Реле переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к релейной защите и автоматике энергосистем. Цель изобретения - повышение чувствительности в режиме максимального действия путем отстройки от качаний и асинхронного хода по скорости нарастания амплитуды входного сигнала. Для этого дополнительно введены последовательно включенные сумматор 10, входы которого попарно подключены к выходам амплитудных детекторов, коммутатор 11, управляющий вход которого соединен с выходом нуль-индикатора 7, второй компаратор 12, мажоритарный элемент 13. 1 э.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1591120 (21) 4763484/07 (22) 04.12.89 (46) 23,01,92, Бюл, МЗ (71) Дальневосточный политехнический институт им, В.В.Куйбышева (72) В.С.Пастухов (53) 621.316.925(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1591120, кл, Н 02 И 3/08, 1987. (54) РЕЛЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автома„„SU „„1707681 А2 (sl)s Н 02 Н 3/08, Н 01 Н 83/20 тике энергосистем. Цель изобретения — повышение чувствительности в режиме максимального действия путем отстройки от качаний и асинхронного хода по скорости нарастания амплитуды входного сигнала.

Для этого дополнительно введены последовательно включенные сумматор 10, входы которого попарно подключены к выходам амплитудных детекторов, коммутатор 11, управляющий вход которого соединен с выходом нуль-индикатора 7, второй компаратор 12, мажоритарный элемент 13. 1 э.п. ф-лы, 3 ил.

1707681

10

20

55

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике энергосистем, и является усовершенствованием реле по авт,св. М 1591120.

Известно реле переменного тока, содержащего входной преобразователь тока. два раэнополярных амплитудных детектора со схемами установки в нуль, формирователь установочных импульсов. имеющий в своем составе нуль-индикатор, максиселектор и выходной компаратор, причем объединенные информационные входы амплитудных детекторов и вход формирователя установочных импульсов подключены к вы. ходу преобразователя тока, в то время как установочные входы амплитудных детекторов подключены к выходу упомянутого формирователя, а выходы детекторов положительной и отрицательной полярности попарно соединены с прямым и инверсным входами максиселектора, связанного выходом с одним входом компаратора, на другой вход которого подается опорное напряжение.

Недостатком известного реле является то, что оно в режиме максимального действия срабатывает независимо от ск.-рости увеличения ампл«туды входлого синусоидального тока. Б связ« с этим реле реагирует на г ревь>L åívå амплитудой тока заданно>с значениа K. l и,;,.>, ед;ohHG изменяющемся процессе ас«h:рснчый хсд синхронные качан«С 1ак и при реек«х

Возмуще ияли (> ср к е з м: ал,1е1 Поэтому при и по >ьзов. :и селе ь гбь;.>,,-,-„-L ствующик защитах ст коротки зл> tat эний, напр ме тековы, отсе».ах -рн> од«-ся загрублгть реле о ус»оь«с»: с.. -1оойки от асинхронно о хс>„-а к >а-э-..:, ".. снижает чувствите»ьнссть а с iåäоьате. ло. и эффективность функцисирсва-> -.;a 1 защит в целом.

Цель иэобре>е-» - -.:..:н«е ч,>вствите-хно:ти в ре;. .>ь . -->згс де "-ствия путем отст.„;й» cт качаний и асинхронного > ага пс скорости кара". ения амплитуды входного сигнала и расш«рения функциональных возможностей путем контроля скорости нарастания амплитуды входного сигнала — достигается ТрМ, что в реле. содержа ц м excr.> îé преобразователь тока, двэ разно саяр.>ых амплитудных детектора со схемачи установки в нуль, формирователь установочных импульсов, имеющий в своем составе нуль-индикатор, максиселектор и выходной компаратор, причем объедиченные информационные входы амплитудных детекторов и вход формирователя установочных мпульсов подключень> к выходу г>ресбсазсвателя тока, в то время как установочные входы амплитудных детекторов подключены к выходу упомянутого формирователя, а выходы детекторов положительной и отрицательной полярности попарно соединены с прямым и инверсным входами максиселектора. связанного выходом с одним входом компаратора, на другой вход которого подается опорное напряжение, дополнительно введены последовательно соединенные сумматор. коммутатор, второй компаратор, и мажоритарный элемент, причем выходы амплитудных детекторов положительной и 07рицательной полярностей подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, управляющий вход коммутатора подключен к выходу нуль-индикатора формирователя установочных импульсов, выход первого компаратора подключен к второму входу мажоритарного элемента, выход которого соединен с его третьим входом и является вторым выходом реле, третьим выходом которого является выход второго компаратора.

Положительный эффект при этом проявляется в повышении эффективности функционирования быстродействующих защит в

J котсоых реле может быть использовано.

На фиг.1 изображена функциональная

cxeма реле; на фиг.2 — вариант принципиальной схемы части реле, отличающий его от известно с реле; на фиг.3 — временные диагра>лмы пояс-дающие работу реле, на которых Bt, ° одные напряжения блоков обсзначе>чы О>, где i — индекс блока. Uc»> и

0о» вЂ” опорные напряжения на входах компаратсров.

Реле содержит преобразователь 1 тока. амплитуднь е детекторы положительной 2 и с-г>ицательной 3 полярностей, формирователь 4 установочных импульсов из нуль*индикатора 7, один вход которого является в одом формирователя, генератора 8 синусоидального напряжения, подкл>оченного выходом к второму входу нуль-индикатора. и выходного дифференциатора 9, включенHQcQ последовательно с нуль-индикатором, максиселектор 5, первый комгаратор 6. сумма1ор 10, коммутатор 11, второй KoMtl3p3 тор 12 и выходной мажоритарный элемент

13.

8 этой схеме сумматор 10, коммутатор

11, второй компаратор 12 и мажоритарный элемент 13 включены последовательно, причем входы сумматора 10 попарно подключены к выходам раэнополярных амплитудных детекторов 2 и 3, управляющий вход коммутатора 11 подключен к выходу нульиндикатора 7, второй вход мажоритарного элемента 13 подключен к выходу первого

1707681

Upp,2, подаваемым на другой вход, Поскольку Uon,2 имеет положительный знак. компакомпаратора 6, а выход мажоритарного элемента 13 соединен с его третьим входом и является вторым выходом реле, третьим выходом которого является выход второго компаратора 12.

Блоки 1-9 выполнены как в известном реле, в блоки 10-13 могут быть выполнены на операционных усилителях, как показано на фиг.2. сумматор 1О реализован на усилителе 18 и резисторах 14-17, а коммутатор 11 — на усилителе 24, резисторах 19-23 и транзисторе 25, причем в первом случае используется двухвходовой вариант сумматора, а во втором случае в качестве ключа используется обычный транзистор вместополеsoro, так как управляющий сигнал двухполярен. Следует заметить, что в схеме можно испольэовать практически более удобный инвертирующий сумматор. При этом только необходимо поменять полярность транзистора 25, чтобы произвести обратное инвертирование коммутатором 11. Компаратор 12 на усилителе 28 и резисторах 26, 27 выполнен так же, как компаратор 6. Мажоритарный элемент 1Э выполнен на усилителе 33 и резисторах 29-32. Функционально элемент

13 на фиг,2 отличается от элемента 13 на фиг.3 только полярностью выходного сигнала.

Реле переменного тока работает следующим образом.

Преобразователь 1 тока осуществляет линейное преобразование входного тока

l„e выходное напряжение Ui. которое поступае-, на информационные входы амплитудных детекторов положительной 2 и отрицательной 3 полярности и вход формирователя 4 установочных импульсое. При возрастающем положительном входном сигнале (Ul>0) амплитудный детектор 2 работает в режиме слежения и напряжение Ог на его выходе по существу повторяет входное напряжение U>. В ходе последующего уменьшения U> напряжение Ор остается на максимальном уровне. так как детектор 2 переходит в режим запоминания. Аналогичным образом работает и амплитудный детектор 3. Но только при отрицательном входном сигнале (U> < О). На его выходе имеет место напряжение Оз.

Формирователь 4 установочных импульсов формирует на выходе кратковременные (1-2 мс) разнополярные импульсы

О4. которые поступают на установочные входы амплитудных детекторов. При этом положительные импульсы устанавливают в нуль детектор 2 (Ог-О), а отрицательные импульсы — детектор 3 (Оз-О). Установочные импульсы О4 формируются е моменты перехода через нуль суммы входного напряже5

3Q

40 ния UI и напряжения Ое на выходе генератора 8 синусоидального напряжения, когда нуль-индикатор 7 скачкообразно изменяет знак своего выходного напряжения U7, поступающего на вход выходного дифференциатора 9. Поскольку амплитуда VII весьма мала, импульсы О4 при наличии напряжения

Ui появляются в моменты, близкие к моментам его перехода через нуль, а при отсутствии входного напряжения (V>- О) — е моменты перехода через нуль напряжения

08.

Выходные напряжения Ор и Оз амплитудных детекторов поступают на прямсй и инвертирующий входы максиселектора 5 соответственно, Кроме того, каждое иэ этих напряжений прикладывается к своему входу сумматора 10. Максиселектор 5 выделяет на своем выходе наибольшее из напряжений

02 и Оз, где Оз — инвертированное по входу максиселектора напряжение Оз. его выходное напряжение Us поступает на первый вход компаратора 6 и сравнивается с опорным напряжением U>< i. Выход компаратора 6 является первым выходом реле, который также можно использовать при необходимости.

Напряжение О о на выходе сумматора

10, равное на фиг.3 полусумме напряжений

U:. и Оз, подается на информационный вход коммутатора 11. е то время как íà его управляющий вход поступает напряжение От с выхода нуль-индикатора 7 формирователя

4. При положительном знаке U7 напряжение

U>, на выходе коммутатора повторяет напряжение Ою без инвертирования, а при отрицательном знаке От — с инвертированием. B результате этого максимальные значения U>> в каждом полупериоде изменения

Ul пропорциональны разности амплитудных значений этого и предыдущего полупериода. В свою очередь упомянутая разность характеризует изменение амплитуды синусоидального сигнала за полупериод, а значит и скорость ее изменения при известном полупериоде (10 мс для частоты 50 Гц). Следовательно, максимальные значения Ur< пропорциональны скорости изменения амплитуды входного тока I>, (U1 пропорционально I»), причем положительные максимальные значения соответствуют скорости увеличения амплитуды, а отрицательные — скорости уменьшения.

Напряжение U» поступает на вход компаратора 12 и сравнивается с напряжением ратор 12 срабатывает (U>z > О) только при скорости увеличения амплитуды входного тока больше заданной. В этом случае при

1707681 одновременном срабатывании реле no первому выходу (Ue>0) мажоритарный элемент

13, на входы которого подаются напряжения 06 и U1$. изменит свое состояние (013 >

>О). 8оэврат же мажоритарного элемента в исходное состояние станет возможен только при изменении знака обоих входных напряжений (Uiz < О и 06< О) и совпадает с возвратом реле по первому выходу. Срабатывание реле по первому выходу (0в > О) при скорости увеличения амплитуды меньше заданной (Uiz < О) не вызовет изменения состояния мажоритарного элемента 13, выход которого является вторым выходом реле.

Логическая функция, описывающая работу мажоритарного элемента, выглядит следующим образом

Х13 X6 х12 + х13 (х6 х12). где хе, х г и х з — логические сигналы, соответствующие напряжениям 0г, 012 и 01э, причем отрицательные значения этих напряжений соответствуют значениям "0" логических сигналов. а положительные значения — значениям "1", Таким образом, заявляемое реле обладает повышенной чувствительностью эа счет отстройки от качаний и асинхронного хода путем контроля скорости нарастания амплитуды входного сигнала Это позволяе; увеличить чувствиельность некоторых устройств релейной защиты. например токовых отсечек, повышая тем самым их технико-экономическую эффективность

Кроме того, имеется возможность использования реле по функциям реле скорости увеличения амплитуды синусоидального сигнала. подключаясь к выходу компарато5 ра 12. Это свидетельствует о более широких функциональных возможностях заявляемого реле.

Формула изобретения

10 1. Реле переменного тока по авт.св. М

1591120.отл ича ющееся тем,что,с целью повышения чувствительности в режиме максимального действия путем отстройки от качаний и асинхронного хода по

15 скорости нарастания амплитуды входного сигнала, в него дополнительно введены последовательно соединенные сумматор. коммутатор, второй компаратор и мажоритарный элемент, причем выходы ампли20 тудных детекторов положительной и отрицательной полярности подключены соответственно к первому и второму входам сумматора. управляющий вход коммутатора — к выходу нуль-индикатора формирователя

25 установочных импульсов, выход первого компаратора — к второму входу мажоритарного элемента, выход которого соединен с

его третьим входом и является вторым выходом реле.

30 2 Реле поп.1,отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения контроля скорости нарастания амплитуды входного сигнала, выход второго компаратора явля35 ется третьим выходом реле.

3707681