Реле напряжения

 

РЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее последовательно соединенные промежуточный трансформатор, масштабный усилитель, частотный фильтр, двухполярный пороговый элемент и выходной блок, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия , к выходу промежуточного трансформатора дополнительно подключены сумматор, регенераторный компаратор, аналоговый ключ и частотный фильтр, вькод которого подключен к второму входу сумматора, причем выход сумматора соединен с регенераторным компаратором , выход которого подключен к управляющему входу аналогового ключа , при этом выход дополнительного частотного фильтра через аналоговьй ключ подключен к суммирующему входу масштабного усилителя и суммирующему входу двухполярного порогового элемента . UZj

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А

3(Ю Н 01 Н 83/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3428070/24 — 07 (22) 26.04.82 (46) 07.07.84. Бюл. Р 25 (72) В.Г.Поляков, Н.А.Кочкин, Г,С.Нудельман, Э.M.Шнеерсон и Н.А.Дони (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (53) 621.316.925(088.8) (56) i. Грейвулис Я.П. и др. Полупроводниковые реле тока и напряжен я.

М,, "Энергия", 1970, с. 37-39.

2. Нудельман Г.С. и Шамис И.А.

Быстродействующие реле тока для защи" ты от замыканий на землю. Сб. "Электротехническая промышленность". Сер.

"Аппараты низкого напряжения", 1981, вып. 1 (92), с. 17. (54) (57) РЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее последовательно соединенные промежуточйый трансформатор, масштабный усилитель, частотный фильтр, двухполярный пороговый элемент и выходной блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, к выходу промежуточного трансформатора дополнительно подключены сумматор, регенераторный компаратор, аналоговый ключ и частотный фильтр, выход которого подключен к второму входу сумматора, причем выход сумматора соединен с регенераторным компаратором, выход которого подключен к управляющему входу аналогового ключа, при этом выход дополнительного частотного фильтра через аналоговый ключ подключен к суммирующему входу масштабного усилителя и суммирующему входу двухполярного порогового элемента.

1101923

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматического повторно- го включения линий электропередач высоких и сверхвысоких напряжений в качестве быстродействующих реле минимального напряжения.

Известны полупроводниковые реле переменного напряжения с повышенным быстродействием, содержащие выпрямительный мост, RC -фильтр и реагирующий орган на сравнении входной величины с заданной (1) °

Недостатком этих реле является то, что время срабатывания и время возврата получается достаточно большим и зависимым от значения напряже40 ния к. з.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является быстродействующее реле тока, содержащее промежуточный трансформатор, масштабный усилитель, частотный фильтр, двухполярный пороговый элемент и выходной каскад (2) .

Необходимое быстродействие реле тока достигается тем, что в нормаль- ном режиме ток нулевой последовательности отсутствует и энергию частотный фильтр в доаварийном режиме не запасает. Заменив промежуточный трансформатор тока трансформатором напряжения, можно получить реле напряжения с частотным фильтром.

Однако, ввиду того, что время срабатывания такого реле при сбросе напряжения с 0 до U цст получается довольно большим (более 30 мс), оно не может удовлетворить современным требованиям по быстродействию. Это объясняется тем, что частотный фильтр запасает энергию предварительного режима, а затем медленно ее теряет.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в реле напряжения, содержащем последовательно соединенные промежуточный трансформатор, масштабный усилитель, частотный фильтр, двухполярный пороговый элемент и выходной блок, к выходу промежуточного трансформатора дополнительно подключены сумматор, регенераторный компаратор, аналоговый ключ и частотный фильтр, выхоД которого подключен к второму входу сумматора, причем

l0

55 выход сумматора соединен с регенераторным компаратором, выход которого подключен к второму входу сумматора, причем выход сумматора соединен с регенераторным компаратором, выход которого подключен к управляющему входу аналогового ключа, при этом выход дополнительного частотного фильтра через аналоговый ключ подключен к суммирующему входу масштабного усилителя и суммирующему входу двухполярного порогового элемента.

На фиг. 1 изображена фунКциональная схема реле, на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу реле.

Реле содержит последовательно включенные промежуточный трансформатор 1 напряжения, масштабный усилитель 2, основной частотный фильтр 3, двухполярный пороговый элемент 4, и выходной блок 5, дополнительный частотный фильтр 6, подключенный входом к основному входу ключа 7, а также одному из входов сумматора 8, подключенного выходом к входу регенеративного компаратора 9, выход которого подключен к управляющему входу ключа 7.

На фиг. 2 приведены диаграммы, поясняющие работу реле напряжения в разных режимах.

На фиг. 2 приведены диаграммы выходных напряжений элементов 1-5, поясняющие работу реле напряжения без дополнительных элементов 6-9 при к.з. в месте установки реле.

Как видно из диаграммы, реле имеет задержку на срабатывание, которая объясняется тем, что фильтр 3, подключенный к усилителю 2, при к.з. с большими посадками напряжения постепенно теряет запасенную энергию предаварийного режима. Процесс затухания энергии, запасенной фильтром, носит колебательный характер и поэтому замедление реле пропорционально постоянной времени частотного фильтра и величине перепада напряжений от номинального до напряжения уставки . Дополнительный канал (элементы 6-9) наиболее эффективен при значительных посадках напряжения и при уставках реле напряжения

20Х 0„„„и ниже.

На фи . 2 приведена диаграмма поясняющая работу реле с дополни3 1101< тельным каналом (дополнительным частотным фильтром, сумматором, регенераторным компаратором и аналоговым ключом) при к.э. в месте установки реле. Как видно из диаграммы напряжение на выходе трансформатора

1 напряжения снижается до нуля прак- . тически мгновенно, а на выходе дополнительного фильтра 6 напряжение, пропорциональное напряжению предава- 1ð рийного режима, сохраняется до срабатывания регенераторного компаратора 9. Так как напряжение с выхода фильтра 6 подается через аналоговый ключ 7 в противофазе с напряжением на выходе трансформатора 1 напряжения, то на выходе усилителя 2 и на выходе фильтра 3 напряжение до к.з. отсутствует. Таким образом, частотный фильтр 3 энергию предаварийного режима не запасает (обеспечение нулевых начальных условий в реле минимального напряжения недопустимо, поэтому с выхода аналогового ключа 7 напряжение поступает на суммирующий вход двухполярного порогового элемента 4 и не позволяет реле работать в предаварийном режиме) . После того, как напряжение на выходе сумматора 8 достигнет порога срабатыва.ния компаратора 9, элемент 4 сработает, заблокирует выход аналогового ключа 7 и реле в этом случае будет работать только по основному каналу.

Однако до момента блокирования до35 полнительного канала основной частотный фильтр получает часть энергии от дополнительного фильтра. Величина напряжения, до которого успеет зарядит ься ос нов ной частотный фильтр, 4р зависит от постоянной времени фильтра и времени действия дополнительного канала. Как видно из диаграммы, приведенной на фиг. 2 напряжение на выходе основного частотного фильт- 45 ра за время до срабатывания дополнительного органа успевает подняться на величину не более 507. от напряжения, которое имел бы основной частотный фильтр без подключения дополнительного канала, а затем начинает затухать с собственной постоянной времени. Уставка по напряжению срабатывания дополнительного канала выбрана таким образом, чтобы обеспечить ее надежную отстройку от возможных переходных неаварийных режимов, связанных с посадкой напряжения (вклю)23 4 чение нагрузки, несимметрия сети и др. ), и составляла 70Х от 0 0ö, что в несколько раз превышает минимальную уставку реле напряжения ° Если уставка реле напряжения больше или равна уставке дополнительного канала, то дополнительный канал не реагирует и реле напряжения сработает без ускорения, т.е. после того, как напряжение на дополнительном частот ном фильтре достигает напряжения срабатывания. Учитывая, что в этом случае перепад напряжения от номинального до напряжения к.з. небольшой, то замедления реле практически нет.

Если посадка напряжения при к.з. глубокая, то задержка реле определяется только тем, насколько быстро затухает напряжение на основном частотном фильтре, который в переходном режиме кратковременно получил энергию через аналоговый ключ с выхода дополнительного частотного фильтра. Для наДежной работы реле напряжения время возврата дополнительного реагирующего органа выбрано большим максимального времени срабатывания реле.

Учитывая, что на выходе фильтра 3 напряжение до к.з. отсутствовало и на выходе двухполярного порогового элемента 4 существовало напряжение, подаваемое с выхода аналогового ключа 7, напряжение на входе реагирующего органа имеет вид

Up„=K Ол К2цу K U = â€,И,р,так к у)

X< U KgUq» то K>U> -К2Ц,=О где Uä — напряжение защищаемой линии;

U — напряжение на выходе допол P нительного фильтра;

К1 — коэффициент передачи трансформатора напряжения;

К2 — коэффициент передачи дополнительного фильтра;

К вЂ” коэффициент передачи основного фильтра.

Так как напряжение на выходе допогнительного фильтра пропорционально напряжению К3 U+ = К U„,òî U q -=

= К Пл °

При к.з. в месте установки защиты

К,U = 0 и выражение (1) имеет вид

55 Ро 2 Ф ф7 а после срабатывания дополнительного канала выражение (1) имеет вид б, О.

1101923

ВНИИПО Заказ 4775/38 Тираж 683, Подписное ВРЮВЮЮ ЮВ ° 3 ЭМ3 ВВ ВЭ ИЮВ Ф ЫМС l

Филиал ППП "Патеит", r.Унгород, ул.Проектная, 4 ц случае, если К1UnH О, то Про 1л °

Таким, образом, введение дополнительный элементов позволило существенно повысить быстродействие реле и снизить зону его неселективной работы, что позволяет получить значительный экономический эффект за счет повышения пропускной способ1 ности линий электропередачи.