電參量輸入端，如可以是各相電流、各相電壓及序參量之間三相位比較，輸入端在相同相位時，有輸出至并聯(lián)的減法計數(shù)器〔5、6〕，而且減法計數(shù)器的型號均為CD40103，減法計數(shù)器的輸出至或非門〔7〕，或非門輸出接展寬回路〔8〕，晶體振蕩頻率經分頻器后接脈沖發(fā)生器〔3〕，此脈沖發(fā)生器相隔20ms輸出清零信號至每一減法計數(shù)器，減法計數(shù)器接收此信號后即預置定值，分頻器〔2〕的另一端輸至減法計數(shù)器作計數(shù)時鐘。具體工作過程如下比相量同極性時，與非門〔4〕輸出“0”信號，開放減法計數(shù)器〔5、6〕計數(shù)，當在清零脈沖未來之前計滿整定值時，〔5、6〕輸出零信號至或非門〔7〕，后輸出“1”信號去展寬回路〔8〕輸出，當比相量不同極性時，門電路〔4〕輸出“1”信號禁止〔5、6〕計數(shù)，當比相量有時同極性，有時異極性時門電路〔4〕輸出有時為“1”有時為“0”〔5〕與〔6〕有時計數(shù)，有時停止，如在清零脈沖來時，計數(shù)器的整定值還未減至0則計數(shù)器又被重新置為整定值，此時減法計數(shù)器〔5、6〕無“0”輸出，當比相量存在直流分量時，只是使基波分量半波同極性時間加大，另半波同極性時間減小，在20ms內平均看來沒有影響。因此，在20ms內平均計數(shù)可抑制諧波分量。采用并聯(lián)的兩路減法計數(shù)器可以加速比相器的動作速度，比相量不管在什么時刻開始同極性，由于兩路的清零脈沖相隔10ms，總有一路能在下一清零脈沖來之前計滿整定值輸出。分頻器分頻頻率取10～200KC。
在圖2及圖3具體實施電路中分別對應了框圖中的〔1、2、3〕部分及〔4、5、6、7、8〕部分，晶體振蕩器〔1〕為石英振蕩器，即圖2中的0，輸出1024KHZ，時鐘脈沖發(fā)生器包括分頻器〔2〕及脈沖發(fā)生器〔3〕主要由4060，4518電路構成，在圖2電路中，4060的15腳輸出210分頻，即1KHZ，接至4518的第1腳(第一級計數(shù)器的脈沖輸入)，6腳輸出為10分頻，即100HZ，將此接第2級計數(shù)器(第9腳)，經11腳輸出Ua為2分頻，即50HZ。4060的7腳為24分頻，即64KHZ，當Ua為負半周，Y1門輸出64KHZ脈沖，在Ua由正變負的瞬間，C3通過R3放電，放電過程中，Y4門輸出64KHZ負脈沖。反之Ua由負變正的瞬間，則Y3門輸出64KHZ的負脈沖。Y5門則在Ua每次變換時，均輸出負脈沖，R3C3時間常數(shù)使每次輸出2～3個脈沖。Ub、Uc輸出用于計數(shù)平均比相電路，在每一周期內清零一次，即在一個周期內比較相位。另外，由4060的13腳輸出2KHZ，即UZ。
圖3中的工作電壓和極化電壓分別形成方波，當二個方波同極性時，F(xiàn)1門輸出‘0’態(tài)，允許JS1，JS1，(40103)開始計數(shù)，Ub、Uc(相差10ms)每隔20ms出現(xiàn)一次負脈沖。將計數(shù)器預置為整定值，計數(shù)器整定在(8＋32＋128) 1/16 ＝10.5ms，合比相角94.5°動作。繼電器動作后整定值切換為(8＋16＋128) 1/16 ＝9.5ms，合比相角85.5°動作。當積分脈沖大于整定值時，JS1或JS2的14腳輸出‘0’態(tài)，通過Y2門〔7〕預置JS3〔8〕，使JS3的14腳輸出“1”態(tài)，將JS1、JS2的整定值切換，同時開放Y1門，輸入UZ(2KHZ)脈沖，開始計數(shù)，如圖展寬時間整定在(2＋8＋32) 1/2 ＝21ms，展寬回路動作即阻抗繼電器Z動作。
權利要求1.一種繼電保護裝置中用相位比較器，由電參量輸入門電路、比相判斷裝置等組成，其特征是所述比相判斷裝置包括減法計數(shù)器、頻率發(fā)生器、分頻器及由分頻器控制的清零脈沖發(fā)生器、第二門電路，并聯(lián)的1至2只減法計數(shù)器的輸入端接電參量輸入門電路的輸出，減法計數(shù)器的各輸出端均并聯(lián)接入第二門電路，第二門電路的輸出接展寬電路，分頻器的清零脈沖發(fā)生器連接到減法計數(shù)器的清零輸入端。
2.由權利要求1所述的相位比較器，其特征是第二門電路是或門 構成的門電路。
3.由權利要求1或2所述的相位比較器，其特征是分頻器為10KC～200KC的分頻器。
專利摘要輸電線路上繼電保護裝置中使用的相位比較器，由電參量輸入門電路，比相判斷裝置等組成，比相判斷裝置包括減法計數(shù)器，頻率產生器，分頻器及由分頻器控制的清零脈沖發(fā)生器、第二門電路。并聯(lián)的1至2只減法計數(shù)器的輸入端接電參量輸入門電路的輸出，減法計數(shù)器的各輸出端均并聯(lián)接入第二門電路，且其輸出接展寬電路，分頻器的清零脈沖發(fā)生器連接到減法計數(shù)器的清零輸入端，該比相器具有安全性、可靠性高，動作速度快，抗諧波性能好的特點。
文檔編號H02H7/26GK2071841SQ90214310
公開日1991年2月20日 申請日期1990年6月30日 優(yōu)先權日1990年6月30日
發(fā)明者沈國榮, 李抗 申請人:能源部南京自動化研究所