SU1707682A2

SU1707682A2 - Реле переменного тока

Info

Publication number: SU1707682A2
Application number: SU894763591A
Authority: SU
Inventors: Виктор Степанович Пастухов
Original assignee: Дальневосточный политехнический институт им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1989-12-04
Filing date: 1989-12-04
Publication date: 1992-01-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к релейной защите и автоматике энергосистем. Цель изобретени - повышение чувствительности в режиме минимального действи путем отстройки от качаний и асинхронного хода по скорости снижени амплитуды входного сигнала. Поставленна цель достигаетс тем, что дополнительно введены амплитудный детектор 7, второй компаратор 8 выключатель 10, третий компаратор 11, мажоритарный элемент 12. 1 з.п, ф-лы, 3 ил.

Description

Ё

fo/X

Т

Ч

О

VI

О (СО

го

hO

Фиг

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к релейной защите и автоматике энергосистем, и вл етс усовершенствованием реле, описанного поавт св. Г 1591120,

Известно реле переменного тока содержащее входной преобразователь тока, два разнопол рных амплитудных детектора со схемами установки в нуль, формирователь установочных импульсов, максиселектор и выходной компаратор, причем объединенные рабочие входы амплитудных детекторов и вход формировател установочных импульсов подключены к выходу преобразовател тока, установочные входы амплитудных детекторов подключены к выходу упом нутого формировател , а выходы детекторов положительной и отрицательной пол рности попарно соединены с пр мым и инверсным входами мэксиселектора. св занного выходом с одним входом компаратора , на другой вход которого подаетс опорное напр жение.

Недостатком известного реле вл етс то. что его срабатывание не зависит от скорости уменьшени амплитуды синусоидального сигнала Поэтому при использовании реле в кзчестйе реле минимального тока или напр жени (в последнем случае входной преобразователь выполн етс в виде преобразовател напр жени ) реле реагирует на уменьшение амн титулы входного сигнала ниже заданно о значени как при медленнс измен ющемс процессе ( ронный ход. синхронные касани }, так и при резких возмущени х (короткие замыкани . отключение линии, сброс погрузки и т.п.). В практических схемах устройств релейной защиты и автоматики, где испо-п-з ютс та кие реле, может возникнут,, . о;н мссть отстройки, от асинхронного хода и кэ чэн/й. чтобы обеспечить срабатывание только при коротких замыкани (нагги -ej в защите минимального напр жени ). Дл этой цели приходитс ээгрубл ть устройства по параметрам срабатывани или примен ть специальные блокировки, что снижает чувствительность и надежность релейной защиты и автоматики. Кроме того известное реле имеет ограниченные функциональные возможности, так как не способно контролировать скорость уменьшени амплитуды входного сигнала.

Цель изобретени - повышение чувствительности в режиме минимального действи путем отстройки от качаний и асинхронного хода по скорости снижени амплитуды входного сигнала и расширени функциональных возможностей путем контрол скорости снижени амплитуды входного сигнала - достигаетс тем, что в реле, содержащем входной преобразователь тока , два разнопол рных амплитудных детектора со схемами установки в нуль,

формирователь установочных импульсов, максиселектор и первый компаратор, причем объединенные рабочие входы амплитудных детекторов и вход формировател установочных импульсов подключены к вы0 ходу преобразовател тока, в то врем как установочные входы амплитудных детекторов подключены к выходу упом нутого фор- мировател , а выходы детекторов положительной и отрицательной пол рно5 сти попарно соединены с пр мым и инверсным входами максйселектора, св занного выходом с входом компаратора, дополнительно введены последовательно соединен- ные амплитудный детектор и второй

0 компаратор, последовательно соединенные вычитатель. ретий компаратор и мажоритарный элемент, элемент задержки, причем выход мэксиселектора подключен к информационному входу амплитудного детектора.

5 к второму входу второго компаратора и к первому входу вычитател , второй вход которого подключен к первому входу компаратора , выход которого через элемент задержки соединен с управл ющим входом

0 амплитудного детектора, выход первого компаратора соединен с вторым входом мажоритарного элемента, выход которого соединен с его третьим входом и вл етс вторым выходом реле. Кроме того, выход

5 третьего компаратора вл етс третьим выходом реле

Положительный эффект, св занный с возможностью фиксации срабатывани реле при скорости уменьшени амплитуды

0 входного сигнала больше заданной и расширением его функциональных йоэ- мож- ностей про вл етс в повышении эффективности функционировани устройств защиты и автоматики, где это реле

5 может быть использовано. При этом можно повысить чувствительность устройств благодар отстройке от асинхронного хода или использовать реле по расширенным функци м , т.е. в качестве реле переменного сиг0 нала и реле скорости уменьшени амплитуды входного сигнала.

На фиг.1 изображена функциональна схема реле; на фиг.2 - вариант принципи- 5 альной схемы части реле, отличающей его от основного изобретени ; на фиг 3 - временные диаграммы, по сн ющие работу реле (на которых выходные напр жени блоков обозначены Ui. где I - индекс блока Ucni и Uon2 - опорные напр жени на входах компараторов , UCM -- напр жение смещени базы транзистора).

Предлагаемое реле содержит преобразователь 1 тока, амплитудные детекторы положительной 2 и отрицательной 3 пол рностей, формирователь 4 установочных импульсов, максиселектор 5, первый компаратор 6, амплитудный детектор 7 со схемой установки в нуль, второй 8 и третий 11 компараторы, элемент 9 задержки, вычи- татель 10 и мажоритарный элемент 12.

Амплитудный детектор 7 подключен информационным входом к выходу максисе- лектора 5, первые и вторые входы компаратора 8 и вычитател 10 попарно объединены и подключены к рабочему входу и выходу амплитудного детектора 7 соответственно , а выход компаратора 8 св зан с установочным входом детектора 7 через элемент 9 задержки. Один вход компаратора 11 подключен к выходу вычитзтел 10, а на другой вход подаетс опорное напр жение .

Мажоритарный элемент 12 подключен одним и другим еходэми соответственно к выходам компаратороь 6 и 11, а третий вход соединен с выходом этого элемента.

Амплитудный детектор 7 (фиг.2), включающий диод 13, конденсатор 15, транзистор 16 и резистора 14,19 и 20 аналогичен амплитудному детектору 2. Компараторы 8 и 11 дифференциального типа на усилител х 21 и 33 и резисторах 17, 18 и 31, 32 аналогичны компаратору 6. Элемент 9 задержки нэ конденсаторе 23.диодах 22,27 и резисторе 26 представл ет собой RC-цепь, обеспечивающую медленный зар д конденсатора 23 через резистор 25 и диод 27 и быстрый разр д через диод 22. Вычитатель 0 построен на усилителе 29 и резисторах 24, 25, 28 и 30, а мажоритарный элемент 12 на усилителе 38 и резисторах 34-37 идентичен элементу 3 нз фиг.1. Функционально элемент 12 на фиг.2 отличаетс от элемента 12 на фиг.1 только пол рностью выходного сигнала.

Реле переменного тока работает следующим образом.

Преобразователь 1 тока осуществл ет линейное преобразование входного тока вх в выходное напр жение Ui, которое поступает на рабочие входы амплитудных детекторов положительной 2 и отрицательной 3 пол рностей и вход формировател 4 установочных импульсов. При возрастающем положительном входном сигнале () амплитудный детектор 2 работает в режиме слежени , и напр жение Ua на его выходе посущестру повтор ет входное напр жение Ui. В ходе последующего уменьшени Ui

напр жение Uz остаетс на максимальном уровне, так как детектор 2 переходит в режим запоминани . Аналогичным образом работает и амплитудный детектор 3. но 5 только при отрицательном входном сигнале (). На его выходе имеет место напр жение из.

Формирователь 4 установочных импульсов формирует на выходе кратковре- 10 менные (1-2 мс) разнопол рные импульсы U4, которые поступают на установочные входы амплитудных детекторов. При этом положительные импульсы устанавливают в нуль детектор 2 (), а отрицательные им5 пульсы - детектор 3 (Us 0). Установочные импульсы IU при наличии напр жени Ui по вл ютс в моменты, близкие к моментам его перехода через нуль, а при отсутствии входного напр жени () - в моменты

0 перехода через нуль выходного напр жени генератора синусоидальных колебаний, вход щего в состав формировател 4.

Выходные напр жени U2 и Уз амплитудных детекторов поступают на пр мой и

5 инвертирующий входы максиселектора 5 соответственно. Максиселектор 5 выдел ет на своем выходе наибольшее из напр жений U2 и Уз, где Оз - инвертированное по входу максиселектора напр жение Уз. Его

0 выходное напр жение Us поступает на первый вход компаратора б и сравниваетс с опорным напр жением Uoni, приложенным к его второму входу, Выход компаратора б вл етс первым выходом за вл емого ре5 ле.

Напр жение Us поступает также на рабочий вход амплитудного детектора 7 и пер- вые входы компаратора 8 и вычитател 10. При этом выходное напр жение U детектс0 ра 7 практически повтор ет напр жение Us при его возрастании, в то врем как при снижении Us напр жение U сохран ет предшествующее значение до по влени положительного сигнала Ug, превышающе5 го заданный уровень (-иСм) на установочном входе детектора 7. Этот сигнал поступает через элемент 9 задержки с выхода компаратора 8, который сравнивает напр жени Us и U (последнее поступает на второй вход

0 компаратора с выхода детектора 7) и срабатывает при

U Us.

0)

Условие (1) будет выполн тьс при снижении Us, что приведет к срабатыванию компаратора 8 и выравниванию U и Us на каждой ступени снижени через врем задержки (1-2 мс), задаваемое элементом 9. При возрастании Us компаратор 8 срабатывать не будет, так как при использовании схемы детектора 7, приведенной на фиг.2, напр жение Uy в режиме зар да конденсатора 15 повтор ет напр жение Us. уменьшенное на величину падени напр жени на диоде 13 (0,1-0,2 В). При использовании прецизионного детектора, например, когда U будет практически равно Us. несрабатывание компаратора 8 можно обеспечить заданием смещени нул усилител 21 путем его балансировки.

Напр жение U поступает также на второй вход вычитател 10, на выходе которого напр жение Uio определ етс следующим образом

Urc U7-U5.

(2)

При возрастании Us напр жение Uio практически равно нулю, а при снижении - равно разности амплитудных значений предыдущего и последующего полупериодов входного напр жени Ui в течение времени задержки t3, вносимой элементом 9 В течение остального времени Uio также равно нулю. Таким образом, напр жение Uio представл ет собой последовательность импульсов, амплитуда которых пропорциональна разности амплит д соседних пот упериодов входного сигнала. Эта разность за известную длительность полупериода (10 мс дл частоты 50 Гц) характеризует скорость уменьшени амплитуды входного с.игнэ- ла. Напр жение U c поступает на пергый вход компаратора 11 и срзани&йетс с опорным напр жением U,;.,; подйиаем&.м из его второй вход. Компаратор 11 срабатывает при

Uio Uc

При этом его выходное напр жение U л становитс отрицательным, что соотеетст- аует скорости уменьшение входного сигьз- лэ больше заданной Если одновременно с -з срабатывает по первому выходу (Us 0). то измен етс состо ние мажоритарного элемента 12, реализующего следующую логическую функцию

Xiz - Хб -Хл + Xi2(X& + Xn).

где Xi2, Хе и Xii - логические сигналы, соответствующие напр жени м U-2 Ur и UP

причем отрицательные значени напр жений соответствуют значени м О логических сигналов, а положительные значени - значению 1.

5Таким образом, за вл емое реле обладает повышенной чувствительностью в режиме минимального действи за счет отстройки от асинхронного хода и качаний. Это позвол ет увеличить чувствительность

10 некоторых устройств релейной защиты, например защиты минимального напр жени , повыша тем самым их технико-экономическую эффективность.

Кроме того, имеетс возможность ис15 пользовани за вленного реле по функци м реле скорости уменьшени амплитуды синусоидального сигнала, подключа сь к выходу компаратора 11. Это свидетельствует о более широких функциональных возможно20 ст х реле.

За вленное реле может быть использовано также в измерительной и вычислительной технике

Claims

25Формула изобретени

1 Реле переменного тока по авт.св. № 1591120 отличающеес тем, что, с целью повышени чувствительности в режиме минимального действи путем отстройки

30 от кэчзний и асинхронного хода по скорости снижени амплитуды входного сигнала, в неге дополнительно введены последовательно соединенные амплитудный детектор и вторе и комларатор. последовательно сое35 диненные вычитатель. третий компаратор и мажоритарный элемент, элемент задержки, при этом выход мэксиселектора подключен к информационному входу амплитудного детектора, к второму входу второго компа40 ратора и к первому входу вычитател . второй которого подключен к первому входу второго компаратора, выход которого через элемент задержки соединен с управл ющим в.сдом амплитудного детектора,

45 выход первого компаратора соединен с вторым входом мажоритарного элемента, выход которого соединен с его третьим входом и вл етс вторым выходом реле.

2 Реле по п. 1,отличающеес тем, 50 что. с целью расширени функциональных возможностей путем обеспечени контрол скорости снижени амплитуды входного сигнала выход третьего компаратора вл етс третьим выходом реле 55

CM

со o r- o r