Способ определения направления мощности в защищаемой сети

 

Использование: в электротехнике, а именно в устройствах релейной защиты для обеспечения быстродействующей и неизменной чувствительности в зоне срабатывания при скачкообразном изменении ее на границах срабатывания защиты. Сущность изобретения: осуществляют преобразование в блоках 1 входных синусоидальных сигналов в синусоидальные сигналы той же частоты и фазы с фиксированной амплитудой. В блоках 2 и 3 определяют разность и интегрируют сумму этих сигналов, в блоке 4 полученные сигналы преобразовывают в прямоугольные сигналы близких по значению амплитуд, в блоке 5 определяют модуль суммы этих сигналов. Сигнал в выходном органе 6 сравнивают с уставкой, при превышении которой формируют сигнал отключения. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты.

Известны способы определения направления мощности путем сравнения фаз по абсолютным значениям электрических величин, использующие постоянную составляющую суммы модулей комбинации входных сигналов, а также способов определения направления мощности путем время-импульсного преобразования фазы, использующий постоянную составляющую произведения двух прямоугольных сигналов, той же частоты и фазы, что и входные сигналы.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ защиты от утечки тока на землю в шахтных контактных сетях, при котором перемножают переменную составляющую тока в сети на ортогональные опорные переменные составляющие напряжения сети и преобразуют в RC-фильтрах полученные после перемножения сигналы в пропорциональные сигналы постоянного тока. После этого происходит сравнение выходных сигналов, по соотношению которых выявляют фазовый признак переменной составляющей тока в контактной сети или ее приращение.

Целью изобретения является обеспечение быстродействия и неизменной чувствительности в зоне срабатывания при скачкообразном ее изменении на границах срабатывания.

В способе определения направления мощности, включающем выделение переменных составляющих тока и напряжения в защищаемой сети, формирование управляющего сигнала, после выделения переменных составляющих тока и напряжения производят преобразование входных синусоидальных сигналов в синусоидальные сигналы той же частоты и фазы с фиксированной амплитудой, определяют разность и интегрируют сумму этих сигналов, полученные сигналы образуют в прямоугольные сигналы, близких по значению амплитуд, определяют модуль суммы этих сигналов и на основании полученного значения формируют управляющий сигнал.

Не обнаpужен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения, следовательно изобретение является новым.

При изучении других технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявленное решение от прототипа, явным образом не следуют из известного уровня техники. Следовательно, заявляемое техническое решение отвечает требованию "изобретательского уровня".

На чертеже изображена функциональная схема, реализующая предлагаемый способ.

Схема состоит из блока 1 преобразования входных синусоидальных сигналов в синусоидальные сигналы той же частоты и фазы с фиксированной амплитудой, блока 2 определения получения разности сигналов, блока 3 определения интеграла суммы сигналов, блока 4 преобразования в прямоугольные сигналы; блока 5 определения модуля суммы сигналов, блока 6 исполнительного органа.

Способ реализуется следующим образом.

Сигналы, пропорциональные току и напряжению, поступающие от измерительных трансформаторов тока и напряжения соответственно Vm₂sin(ωt+ϕ) и Vm₁sinωt , преобразуются в блоке 1, в сигналы Asin(ωt+ϕ) и Asinωt где А - фиксированная амплитуда.

Сигналы с выходов блоков 1 поступают одновременно на входы блоков 2 и 3, в которых определяется разность и интегрируется сумма поступивших сигналов соответственно. Сигналы, полученные на выходах блоков 2 и 3, изменяются во времени по функции cos ( ωt+ϕ/2 ) и, поступая в блоки 4, преобразуются в прямоугольные сигналы той же частоты, фазы и близких по значению амплитуд. В блоке 5 определяется модуль суммы сигналов, поступивших с выходов блоков 4. С выхода блока 5 сигнал поступает на вход исполнительного органа 6. Знаки амплитуд К₁ sin ϕ /2 и К₂ cos ϕ/2 определяются значением угла ϕ : при 0 < ϕ< 180^о знаки совпадают, а при 180 < ϕ < 360 знаки противоположны. В результате этого после преобразования сигналов в блоке 4 в прямоугольные их сумма в первом случае удваивается, а во втором равна 0. Модуль суммы после блока 5 в первом случае равен постоянной во времени величине (удвоенная амплитуда прямоугольных сигналов), а во втором случае равен 0.

Величина модуля суммы используется для осуществления срабатывания. Поскольку эта величина в зоне срабатывания не зависит от угла ϕ , чувствительность в зоне срабатывания неизменна, в зоне блокировки близка к 0, а на границах зоны срабатывания (при ϕ = 180^о и ϕ = 360^о) изменяется скачком от нулевого значения до указанного неизменного значения (или наоборот).

Поскольку все указанные операции могут быть выполнены весьма быстродействующими, то предлагаемый способ позволяет обеспечить быстрое определение направления мощности. (56) Федосеев А. М. Релейная защита электрических систем. М. : Энергия, 1976, с. 226.

Авторское свидетельство СССР N 1480003, кл. H 02 H 3/16, 1989.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ В ЗАЩИЩАЕМОЙ СЕТИ, включающий в себя выделение переменных периодических составляющих тока и напряжения в защищаемой сети, их преобразование в синусоидальные сигналы, пропорциональные току и напряжению, формирование отключающего сигнала при превышении заданного уровня, отличающийся тем, что синусоидальные сигналы, пропорциональные току и напряжению, преобразуют в синусоидальные сигналы той же частоты и фазы с фиксированной амплитудой, определяют разность и интегрируют сумму этих сигналов, полученные сигналы преобразуют в прямоугольные сигналы близкие по амплитуде, определяют модуль суммы этих сигналов, которые используют в качестве упомянутого отключающего сигнала.

РИСУНКИ

Рисунок 1