Реле направления мощности

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к полупроводнико-. вым реле защиты и автоматики. Цель изобретения - расширение области применения . Реле содержит промежуточжте трансформаторы тока и напряжения, управляемый транзисторный ключ, два сглажива} чцих конденсатора и элемент сравнения, выполненный на дифференциальном операционном усилителе. При прямом направлении мощности в сети средневыпрямленное напряжение на выходе управляемого ключа превышает напряжение, пропорциональное амплитуде напряжения сети, и на выходе элемента сравнения имеется положительный потенциальный сигнал. При обратном направлении мощности в сети соотношение между указанными напряжениями изменяется и на выходе элемента сравнения появляется выходной сигнал отрицательной полярности. 2 ил. 2 СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (ill

А1 (5114 H 02Н 3 38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4159894/24-07 (22) 12,12,86 (46) 23.03.89, Бюл. М 11 (71) Харьковский институт инженеров коммунального строительства (72) К.K.Намитоков, С.В.Дикань и В.В,Колосов (53) 621.316.925 (088.8) (56) Надеждин В,В. и др. Статические репе в релейной защите. — Л,:

Наука, 1968, с. 284, рис. У.5, с. 103.

Фабрикант В.Л. Основы теории построения измерительных органов релейной защиты и. автоматики. М, Высшая школа, 1968, рис. 3.29. (54) РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МО11(НОСТИ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к полупроводниковым реле защиты и автоматики. Цель

Изобретение относится к электротехнике, а именно к полупроводниковым реле защиты и автоматики.

Цель изобретения — расширение области применения..

На фиг.l представлена принципиальная схема реле направления мощности, на фиг.2 — временные диаграммы напряжений и токов, поясняющие- работу реле.

Реле направления мощности содержит промежуточный трансформатор I напряжения, промежуточный трансформатор 2 тока, к вторичной обмотке .трансформатора 1 напряжения через изобретения — расширение области применения. Реле содержит промежуточные трансформаторы тока и напряжения, управляемый транзисторный ключ, два сглаживающих конденсатора и элемент сравнения, BblIIoJIHeHHblH на дифферен" циальном операционном усилителе, При прямом направлении мощности в сети средневыпрямленное напряжение на выходе управляемого ключа превышает напряжение, пропорциональное амплитуде напряжения сети, и на выходе элемента сравнения имеется положительный потенциальный сигнал.

При обратном направлении мощности в сети соотношение между указанными напряжениями изменяется и на выходе элемента сравнения появляется выходной сигнал отрицательной полярности.

2 ил. первый диод 3 подключены конденсатор .

4 и потенциометр 5, выход которого подключен к инвертирующему входу .дифференциального операционного усилителя 6, на основе которого выполнен элемент сравнения, вторичная обмотка трансформатора 2 тока подключена .к второму диоду 7 и базаэмиттерному переходу транзистора 8, подключенного коллектором к вторичной обмотке трансформатора 1 напряжения через последовательно соединенные первый резистор 9 и четвертый диод 10, а также к последовательно включенным..третьему диоду ll и второ1467655 му резистору 12, причем параллельно резистору 12 подключены последовательно соединенные резистор 13 и конденсатор 14 образующие RC-цепь

В

5 точка соединения которых подключена к неинвертирующему входу усилителя 6, На фиг.2 представлены диаграммы тока сети при прямом I(

Работу реле характеризуют два ре- 15 жима: прямого направления мощности в сети, когда ток I отстает по фазе от напряжения U, и обратного направления мощности в сети, когда ток Е опережает,.по фазе напряжение U.

В исходном направлении при подаче напряжения сети U на первичную . обмотку промежуточного трансформатора

1 напряжения конденсатор 4 заряжен через диод 3 до постоянного напряже- 25 ния, пропорционального амплитуде напряжения сети, равной 2U. При отсутствии тока в сети (I= 0) транзистор 8 находится в закрытом состоянии и конденсатор 14 заряжен через диоды 10 и ll и резисторы 9 и 13 до постоянного напряжения, пропорционального средневыпрямленному напря42 жению сети, равному - U (достигается 35 за счет того, что постоянная времени зарядов конденсатора 14 практически равна постоянной времени разряда и значительно больше периода Т колебаний напряжения сети), В этом случае напряжение на конденсаторе 14 оказывается большим, чем выходное напряжение делителя ..5 и на выходе усилителя 6 присутствует постоянное положительное напряжение, соответствующее режиму прямого направления мощности в сети;

В режиме прямой передачи мощности в сети от источника питания активноиндуктивной нагрузки, т.е. когда ток в первичной обмотке трансформатора >

2 тока I отстает по фазе от напряжения на первичной обмотке трансформатора 1 напряжения U транзистор 8 открывается под действием вторичнои

55 обмотки трансформатора 2 тока, противофазного первичному току I, протекающего через база-эмиттерный переход транзистора 8 на интервале несовпадения полярностей сигналов U u

II+I, Поскольку угол сдвига фаз между

t напряжением IJ и током I практически

I составляет меньше — то в данном ре2 жиме работы транзистор 8 большую часть положительной полуволны напря I жения сети U оказывается в запертом состоянии (диаграмма коллекторного напряжения U <„ на фиг.2). Благодаря этому напряжению на конденсаторе 14 также превышает выходное напряжение потенциометра 5 и на выходе операционного усилителя 6 присутствует положительное напряжение, свидетельствующее о прямом направлении передачи мощности в сети, При изменении направления передачи мощности, когда ток I опережает по фазе напряжение IT в сети, и угле

Il сдвига фаз, меньшем —, большую часть положительного полупериода напряже iHHH сети U транзистор 8 оказывается включен (диаграмма коллекторного на,пряжения П811 фиг.2). Это приводит к тому, что напряжение на конденсаторе 14 становится ниже выходного напряжения потенциометра 5, и, как следствие, к появлению отрицательно-.. го напряжения на выходе усилителя 6, свидетельствующего об изменении направления мощности в сети.

Принципиально реле может работать при любых сдвигах фаз между направлением и током в сети, меньших

И и при любых видах нагрузки, а также в режиме удаленного к.з., когда на первичной обмотке трансформатора

1 напряжения присутствует напряжение сети.

Таким образом, благодаря формированию на выходе нуль-индикатора по-. стоянного напряжения потенциального сигнала при срабатывании реле можно использовать с любыми типами исполнительных органов, т.е. реле имеет расширенную область применения.

Фо р мул а и з о б р е т е н ия

Реле направления мощности, содержащее промежуточный трансформатор тока, промежуточный трансформатор напряжения, к одному выводу вторичной

I46765 обмотки которого подключен первый

1 диод, элемент сравнения, потенциометр, последовательную RC-цепь, транщистор, в цепи коллектора которого включен первый резистор, второй диод, включенный между эмиттером и базой

I транзистора, третий и четвертый диоды и второй резистор, о т л и— ч ающ е е с я тем, что, с целью 10 расширения области применения, в реле дополнительно введен конденсатор, а элемент сравнения выполнен на дифференциальном операционном усилителе, при этом один вывод вторичной обмот- 15 ки промежуточного трансформатора тока подключен к базе транзистора, а другой ее вывод подключен к эмиттеру транзистора и соединен с клеммой для заземления, коллектор тран- 20 зистора подключен к аноду третьего диода, подключенного катодом к выво-.. ду резистора последовательной RCцепи, а также к одному выводу второ" го резистора, другой вывод которого объединен с выводом конденсатора последовательной RC-цепи, средняя точка упомянутой RC-цепи подключена к неинвертирующему входу дифференциального операционного усилителя, к инвертирующему входу которого подключен регулировочный вывод потенциометра, параллельно которому включен вновь введенный конденсатор, подключенный одним выводом к одному заземпенному выводу вторичной обмотки промежуточного трансформатора напряжения, другой вывод которой подключен через четяертъ и диод к резистору в цепи коллектора транзис тора, а также через первый диод — к другому выводу упомянутого конденсатора.

1467655

ФАЗ

Составитель Т.Щеголькова

Редактор И,Петран Техред Л.Сердюкова Корректор С,Черни

Заказ 1205/50 Тирам 605

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

133035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,103