Реле с двумя подводимыми величинами

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к релейной защите. Цель изобретения - снижение частотной погрешности реле. За счет введения блоков частотной фильтрации 1-5 и сумматоров В и 9 гармонические помехи частоты, присутствующие на входных величинах, после перемножения будут находиться за пределами полосы затухания заграждающих фильтров 14. Низкочастотные фильтры 13 ослабляют колебания до приемлемого уровня. При этом работа реле не зависит от частоты сети и имеет возможность строить разнообразные измерительные органы. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. (С (Л гпл 00 ел 05 фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛБСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3807004/24-07 (22) 30. 10.84 (46) 30.11.87. Бюл. 1(- 44 (71) Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова и Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (72) Ю,Я.Лямец (53) 621.316,925(088.8) (56) Фабрикант В,Л, Основы теории построения измерительных органов релейной защиты и автоматики, - M.:

Высшая школа, 1968.

Авторское свидетельство СССР

Р 229661, кл. Н 01 Н 83/22, 1965. (5D 4 Н 02 Н 3 40 Н 01 Н 83 22 (54) РЕЛЕ С ДВУМЯ ПОДВОДИМЬ(МИ ВЕЛИЧИНАМИ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите. Цель изобретения — снижение частотной погрешности реле. За счет введения блоков частотной фильтрации

1-5 и сумматоров 8 и 9 гармонические помехи частоты, присутствующие на входных величинах, после перемножения будут находиться за пределами полосы затухания заграждающих фильтров 14. Низкочастотные фильтры 13 ослабляют колебания до приемлемого уровня. При этом работа реле не зависит от частоты сети и имеет возможность строить разнообразные измерительные органы. 2 з,п. ф-лы, 2 ил.

1356106

24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Номер входа

Коэффициент 1 а, -Ъ(1 b à« h a bà h b a

Величины Х, У и U перемножаются в умножителях 15-18, на выходах которых образуются сигналы:

В реле полезную роль играют составляющие разностной частоты:

Х = Xcos )(Q- Ю,) t +4 ), 40

= +2Xcosу,е

U = J2Xsin u,t;

Х = Xsin f(u-g,) t +9);

7 = Y.cos j(u-И ) t +(J, Ч = -х 2Хсоз ю,t. (1) W, = -PYssinnv,t; (4) Рассмотрим работу реле при синусоидальных входных величинах

Х = +2Xsin(ut+ y);

7 = -427зз.п(ат+ () (2) 50 а составляющие суммарной частоты в

1 (3) должны быть подавлены. Этой цели служат прежде всего заграждающие фильтры 14. Одни низкочастотные фильтры 13 справиться с такой задачей не в состоянии, а их назначение в реле — подавлять случайные помехи, Полоса подавления (затухания) заграждающих фильтров 14 выбирается с таким расчетом, чтобы она охватывала весь диапазон возможного изменения суммарной частоты (, ) + co, (фиг, 2 a).

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в релейной защите в качестве измерительного органа сопротивления или 5 реле направления мощности.

Цель изобретения — снижение частотной погрешности реле.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого реле, на фиг. 2 - 10 характеристика низкочастотного (а) и заграждающего (б) фильтров.

Реле содержит блок 1 формирования ортогональных составляющих, первый 2, второй 3, третий 4 и четвер- 15 тый 5 блоки частотной фильтрации, подключенные входами к выходам блока

1 формирования ортогональных составляющих, а выходами к соответствующим входам первого 6, второго 7, тре- 20 тьего 8 и четвертого 9 сумматоров, формирователи 10 и 11 модуля, подключенные входами соответственно к выходам первого, второго, третьего и четвертого сумматоров, и элемент

12 сравнения, подключенный входами к выходам формирователей 10 и 11 модуля. где я — частота сети.

После подстановки (2) в (1) получаем для U u Us (W и W аналогичны):

U, = х сов ((я — со ) с+rrr)-X сов((rn+ св ) x+в (;

U = x 8in ((и- nr,) n+rrr)+x ° in((ra+ rr.) n+ jJ (3) Каждый из блоков 2-5 частотной фильтрации выполнен в виде последовательно включенных низкочастотного

13 и заграждающего 14 фильтров.

Блок 1 формирования ортогональных составляющих выполнен в виде четырех умножителей 15-18 и генератора 19 опорных ортогональных сигналов, выходы 20 и 21 которого подключены . соответственно к одним входам умножителей 15, 17 и 16, 18, а входные величины реле с его входов 22 и 23 подаются на другие входы умножителей

15-18.

Реле работает следующим образом.

На входы 22 и 23 реле подаются разные величины Х и У (например, ток и напряжение). С выходов 20 и 21 генератора 19 снимаются ортогональные опорные сигналы U, = 2 sinco+t, = icosa,t, где ф, — частота, предпочтительно равная частоте сети или ее номинальному значению.

Масштабные коэффициенты сумматоров 6-9 по разным входам 24-35 неодинаковы и представлены в таблице.

1356106

Таким образом, на выходах фильтров

14 сигналы практически полностью совпадают с (4).

Далее рассмотрим работу измерительного органа (например, сопротивления или направления мощности), действующего по принципу сравнения модулей (абсолютных значений) двух векторных сумм: 10

/К,Х + К У/>/К Х + К У/, (5)

I где К, (i=1-4) — комплексные коэффициенты, Х=Х/g У=

=у/(.

Условие (5) преобразуем к более удобному виду с двумя комплексными константами К, К и одной вещественной h:

В условиях (5) и (6) ничего не изменится, если векторы Х и Y не будут 25 неподвижны, а начнут вращаться с одинаковой угловой частотой О -Q, т.е.

Формула изобретения

1. Реле с двумя подводимыми величинами, содержащее блок формирования

40 ортогональных составляющих, два сумматора и два формирователя модуля, подключенные выходами к входам элемента сравнения, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью снижения час45 тотной погрешности, дополнительно введены четыре блока частотной фильтрации и два сумматора, при этом один выход блока формирования ортогональных составляющих подключен через первый блок частотной фильтрации к одним входам первого и третьего сумматоров, другой выход через второй блок частотной фильтрации к одним входам второго и четвертого сумматоров, третий выход через третий блок частотной фильтрации — к другим входам всех упомянутых сумматоров, четвертый выход через четвертый блок частотной фильтрации — к третьим входам

Пз)(= Хз+Ь,Т, +а,7

0 „= ЬХ а У -Ь У

М = (Х+Кр ° Y) ) N=(hX+KsY/. (6) Х = Х/y +(о-co,)t = Х,+jX;

Y = Y/(+(ы+д,) t = Y +jY

Следовательно, на входы измерительных органов реле правомерно подавать сигналы (4).

Обозначая К = а,+jb К6 = а +

+jb, перепишем (6), возводя обе его части в квадрат:

Р (Х,+а У, -Ъ, Y ) +(Х +Ь,Y,+а Y ) >

o(hX +a Yñ-Ь Y ) +(hX +Ь|Yñ+aãY

Условие (7) реализуется элементами 6-12. Выходные сигналы сумматоров 6-9 составляют соответственно и изменяются с частотой Ц вЂ” а,, но после преобразования в квадраторах и сумматорах блоков 10 и 11 формирования модуля дают постоянные величины 1гРз + Р . У У + У

51 cv т

Элемент 12 сравнения срабатывает при условии X> > И, что адекватно (6)., Гармонические помехи частоты Q присутствующие на входных величинах

Х и У после перемножения с величинами U<, U< дают колебания частот я,+

И И, Я„ + Q, которые находятся за пределами полосы затухания заграждающих фильтров 14. Основное назначение низкочастотных фильтров 13 — ослабить эти колебания до приемлемого уровня.

Располагая ортогональными составляющими (4), можно строить разнообразные измерительные органы, в том числе и одной величины.

Таким образом, работа реле от частоты сети не зависит в том случае, если суммарная частота у + д, находится в полосе подавления заграждающих фильтров, а разностная частота Я—

Я находится на участках характеристик низкочастотных и заграждающих фильтров, где коэффициент усиления остается практически неизменным. Это легко достигается при использовании цифровой техники в диапазоне частот

47-53 Гц.

1356106

0 >è

Фиг 8

Составитель Т.Щеголькова

Техред А. Кравчук Корректор А.Тяско

Редактор М.Андрушенко

Заказ 5804/49 . Тираж 618 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 всех четырех сумматоров, выходы первых двух из которых подключены к входам одного формирователя модуля, а выходы других сумматоров подключены

5 к входам другого формирователя модуля.

2. Реле по и. 1, отличающ е е с я тем, что каждый из блоков частотной фильтрации выполнен в виде последовательно включенных низкочастотного и заграждающего фильтров.

3,Релепоп.1,отличающ е е с я тем, что блок формирования ортогональных составляющих выполнен в виде четырех умножителей и генератора опорных ортогональных сигналов, один выход которого подключен к одним входам двух умножителей, другой выход — к одним входам двух других умножителей, а входные сигналы подаются на другие входы умножителей.