Трехфазное реле тока (напряжения) березовского

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

91)g gg

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4268977/07 (22) 29,06.87 (46) 30.07.92. Бюл. ¹ 28 (75) А, Ф. Березовский (56) Авторское свидетельство СССР № 748643, кл, Н 02 Н 7/08, 1980.

Паперно Л,Б. Бесконтактные токовые защиты электроустановок. M.: Энергоиздат, 1983, с.92, рис.46.

Авторское свидетельство СССР по заявке N 4194786/24-07. кл, Н 02 Н 3/08, 16.02.87. (54) ТРЕХФАЗНОЕ РЕЛЕ ТОКА (НАПРЯЖЕНИЯ) БЕРЕЗОВСКОГО (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в устройствах релейной защиты систем электроснабжения 35/6 кВ. Цель изобретения— расширение функциональных возможно„,5U, 1751824 Al (я)з Н 01 Н 83/20, Н 02 Н 3/08 стей путем обеспечения равной чувствительности к трехфазным и двухфазным коротким замыканиям в линии с одновременным выявлением несимметричных режимов, вызванных обрывом фазы линии или витковым замыканием в одной из фаэ нагрузки. При симметричном режиме контролируемой сети на выходах преобразователей 1-3 формируются постоянные напряжения равной величины, При несимметричных режимах сети, вызванных трехфаэными или двухфазными короткими замыканиями, на инвертирующем выходном выводе 8 максиселектора 4 формируется отрицательное напряжение, пропорциональное максимальному иэ напряжений на входных выводах 5-7 максиселектора, а на неинвертирующих разностных выходных выводах 20-22-напряжения. пропорциональные разностям между макси) 1751824 мальным из напряжений, приложенных к входным выводам,5-7 максиселектора 4, и каждым из этих напряжений, включая максимальное. На инвертирующем выходном выводе 63 второго максиселектора 41 формируется отрицательное напряжение, пропорциональное максимальному из напряжений йа неинвертирующих разностных дополнйтельных выходных выводах

20-22 первого максиселектора 4, а на неИзобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в релейной защите систем электроснабжения

35/6 кВ, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения равной чувствительности к трехфазным и двухфазным коротким замыканиям в линии с одновременным выявлением несимметричных режимов, вызванных обрывом фазы линии или витковым замыканием в одной из фаз нагрузки.

На фиг,1, 2, 3 представлены схемы реле.

Трехфазное реле тока (напряжения) содержит три входных преобразователя 1. 2, 3 переменного тока (напряжения) в постоянное напряжение, пропорциональное средневыпрямленному значению входной величины, с выводами для подключения каждого входного преобразователя к измерительному трансформатору соответствующей фазы контролируемой сети. трехвходовой первый максиселектор 4 с входными выводами 5, 6. 7 и основным выходным выводом 8, первый 9, второй 10 и третий 11 компараторы с неинвертирующим и инвертирующим входами, первый 12 и второй 13 блоки сравнения, выполненные каждый по схеме операционного усилителя с неинвертирующим и инвертирующим входами, и шесть резисторов 14-19.

Первый 5, второй 6 и третий 7 входные выводы первого максиселектора 4 соедине ны соответственно с выходами первого 1, второго 2 и третьего 3 входных преобразователей, К основному выходному выводу 8 первого максиселектора 4 подключен первый вывод первого резистора 14, к инвертирующему входу первого блока 12 сравнения подключен первый вывод второго резистора 15. К неинвертирующему входу второго блока 13 сравнения подключены первые выводы третьего 16 и четвертого 17 резисторов, а к выходу второго блока 13 сравнения через пятый 18 v. шестой 19 резисторы подинвертирующих разностных выходных выводах 64-66 второго максиселектора 41— напряжения, пропорциональные разностям между максимальным иэ напряжений, приложенных к входным выводам 60-62 максиселектора 41. и каждым из этих напряжений, включая максимальное. Срабатывает компаратор, сигнализируя о несимметричном режиме работы контролируемой сети, 3 ил. ключены соответственно входы второго 10 и третьего 11 компараторов.

В реле первый максиселектор 4 выполнен с инвертирующим основным выходным

5 выводом 8 и тремя неинвертирующими разностными дополнительными выходными выводами 20, 21. 22, предназначенными для формирования постоянных выходных напряжений максиселектора 4, пропорцио10 нальных разностям между максимальным из постоянных напряжений, приложенных к входным выводам Б, 6, 7 максиселектора, и каждым из этих напряжений, включая мак.симальное, Максиселектор 4 выполнен на

15 трех операционных усилителях 23, 24, 25, шести диодах 26-31 и девяти резисторах 3240 в цепях обратных связей операционных усилителей и во входных цепях.

Во входных цепях максиселектора 4

20 первый 5, второй 6 и третий 7 входные выводы этого максиселектора соединены каждый через соответствующий резистор 32, 33, 34 с инвертирующим входом, соответственно, первого 23, второго 24 и третьего 25

25 операционных усилителей, неинвертирующие входы которых предназначены для подключения к общему токопроводу. В максиселекторе 4 инвертирующий вход каждого операционного усилителя 23, 24, 25

30 соединен с выходом этого же усилителя через первую цепочку обратной связи, выполненную на последовательно соединенных резисторе 35, 36, 37 и аноде-катоде диода

26, 27, 28 и через вторую цепочку обратной

35 связи, включенную параллельно первой и выполненную на последовательно соединенных другом резисторе 38, 39, 40 и катоде-аноде другого диода 29, 30, 31, Катоды диодов 26, 27, 28 первых цепочек обрат40 ной связи и аноды диодов 29, 30, 31 вторых цепочек обратной связи непосредственно соединены с выходом операционного усилителя. Аноды диодов 26, 27, 28 первых цепочек обратной связи каждого операци45 онного усилителя соединены с основным выходным выводом 8 максиселектора 4, а

1751824 катоды диодов 29, 30, 31 вторых цепочек обратной связи первого 23, второго 24 и третьего 25 операционных усилителей соединены соответственно с первым 20, вторым 21 и третьим 22 упомянутыми 5 дополнительными выходными выводами максиселектора 4, В реле имеется второй максиселектор

41, выполненный по той же схеме, что и первый максиселектор 4, но с вынесенными 10 входными резисторами, а при данном выполнении имеются по меньшей мере восемнадцать дополнительных резисторов 42-59, Основной выходной вывод 8 первого максиселектора 4 через первый резистор 14 15 соединен с инвертирующим входом первого компаратора 9, через первый дополнительный резистор 42 соединенным с выводом для подключения к положительному выводу опорного источника питания. Первый 20, 20 второй 21 и третий 22 дополнительные выходные выводы первого максиселектора 4 через второй 43, третий 44 и четвертый 45 дополнительные резисторы соединены соответственно с первым 60, вторым 61 и 25 третьим 62 входными выводами второго максиселектора 41, основной выходной вывод 63 которого через пятый дополнительный резистор 46 соединен с инвертирующим входом первого блока 12 сравнения, 30 через шестой 47, седьмой 48 и восьмой 49 дополнительные резисторы соединенным . соответственно с первым 64, вторым 65 и третьим 66 дополнительными выходными выводами второго ма ксиселе кто ра 41. И н- 35 вертирующий вход первого блока 12 сравнения через второй резистор 15 соединен с выходом того же блока, через девятый дополнительный резистор 50 соединенным с инвертирующим входом первого компара- 40 тора 9.

Неинвертирующий вход второго блока

13 сравнения через третий резистор 16 соединен с выводом для подключения к общему токопроводу, а через четвертый резистор 17 45 — с первым 20. через десятый дополнительный резистор 51 — с вторым 21 и через одиннадцатый дополнительный резистор 52 — с третьим 22 дополнительными выходными выводами первого максиселектора 4. Ин- 50 вертирующий вход второго блока 13 сравнения через двенадцатый 53, тринадцатый

54 и четырнадцатый 55 дополнительные резисторы соединен соответственно с первым 64, вторым 65 и третьим 66 допол- 55 нительн ыми выходными выводами второго максиселектора 41, Через пятнадцатый дополнительный резистор 56 инвертирующий вход второго блока 13 сравнения соединен с выходом того же блока, а через шестнадцатый дополнительный резистор 57 — с выводом для подключения к общему токопроводу.

Инвертирующий вход второго компаратора 10 через семнадцатый дополнительный резистор 58 соединен с выводом для подключения к положительному выводу опорного источника питания. Инвертирующий вход третьего компаратора 11 через восемнадцатый дополнительный резистор

59 соединен с выводом для подключения к отрицательному выводу опорного источника питания. Неинвертирующие входы первого 9, второго 10 и третьего 11 компараторов и неинвертирующий вход первого блока 12 сравнения соединены с выводом для подключения к общему токопроводу, Выводы первого 9, второго 10 и третьего 11 компараторов служат исполнительными выходами 67, 68, 69 реле.

Реле работает следующим образом.

При нормальном симметричном режиме работы контролируемой сети 35/6 кВ на выходах преобразователей 1, 2, 3 формируются постоянные напряжения равной величины, поступающие на входные выводы 5, 6, 7 первого максиселектора 4, при этом на инвертирующем основном выходнвм выводе 8 максиселектора 4 формируется отрицательное .напряжение. прОпорциональное напряжениям на входных выводах 5, 6. 7 этого максиселектора, а на неинвертирую- щих раэностных дополнительных выходных выводах 20, 21, 22 максиселектора 4 форми-" руются нулевые напряжения. На инвертирующем основном выходном выводе 63 второго максиселектора 41 и на неинвертирующих раэностных допОлнительных выходных выводах 64, 65, 66 второго максиселектора 41 формируются нулевые напряжения. При указанных напряжениях на выходных выводах максиселекторов 4 и

41 компараторы 9, 10. 11, подключенные к выходным выводам максиселекторов через операционные усилители и соответствующие группы резисторов, находятся в исходных состояниях, сигналиэирующих о нормальном симметричном режиме работы контролируемой сети.

При воэникновенли несимметричных режимов работы сети, вызванных трехфазными или двухфазными короткими замыканиями на линии 35 кВ или на стороне 6 кВ за силовь.м трансформатором (А/Л- 11

35/6 кВ), на выходах преобразователей 1, 2, 3 формируются постоянные напряжения, пропорциональные средневыпрямленным значениям входной величины каждого пре7 1 751824

20

55 образователя. Напряжения с выходов преобразователей 1, 2, 3 поступают на входные выводы 5, 6, 7 первого максиселектора 4, при этом на инвертирующем основном выходном выводе 8 максиселектора 4 формируется отрицательное напряжение, пропорциональное максимальному из напряжений на входных выводах 5, 6, 7 максиселектора, а на неинвертирующих разностных дополнительных выходных выводах 20, 21, 22 максиселектора 4 формируются постоянные выходные напряжения, пропорциональные разностям между максимальным из постоянных напряжений, приложенных к входным выводам 5, 6, 7 максиселектора 4; и каждым из этих напряжений, включая максимальное, На инвертирующем основном выходном выводе 63 второго максиселектора 41 формируется отрицательное напряжение, пропорциональное максимальному из напряжений на неинвертирующих разностных дополнительных выходных выводах 20. 21. 22 первого максиселектора 4, а на неинвертирующих раэностных дополнительных выходных выводах 64, 65, бб второго максиселектора 41 формируются постоянные выходные напряжения, пропорциональные разностям между максимальным из постоянных напряжений, приложенных к входным выводам 60, 61, 62 максиселектора 41, и каждым иэ этих напряжений. включая максимальное. При указанных напряжениях на выходных выводах максиселекторов 4 и 41 срабатывает компаратор 9, сигнализируя о несимметричном режиме работы контролируемой сети.

Если несимметричный режим контролируемой сети вызван обрывом фазы линии 6 кВ, питающей нагрузку, срабатывает компаратор "О, сигнализирующий о несимметричном режиме, вызванном обрывом фазы линии. Сигнал компаратора 10 может быть использован с соответствующей временной задержкой для отключения защищаемой линии 6 кВ. если включение нагрузки, например пуск электродвигателей, осуществляется в момент или после обрыва фазы линии питания нагрузки.

Если несимметричный режим контроли руемой сети вызван витковым замыканием одной из фаэ нагрузки, например электродвигателя 6 кВ, срабатывает компаратор 11. сигнализирующий о несимметричном режиме, вызванном витковым замыканием одной из фаз нагрузки, Сигнал компаратора 11 может быть использован с соответствующей временной задержкой для отключения линии питания нагрузки.

Формула изобретения

Трехфазное реле тока (напряжения) содержащее три входных преобразователя переменного тока (напряжения) в постоянное напряжение, пропорциональное средневыпрямленному значению входной величины, с выводами для подключения каждого входного преобразователя к измерительному трансформатору соответствующей фазы контролируемой сети, трехвходовой первый максиселектор с входными выводами и основным выходным выводом, первый, второй и третий компараторы с неинвертирующим и инвертирующим входами, первый и второй блоки сравнения. выполненные каждый по схеме операционного усилителя с неинвертирующим и инвертирующим входами. и шесть резисторов. причем первый, второй и третий входные выводы первого максиселектора соединены соответственно с выходами первого, второго и третьего входных преобразователей; к основному выходному выводу первого максиселектора подключен первый вывод первого резистора, к инвертирующему входу первого блока сравнения подключен первый вывод второго резистора, к неинвертирующему входу второго блока сравнения подключены первые выводы третьего и четвертого резисторов, а выход второго блока сравнения через пятый и шестой резисторы подключен соответственно к входам второго и третьего компараторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения равной чувствительности к трехфазным и двухфазным коротким замыканиям в линии с одновременным выявлением несимметричных режимов, вызванных обрывом фазы линии или витковым замыканием в одной из фаз нагрузки, первый максиселектор выполнен с инвертирующим основным выходным выводом и тремя неинвертирующими разностными дополнительными выходными выводами, предназначенными для формирования постоянных выходных напряжений максиселектора, пропорциональных разностям между максимальным из постоянных напряжений, приложенных к входным выводам максиселектора, и каждым из этих напряжений, включая максимальное. и выполнен на трех операционных усилителях, шести диодах и девяти резисторах в цепях обратных связей операционных усилителей и во входных цепях, причем в максиселекторе первый, второй и третий входные выводы соединены каждый через соответствующий резистор с инвертирующим входом соответственно первого, второ1751824

10 го и третьего операционных усилителей, неинвертирующие входы которых предназначены для подключения к общему токопроводу, в максиселекторе инвертирующий вход каждого операционного усили- 5 теля соединен с выходом этого же усилителя через первую цепочку обратной связи, выполненную на последовательно соединенных резисторе и аноде-катоде диода, и через вторую цепочку обратной связи, вклю- 10 ченную параллельно первой и выполненную на последовательно соединенных другом резисторе и катоде-аноде другого диода, причем. катоды диодов первых цепочек обратной связи и аноды диодов вторых цепо- 15 чек обратной связи непосредственно соединены с выходом соответствующего операционного усилителя, аноды диодов первых цепочек обратной связи каждого операционного усилителя соединены с ос- 20 новным .выходным выводом максиселектора, а катоды диодов вторых цепочек обратной связи первого, второго и третьего ойерационных усилителей соединены соответственно с первым, вторым и третьим 25 упомянутыми дополнительными выходными выводами максиселектора, в реле введены второй максиселектор, выполненный по той же схеме, что и первый максиселектор, но с вынесенными входными резисторами, 30 и при данном выполнении по меньшей мере . восемнадцать дополнительных резисторов, причем основной выходной вывод первого максиселектора через первый резистор соединен с инвертирующим входом первого 35 компаратора, через первый дополнительный резистор соединенным с выводом для подключения к положительному выводу опорного источника питания, первый, второй и третий дополнительные выходные вы- 40 воды первого максиселектора через второй, третий и четвертый дополнительные резисторы соединены соответственно с первым, вторым и третьим входными выводами второго максиселектора, основной выходной 45 вывод которого через пятый дополнительный резистор соединен с инвертирующим входом первого блока сравнения, через шестой, седьмой и восьмой дополнительные рез1 сторы соединенным соответственно с первым, вторым и третьим дополнительными выходными выводами второго максиселектора, а инвертирующий вход первого блока сравнения через второй резистор соединен с выходом этого же блока. через девятый дополнительный резистор соединенным с инвертирующим входом первого компаратора, кроме того, неинвертирующий вход второго блока сравнения через третий резистор соединен с выводом для подключения к общему токопроводу, а через четвертый резистор — с первым, через десятый дополнительный резистор — с вторым и через одиннадцатый дополнительный резистор — с третьим дополнительными выходными выводами первого максиселектора, инвертирующий вход второго блока сравнения через двенадцатый, тринадцатый и четырнадцатый дополнительные резисторы соединен соответственно с первым, вторым и третьим дополнительными выходными выводами второго максиселектора. через пятнадцатый допОлнительный резистор инвертирующий вход второго блока сравнения соединен с выходом этого же блока, а через шестнадцатый дополнителbный резистор — с выводом для подключения к общему токопроводу, инвертирующий вход второго компаратора через семнадцатый дополнительный резистор соединен с выводом для подключения к положительному выводу опорного источника питания, инвертирующий вход третьего компараторэ через восемнадцатый дополнительный резистор соединен с выводом для подключения к отрицательному выводу опорного источника питания, при этом неинвертирующие входы первого,,второго и третьего компараторов и неинвертирующий вход первого блока сравнения соединены с выводом для подключения к общему токопроводу. а выходы первого, второго и третьего компарэторов служат исполнительными выходами реле.

1751824

Фиг. 2

Составитель О.Орлов

Техред М.Моргентал

Корректор М,Демчик

Редактор M.Áàíäóðà

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101

Ээказ 2696 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5