SU964836A1 - Реле минимального тока - Google Patents

Description

.

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к релейной за:1ците и автоматике энергосистем,, и может использоватьс  в схемах противоаварийной автоматики однофазного автс иатического пойторного включени  (ОАПВ), в устройствах резервировани  отказа выключателей, и т.п. в качестве индикатора., отображающего то, что величина переменного тока стала меньше некоторой заданной величины.

Известны реле, которые используютс  как упом нутые индикаторы. .К ним Относ тс  выпускаемые промышленностью реле серии РТ-40 и РТ--40/Р. Кроме того известны разработки реле , которые могут использоватьс  ДЛЯ этих целей, выполненные с применением полупроводниковой техники 1 и 2 .

Однако электромеханические реле и реле, выполненные на их основе, имеют малую чувствительность, склонность к вибрации контактов при больших кратност х токА, большое потребление мощности. Кроме того, все упом нутые реле этой группы по сути |Дела ЯВЛЯЮТСЯ реле максимального тока, поэтому при наличии тока они наход тс  в сработавшем состо нии.

.что увеличивает ненадежность их функционир.овани  в качестве реле минимального тока.

Известны разработки собственного реле минимальных электрических величин 3 .

Однако функции, выполн емые эти,ми реле, существенно отличаютс  от функций реле, используемых в релей10 ной защите и автоматике энергосистем уцл  упом нутых целей. . . Л

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  реле, в котором в качестве

15 основы используют электромагнитные реле тока, но имеющие дополнительные обмотки, которые наматываютс  поверх токовых. Дополнительные обмотки соедин ютс  последовательно

20 и через регулирующий резистор подк .точаютс  к цеп м напр жени  . Обмотки и матритопровод реле по сути  вл ютс  преобразовател ми тока и соответственно напр жени  в магнит25 ный поток. Кроме того, в магнитопроводе про.исходит суммирование потоков.и результирующий магнитный поток действует, на .основной релейный элемент - подвижный  корь ре30 ijie 4.

Если токовые обмотки включить так, чтобы по ним протекал ток выбранной фйзы (например фазы А), а дополнительную обмотку включить на линейное напр жение, образуемое фазными , в наименовании которых отсутствует наименование выбранной фазы тока (т.е. в данном случае фаз В и С)г то при протекании через реле емкостного тот:а можно получить ком|пенсацию маг.;iTHoro потока реле, образуемого емкостным током. Основное назначение таких оеле - косвенныЙ контроль линии электропередачи,

отклю.ченной с противоположного конца . На комплексной плоскости характеристика такого реле представл етс  в виде окружности с центром, смевденньзм вдоль положительной -мнимой оси на величину компенсации. При этом в зависимости от величины компенсации, ,е, радиуса окружности, начало координат может находитьс  как -вне, так и внутри окружности, . Однако упом нутые реле не могут уд звлетвор ть многим требовани м, которые обуславливаютс  режимами энергосистем. Эти реле, используемые в ка:честве индикатора отключени  лирик .электропередачи с противоположного конца, могут компенсировать только емкостный ток линии. В случае наличи  нагрузочных отпаечных подстанций на линии требуетс  компенсаци  ГОКОВ этой нагрузки, что упом нутые еле не ,могут выполнить, Чувствитель11ость реле, т,е. в анном случае величина отличи  от нул  результирующего магнитного потока, при котором реле отпадает, недостаточна. Так дл  цепей с номинальным током 5А по условию термической устойчивости возможно использование в качест ве основы реле серии РТ-4р с ншгЭДЬльным током 2А и параллельным соединением обмоток, что соответствует минимальной уставке lA, т,е, 20% от номинального тока. Это приводит |с тому, что становитс  большой веро тность попадани  вектора тока реального, нагрузочного режима линии внутрь характеристики, это вызтывает отпадание реле и, как следствие , ложную работу автоматики. Кроме того, правильность настройки реле не может быть непосредственно ивмереиа. На лини х,.оборудованных О ЯВ, нередко возникает режим, при котором лини  со стороны, где установлены реле контрол  тока, отключена неполнофазно, а с противополож.ного конца трехфазно. в этом случае действие автоматийи, реагирую.- щей на отк;гшчение линии, необходио , однако известные реле не срабоают ,

Цельюизобретени   бл етс  устранение вибрации при номинальных и

првышенных токах, недостаточной наде)ности функционировани , недостаточной чувствительности, расширение функциональных возможностей реле и осуществление возможности автоматической перестройки характеристики .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в реле минимального тока, содержащее преобразователи тока и напр жени  в пропорциональные им напр жени , элемент сравнени , пороговый и исполнительный элемент, дополнительно аведены блок моделировани  поперечной проводимости линии электропередачи , сумматор, переключатель режима работы, при этом пороговый элемент выполнен в виде операционного усилител  посто нного тока в режиме компаратора, вхОд которого чер сумматор и переключатель режима работы подключен к выходу преобразова т.ел  тока в пропорциональное ему напр жейие и к выходу блока моделировани  поперечной проводимости линии электропередачи, к выходу порогового элемента подключен, исполнительный элемент с двум  входами, сщ из которых, вход срабатывани , подключен к выходу -порогового элемента непосредственно,- а другой вход торможение - через койденсатор

С целью -компенсации любой фазы и величины лийии электропередачи , о ключенйой с противоположного конца, модель поперечной проводимое ти линии электропередачи выполнена в виде фазрвращательной RC,-цепи,, подключенной к трансформатору напр жени  и переменного резистора, включенного между средней точкой его вторичной обмотки и тонкой соединени  резистора и конденсатора фазовращательной RC-цепи.

На фиг,1 показана блок-схема устройства; на фиг.2 - принципиальна  схема конкретного реле, реагиР5пощего на фазный ток и напр жение; на фиг,3 - характеристики предлагаемого реле и реле прототипа.

Преобразователи входных величин тока 1 и напр жени  2 (фиг,1 и 2) предназначены дл  получени  напр жений , пропорциональных требуемым . видам .токов и напр жений. Так могут быть использованы фазные токи и напр жени f фазные токи и линейные напр жени  или токи и напр жени  отдельных последовательностей, напрмер , пр мой последовательности. Модель поперечной проводимости линии 3 позвол ет получить на ее выходе напр жение, пропорциональное току линии при отключении ее с противоположного конца, Переключатель 4 служит дл  изменени  характеристики реле, которое Может осуществл тьс  автоматически. Основной релейный

элемент 5, выполненный на базе операционного усилител  посто нного тока в режиме компаратора, преобразует входной синусоидальный сигнал в напр жение пр моугольной формы. К выходу усилител  подключаетс  конденсатор 6, тем самым формируютс  два сигнала, полный - непосредственно с выхода усилител  и после конденсатора, содержащий только переменную составл ющую. Исполнительный орган 7 срабатывает при наличии только первого сигнала и отсутстви  второго.

Условие срабатывани , таким образом , возникает, если суммарный сигнал на входе операционного усилитвл  становитс  ниже порога его чувствительности , при котором усилитель переходит в одно из двух устойчивых состсэ1ний и на его выходе исчезает переменна  составл юща .

На фиг.2 изображена принципиальна  схема конкретного реле, реагирующего на фазный ток и фазное напр жение . Трансреактор Т 1,. резистор RI, конденсатор С1 и стабилитроны т 1 и СТ2 образуют преобразователь фазного тока 3 в пропорциональное ему напр жение ij (блок 1) . СГ снижает уровень высших гармонических составл ющих, СТ1 и СТ2 ограничив вают напр жение. при большик входных токах. Трансформатор Т 2 прербра31ует входное фазное напр жение U в пропорциональное ему напр жение и (блок 2). Регулируемый реаистор R2, конденсатор С2 и регулируемый резистор R3, включенный по схеме потенциометра, образуют модель поперечной проводимости Линии OTKjno4eHной с противоположного конца (блок 3) За счет фазовращатбльной цепочки R2 - С2 напр жение Oi на выходе устройства, моделирующего поперечную проводимость линии, .может находитьс  как в III, так и в IV квадрантах , тем самым компенсировать «апр жение 0 , пропорциональное току 3, который может находитьс  в I или II квадрантах, в частности он может быть чисто емкостньм. При изменении пол рности выходного напр жени  фаз овращательной RC-цепочки его вектор может находитьс  в I и II квадрантах , тем самым компенсировать ток У , наход щийс  в 1.11 и 1У квадрантах , в итоге с пс лощью предлагаемой модели поперечной проводимости линии электропередачи можно компенсировать ток линии, наход щейс  в любом квадрантеi Переключатель 4 позвол ет измен ть характеристику реле, смеща  ее на величину, определ емую настройкой блока 3 поперечной проводимости линии, или

перенос  в начало координат. Если перемычка установлена в положение 0-1, то реле имеет смещение, а в положении 0-2 - не имеет. В положении 0-3 предусматриваетс  автоматическое из.менение характеристики, т.е. автоматический ввод смещени  или перенос в начало координат. Переменный резистор R4,  вл  сь регул тором чувствительности основного

0 релейного элемента, одновременно .cyvMHpyeT напр жени  0 и й, ФоР мируемые блоками 1 и 3. Операционный усилитель, посто нного тока (ОУ) работает в режиме компаратора с положительной и отрицательной обрат5 ной св зью, котора  определ етс  резисторами R5 и R6 (отрицательна ) и R.7, R8 (положительна ), в таком режиме ОУ имеет характеристику в виде пр моугольной : петли гистере0 зиса и обладает некоторой зоной нечувствительности . Если входной сигнал по величине меньше-ЭТОЙ зоны , то усилитель находитс  в одном из устойчивых состо ний, на выходе

5 его по вл етс  положительный или отрицательный, но посто нный во времени сигнал. При превышении сигнала на входе усилител :зоны нечувствительности на даходе его образуетс 

0 знакопеременное, напр жение пр моугольной формы. В целом основной релейный элемент дает на выходе посто нное во эремени напр жение положительного иди отрицательного

5 знака, если напр жение на-входе не превышает порога чувствительности компаратора, и дает знакопер1еменное напр жение пр моугольной формы , если - превышает. Ко.нденсатор

0 СЗ (блок 6) выдел ет переменную составл ющую напр жени , снимаемого на .выходе основного релейного элемента 5. Исполнительный орган 7 выполнен на основе двухобмоточного :йол ризованногО реле Pfir. Рабоча 

5 обмотка р, т.е. обмотка, действующа   нэ ера батыва ние, ч ере з диодный выйр мительный мостик подключена не.посредственно к выходу основного релейного .элемента 5. Таким обра0 зом, через нее протекает ток, если основной релейный элемент исправен, но находитс  в любом состо нии, выдава  как энакопеременный, так и посто нный сигнал. Тормозна  об5 мотка (Т).подключена к основному релейному элементу через конденсатор б, поэтому она обтекаетс  током только в случае, если на выходе основного релейного элемента знакопере0 менное напр жение. В результате исполнительное реле срабатывает, если на выходе основного релейного элемента отсутствует знакопеременное напр жение, но присутствует

5 посто нное.

По отношению к входным величинам Они исполнительное реле имеет два .услови  срабатьшани . Если характеристика имеет смещение (фиг.3,8), то срабатывание происходит при условии компенсации тока линии током смоделированным напр жением и поперечной проводимостью линии. Если характеристика находитс  в центре (фиг. 3,9), то срабатывание происхо;,.1т при уменьшении тока ниже некоторой величины (т.е. как реле минимального тока в чистом виде). да  сравнени на фиг.З дана характеристика реле прототипа (10).

Claims (4)

1. Реле минимального тока, содержащее преобразоватеий тока и напр -жёни  в пропорциональные им,напр жени , элемент сравнени , пороговый и исполнительный элемент, о т л кч а ю и ее с   тем что, с целью повышени  надежности и чувствительности реле, устранени  вибраций контактов и возможности автоматического изменени  характеристики, в него дополнительно введены блок моделировани  поперечной проводимости лИ НИИ эле4 тропередачи, сумматор переключатель режима работы, при этом пороговый элемент выполнен в виде операционного усилител  посто нного тока в режиме компаратора, вход которого через сумматор и переключатель режима работы подключен к ВЫХОДУ преобразовател  тока в пропорциональное ему напр жение и к выходу блока моделировани  поперечной проводимости линии электропередачи, к выходу порогового элемента подклю-, чен исполнительный элемент с двум 

входами, один из которых, входсрабатывание , подключен к выходу порогового элемента непосредственно, а другой вход, торможение,- через конденсатор.

2. Реле по п. 1, от л и ч а ющ е е с   тем, что, с целью компенсации тока любой фазы и величины ли,нии электропередачи, отключенной с противоположного конца, модель поперечной проводимости линии электропередачи вьшолнена в виде фазовращательнойКС-цепи , подключенной к трансформатору напр жени  и переменного резистора, включенного между

средней точкой его вторичной обмотки и точкой соединени  резистора и конденсатора Фазовращательной RC цепи. . -, ,/: , ,, .

Источники инфору1ацйи, прин тые во внимание при экспертизе

1.Ванин В.К., Павлов и.М. Релейна  защита на элементах вычислительной техники. Л., ЛПИ им,М,И.Калинина 1977.

2.Паперно Л.В. Проектирование устройств релейной защиты на бесконтактных 31лементах. М., Внсзна  школа , 1979.

3.Авторское свидетельство СССР № 441627, кл.Н 02 Н 3/08, 1969.

4.авторское свидетельство СССР № ЗОН08, кл. Н 01 Н 51/12, 1963.

.ff)

V,- lf-ff |

г

$i/i.f

fff

fpfff.3