SU760287A1 - Статическое реле направления мощности 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике

и может быть использовано в релейной защите и автоматике энергосистем.

Известно реле направления мощности [1], содержащее преобразователи тока и напряжения, блок формирования двух электричес- 5

ких величин и блок сравнения их абсолютных значений.

Недостатком этого реле является его сложность, в устройстве используются пять операционных усилителей. Кроме того, операционные усилители обладают низкой поме- ¹⁰ хоустойчивостью, для их работы требуется высокостабильное симметричное питание, что значительно усложняет эксплуатацию реле, особенно в сельских ‘Электросетях.

Известно также статическое реле нап- ₎₅ равления мощности [2], содержащее блок формирования импульсов двух электрических величин, один из сигналов с которого поступает на орган сравнений через фазосдвигающий блок, а другой — непосредственно, и выходной орган, причем на выходе 20 блока подключен дополнительный фазосдвигающий орган и элемент И, сигнал на который поступает с дополнительного фазосдвигающего органа и с выхода блока формиро2

вания, а между выходным органом и элементами И подключен логический . элемент не[³1.

Недостатком указанного реле является его низкая точность и невысокое быстродействие, обусловленные зависимостью работы реле от значения временной задержки в выходном органе. При большой временной задержке реле позволяет точно уловить момент изменения знака угла между током и напряжением, но при этом быстродействие его мало. Уменьшение временной задержки сигнала в выходном органе приводит к нечеткой работе при коротких импульсах на его входе, что влечет за собой низкую точность определения момента изменения знака' мощности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому реле является статическое реле направления мощности [3], содержащее блок формирования импульсов двух электрических величин, шесть логических элементов ИЛИНЕ, логический элемент НЕ и выходной блок, при этом один выход блока формирования подключен к первому и второму логическим элементам ИЛИ-НЕ и логическому элемен760287

ту НЕ, выход которого подключен к одному входу третьего логического элемента, а другой выход упомянутого блока формирования импульсов подключен к одному из входов четвертого логического элемента, два других входа которого подключены ко входам первого и второго логических элементов, а выход четвертого логического элемента подключен ко входам первого, второго и пятого логических элементов, при этом выход последнего подключен через шестой логический элемент к выходному блоку, второй вход которого подключен к выходу пятого логического элемента, а выход третьего логического элемента подключен ко входу второго логического элемента, выход которого подключен ко второму входу шестого логического элемента, выход которого подключен к одному из входов пятого логического элемента.

Первый и четвертый, второй и третий⁴ логические элементы образуют два триггера, включенные по схеме взаимной блокировки. Пятый и шестой логические элементы образуют еще один триггер, выходы которого подключены к выходному блоку.

Недостатком известного реле' является возможность ложных срабатываний при исчезновении тока или напряжения. При исчезновении тока реле становится в одно и то же положение, независимо от направления мощности в доаварийном режиме. При исчезновении напряжения разрешается работа триггеров без последующего сброса.

В этом случае сработает тот триггер, на входе которого будет положительный сигнал тока, и реле либо «угадает» направление мощности, либо сработает неверно.

Цель изобретения—исключение ложных срабатываний реле при исчезновении тока или напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в статическом реле направления мощности, содержащем блок формирования импульсов двух электрических величин, шесть логических элементов, один элемент НЕ и выходной блок, шесть вышеупомянутых логических элементов выполнены в виде элементов ЗИНЕ, и дополнительно введены седь'мой логический элемент 2И-НЕ и второй и третий элементы НЕ, причем один выход блока формирования импульсов подключен к одному из входов первого и второго логических элементов 2Н-НЕ, другой выход блока формирования импульсов подключен к другому входу второго логического элемента 2И-НЁ и одному из входов третьего логического элемента 2И-НЕ, другой вход которого подключен к выходу первого логического элемента 2И-НЕ, выход третьего логического элемента 2И-НЕ подключен к другому входу первого логического элемента 2И-НЕ, и через первый элемент НЕ к одному из входов четвертого логического элемента 2И-НЕ,

выход первого логического элемента 2И-НЕ через второй элемент НЕ подключен к одному из входов пятого логического элемента 2И-НЕ, выход второго логического элемента . 2Й-НЕ через третий элемент НЕ подключен к другим входам четвертого и пятого логических элементов 2И-НЕ, выход пятого логического элемента 2И-НЕ подключен к одному из входов шестого логического элемента 2И-НЕ, выход которого подключен к одному из входов выходного блока и одному из входов седьмого логического элемента 2И-НЕ, к другому входу которого подключен выход четвертого логического элемента 2И-НЕ, а выход седьмого логического элемента 2И-НЕ подключен к другому входу шестого логического элемента 2И-НЕ и другому входу выходного блока.

На фиг. 1 приведена функциональная схема реле; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Реле содержит блок 1 формирования импульсов двух электрических величин; первый—седьмой логические элементы 2И-НЕ 2—8; первый, второй и третий элементы НЕ 9—11, выходной блок 12.

Один выход блока 1 формирования импульсов двух электрических величин подключен к одному из входов первого логического элемента 2Н-НЕ 2 и одному из входов второго логического элемента 2И-НЕ, а другой выход блока 1 подключен к другому входу логического элемента 3 и одному из входов третьего логического элемента 2И-НЕ 4, другой вход которого подключен к выходу, логического элемента 2, выход логического элемента 4 подключен к другому входу логического элемента 2 и через первый элемент НЕ 9 к одному из входов четвертого логи- . ческого элемента 2И-НЕ 5, выход логического элемента 2 через второй элемент НЕ 10 подключен к одному из входов пятого логического элемента £И-НЕ 6, а выход логического элемента 3 через третий элемент НЕ 11 подключен ко входам пятого и шестого логических элементов 2И-НЕ 6 и 7 соответственно, выход логического элемента 6 подключен к одному из входов шестого логического элемента 2И-НЕ 7, выход которого подключен к выходному блоку 12 и входу седьмого логического элемента 2И-НЕ 8, выход логического элемента 5 подключен к другому входу логического элемента 8, выход которого подключен ко входу логического элемента 7 и выходному блоку 12. Логические элементы 2И-НЕ 5, 6, 7 и 8 образуют Κδ-триггер в котором вторые входы логических элементов 5 и 6 являются тактирующими.

Работает устройство следующим образом.

Блок 1 формирования импульсов преобразует синусоидальное напряжение и ток в прямоугольные положительные импульсы продолжительностью, равной полупериоду частоты сравниваемых величин (см. фиг. 2 а, в, с, и За, в. с).

5

7602.87

В случае, когда угол между напряжением и током находится в пределах 0 < < φ< 180°, на входе логического элемента 2 (см. фиг. 2,в) появляется «единица», а на выходе — «нуль», который поступает на вход логического элемента 4 и блокирует его (логические элементы 2 и 4 включены по схеме взаимной блокировки). На выходе элемента 10 будет «единица», которая попадает на К-вход триггера. '

Кроме того, с выхода блока 1 формирования импульсов «единица» попадает на один из входов логического элемента 3, но так как на втором его входе — «нуль», то на выходе будет «единица». Этот сигнал поступает на элемент 11, на выходе которого появляется «нуль», поступающий на тактирующие входы триггера И хотя на КЗ-входе триггера есть «единица», триггер не изменит свое состояние, так как на тактирующие входы подается «нуль» КЗ-триггер (элементы 5, 6, 7 и 8) может сработать лишь в том случае, если будут «единицы» на К илиЗ-входе и на тактирующих входах. Последнее возможно только в том случае, если на оба входа логического элемента 3 поступят «единицы» с блока 1 формирования импульсов, тогда на выходе элемента 3 появится «нуль». Этот «нуль» попадает на элемент 11, на выходе которого и появляется «единица», поступающая на тактирующие входы триггера.

Через некоторое время, соответствующее углу <р,на обоих выходах блока 1 формирования импульсов, появятся «единицы» (см. фиг. 2, в, с). Эти сигналы подаются на входы элемента 3, что приведет к появлению разрешающих сигналов на тактирующих входах триггера (см. фиг. 2,1). На К-входе триггера будет «1» (фиг. 2, ά), а на выходе элемента 6 — «нуль». Этот «нуль» поступает на один вход элемента 7, и независимо от сигнала на его втором входе на выходе будет « «единица». Выход элемента 7 является первым выходом триггера, на первом выходе которого и появился сигнал «единица» (см. фиг. 2, §). На 5-вход триггера в это же время поступает «нуль» (фиг. 2, е), и на выходе элемента 5 будет «единица», которая подается на вход элемента 8. На другой вход элемента 8 тоже подается «единица» с выхода элемента 7, в результате чего на выходе элемента 8, т.е. на втором выходе триггера будет «нуль» (см. фиг. 2, Ь).

Как только на одном из выходов блока 1 появляется «нуль», на тактирующих входах триггера исчезают разрешающие сигналы, и триггер остается в прежнем состоянии: на первом выходе — «единица», на втором — «нуль».

Изменить свое состояние триггер может лишь тогда, когда одновременно с разрешающими сигналами на тактирующих входах придет «единица» на 5-вход. Это может иметь место при значении угла 180° < φ< <360° (см. фиг. 3).

В этом случае вместе с разрешающими сигналами на К-вход поступает «нуль», а на 5-вход триггера — «единица». Тогда на выходе элемента 5 появится «нуль», он поступает на вход элемента 8 и независимо от сигнала на его втором входе, на выходе элемента 8 и втором выходе триггера будет «единица» (см. фиг. 3, Ь).

На выходе элемента 6 будет" «единица», которая поступает на вход элемента 7, на второй вход которбго с элемента 8 тоже подается «единица», поэтому на выходе элемента 7 и первом выходе триггера будет «нуль».

Таким образом, при значении угла 0° < < ;р < 180° тактирующий триггер находится все время в состоянии «единица», а при 180° < ;р<360° — в состоянии «нуль», поэтому выходной блок 12 находится под действием постоянного напряжения, значение которого зависит от направления мощности.

В аварийных ситуациях, например при исчезновении тока (обрыв линии) или исчезновении напряжения (короткое замыкание), тактирующий триггер не изменит свое состояние, т.е. запомнит направление мощности в доаварийном режиме, так как на тактирующих входах будут отсутствовать разрешающие сигналы, которые появляются только при совпадении импульсов на выходх блока 1.

Таким образом, реле не срабатывает ложно при исчезновении тока или напряжения, что предотвращает излишнее отключение от сети потребителей электроэнергии.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Статическое реле направления мощности, содержащее блок формирования импульсов двух электрических величин, шесть логических элементов, один элемент НЕ, и выходной блок, отличающееся тем, что, с целью предотвращения ложных срабатываний реле при исчезновении тока или напряжения, шесть выше упомянутых логических элементов выполнены в виде элементов 2И-НЕ и дополнительно введены седьмой логический элемент 2И-НЕ и второй и третий элементы НЕ, причем один выход блока формирования импульсов подключен к одному из входов первого и второго логических элементов 2И-НЕ, другой выход блока формирования импульсов подключен к другому входу второго логического элемента 2И-НЕ и одному из входов третьего логического элемента 2И-НЕ, другой вход которого подключен к выходу первого логического элемента 2И-НЕ, а выход третьего логического элемента 2ИНЕ подключен к другому входу первого логического элемента 2И-НЕ и через первый элемент НЕ к Одному из входов четвертого логического элемента 2И-НЕ, выход первого логического элемента 2И-НЕ через второй элемент НЕ подключен к одному из

   760287

   7

   входов пятого логического элемента 2И-НЕ, выход второго логического элемента 2И-НЕ . через третий элемент НЕ подключен к’ другим входам четвертого и пятого логических, элементов 2И-НЕ, выход пятого логического элемента 2И-НЕ подключен к одному из вхо- $ дов шестого логического элемента 2И-НЕ, выход которого подключен к одному из входов выходного блока и одному из входов седьмого логического элемента 2И-НЕ, к другому входу которого подключен выход четвертого логического элемента 2И-НЕ, а вы- то

   ⁸

   ход седьмого логического элемента 2И-НЕ подключен к другому входу шестого логического элемента 2И-НЕ и доугому входу выходного блока.