Реле переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к релейной защите и автоматике энергосистем. Цель изобретения - повышение чувствительности в режиме минимального действия путем отстройки от качаний и асинхронного хода по скорости снижения амплитуды входного сигнала. Поставленная цель достигается тем, что дополнительно введены амплитудный детектор 7, второй компаратор 8 выключатель 10, третий компаратор 11, мажоритарный элемент 12. 1 з.п, ф-лы, 3 ил.

С0103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕВЬСТВУ (61) 1591120 (21) 4763591/07 (22) 04.12,89 (46) 23.01.92. Бюл. М 3 (71) Дальневосточный политехнический институт им. В.В.Куйбышева (72) В.С. Пастухов (53) 621,316,925(068.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1591120, кл. Н 02 Н 3/08, 1987. (54) РЕЛЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, SU(0, 1707б82 А2 (я)з Н 02 Н 3/08, Н 01 Н 83/20 (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной эащите и автоматике энергосистем. Цель иэобретения— повышение чувствительности в режиме минимального действия путем отстройки от качаний и асинхронного хода по скорости снижения амплитуды входного сигнала. Поставленная цель достигается тем, что дополнительно введены амплитудныйдетектор 7, второй компаратор 8 выключатель 10. третий компаратор 11, мажоритарный элемент

12. 1 э.п, ф-лы, 3 ил.

1707682

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике энергосистем, и является усовершенствованием реле, описанного по авт св.

hk 1591120, Известно реле пеоеменного тока содержащее входной преобразователь тока. два разнополярных амплитудных детектора со схемами установки в нуль, формирователь установочных импульсов. максиселектор и выходной компаратор, причем обьединенные рабочие входы амплитудных детекторов и вход формирователя установочных импульсов подключены к выходу преобразователя тока, установочные входы амплитудных детекторов подключены к выходу упомянутого формирователя, а выходы детекторов положительной и отрицательной полярности по арно соединены с прямым и инверсным входами максиселектора. связанного Выходом с одним вхОдОм компаратора, на другой вход которого подается опорное напряжение.

Недостатком известного реле яс)ляется то. что его срабатывание не зависит от скорости уменьшения амплитуды синусоидал ьного сигнала Поэтому при исоользоеании реле в качестве ре",е минимального тока или напряжения (е последнем случае входной преобразователь еыпо. няется е виде преобразователя напр).кенип) реле реагирует на уменьшение ам,".питуды ехсдчого сигнала ниже эадачч o з, анен«я ка пр« медленнс изм="а-с ще)с)) про -"с=е (асин . ронный ход, синхронные кача)-и.-) так и при резких возмущениях (короткие замы) анич, отключение лин1«, сбр )c погр:зки и i.ï.). В практических схема. ус ройс.е релейной защиты и авто)лат« «. "де ;сг)с, т -з ю,ся та кие реле, может еозн«кнут„) ? ) :од) мс.с ь отстройки от асинхрс)) ного .ода и K3 .à)ì. чтобы обеспечить срабатыеа) ) ° только при коротких замыкан) я ° (агпи -t.t p .,) ит минимального ма> ря)ени )). Для этой цели приходится эа. рублять ус. ройстеэ пс параметрам срабатывания или при) внять специальные блокировки. что снижает чувствительность и надежность релейной защиты и автоматики. Кро)ле того известное реле имеет ограчи-енные функциональные еозможност«. так «a) . не способно контролировать скорость уменьшения амплитуды входного сигчала, Цель изобретения — повышение чувствительности в режиме минимально)о действия путем отстройки OT качаний и асинхронного хода по скорости снижения амплитуды входного сигнала и расширения функциональных возможностей путем контроля скорости снижения амплитуды входно10

25 1 Г)

З5

50 го сигнала — достигается тем, что в реле, содержащем входной преобразователь тока, два раэнополярных амплитудных детектора со схемами установки в нуль, формирователь установочных импульсов, максиселектор и первый компаратор, причем обьединенные рабочие входы амплитудных детекторов и вход формирователя установочных импульсов подключены к выходу преобразователя тока, в то время как установочные входы амплитудных детекторов подключены к выходу упомянутого формирователя, а выходы детекторов положительной и отрицательной полярности попарно соединены с прямым и инверсным входами максиселектора, связанного выходом с входом компаратора, дополнительно введены последовательно соединенные амплитудный детектор и второй компаратор, последовательно соединенные еычитатель. -ретий компаратор и мажоритарный элемент, элемент задержки, причем выход максиселектора подключен к информацион ному входу амплитудного детектора. к второму входу второго компаратора и к первому входу вычитателя, второй вход ко1орого подключен к первому входу компаратора. выход которого через элемент эадержк«соединен с управляющим входом а .плитудно о детектора, выход первого ко)лпаратоса соединен с вторым входом мажоритарного элемента, выход которого соединен с его третьим входом и является вторы л выходом реле. Кроме того, выход третье(o компаратора является третьим выходом реле

Положительный эффект, связанный с воэможностью фиксации срабатывания реле при скорости уменьшения амплитуды входного сигнала больше заданной и расширением его функциональных Ьоэмож- ностей. проявляется в повышении .-,ффектиености функционирования устройств защиты и автоматики, где это реле может быть использовано. При этом можно повысить чувствительность устройств благодаря отстройке от асинхронного хода или использовать реле по расширенным функциям, т.е е качестве реле переменного сигнала и реле скорости уменьшения амплитуды еходного сигнала.

На фиг.1 изображена функциональная схема реле, на фиг,2 — вариант принципиальной схемы части реле, отличающей его от основного изобретения; на фиг 3 — временные диаграммы, поясняющие работу реле (на которых выходные напряжения блоков обозначены U), где! — индекс бпока U,пi и

Uon2 - опорные напряжения на входах ком1707682

07 > 05. (1) новочных импульсов. При возрастающем 55 положительном входном сигнале (01>0) амплитудный де1ектор 2 работает в режиме слежения, и напряжение 02 на его выходе по сущее-яу повторяет входное напряжение

О . В ходе последующего уменьшения IJ1 параторов, U

Предлагаемое реле содержит преобразователь 1 тока, амплитудные детекторы положительной 2 и отрицательной 3 полярностей, формирователь 4 установочных импульсов. максиселектор 5, первый компаратор 6, ампгитудчый детектор 7 со схемой установки в нуль, второй 8 и третий

11 компараторы, элемент 9 задержки, вычитатель 10 и мажоритарный элемент 12.

Амплитудный детектор 7 подключен информационным входом к выходу максисвлектора 5, первые и вторые входы компаратора 8 и вычитателя 10 попарно обьединены и подключены к рабочему входу и выходу амплитудного детектора 7 соответственно, а выход компаратора 8 связан с установочным входом детектора 7 через элемент 9 задержки. Один вход компаратора 11 подключен к выходу вычитателя 10, а на другой вход подается опорное напряжение.

Мажоритарный элемент 12 подключен одним i другим входами соответственно к выходам компаратороь 6 и 11, а третий вход ссединен с выходом этого элемента.

Амплуа удирай детектор 7 (фиг.2), включающий д .од 13, конденсатор 15, транзистор 1б и резисторы 14, 19 и 20. аналогичен эмплнтудночу дете Jpy 2. Компараторы 8 и 11 дифференцнэльного типа на усилителях 21 и 33 и резисторах 17, 18 и 31, 32 аналогичны компаратору б. Элемент 9 задержки на консенса-.оре 23, диодах 22, 27 и ре:исторе "á представляет собой RC-цепь, обеспечивающую медленный заряд конденсатсрэ 23 через резистор 26 и диод 27 и бяс грый разряд че„-ез ди д 22. Вычитатель

;0 построен на усилителе 29 и резисторах

24, 25, 28 и 30, а мажоритарный элемент 12 на усилителе 38 и резисторах 34-37 идентичен элементу 3 на фиг.1. Функционально элемент 12 на фиг.2 отличается от элемента

t2 на фиг.1 только полярностью выходного сигнала, Реле переменного тока работает следующим образом.

Преобразователь 1 тока осуществляет линейное преобразование входного тока lex в выходное напряжение Ui, которое поступает на рабочие входы амплитудных детекторов положительной 2 и отрицательной 3 полярностей и вход формирователя 4 уста20

50 напряжение 02 остается на максимальном уровне. так как детектор 2 переходит в режим запоминания. Аналогичным образом работает и амплитудный детектор 3, Но только при отрицательном входном сигнале (01<0). На его выходе имеет место напряжение Оз.

Формирователь 4 установочных импульсов формирует на выходе кратковременные (1-2 мс) разнополярные импульсы

U4, которые поступают на установочные входы амплитудных детекторов. При этом положительные импульсы устанавливают в нуль детектор 2 (Ог=0), а отрицательные импульсы — детектор 3 (Оз =О). Установочные импульсы 04 при наличии напряжения Ui появляются в моменты, близкие к моментам его перехода через нуль, а при отсутствии входного напряжения (01-0) — в моменты перехода через нуль выходного напряжения генератора синусоидальных колебаний. входящего в состав формирователя 4.

Выходные напряжения Ug и Оз амплитудных детекторов поступают на прямой и инвертирующий входы максиселектора 5 соответственно. Максиселектор 5 выделяет на своем выходе наибольшее из напряжений 02 и Оз, где 0з — инвертированное по входу максиселектора напряжение Оз, Его выходное напряжение Us поступает на первый вход компаратора S и сравнивается с опорным напряжением U»t, приложенным к его второму входу, Выход компаратора 6 является первым выходом заявляемого реле.

Напряжение Ug поступает также на рабочий вход амплитудного детектора 7 и пер- 1 вые входы компаратора 8 и вычитателя 10, При этом выходное напряжение От детектора 7 практически повторяет напряжение 05 при его возрастании, в то время как при снижении 0 напряжение 07 сохраняет предшествующее значение до появления положительного сигнала Ug, превышающего заданный уровень -U, ) на установочном входе детектора 7, Этот сигнал поступает через элемент 9 задержки с выхода компаратора 8, который сравнивает напряжения

Оь и От (последнее поступает на второй вход компаратора с выхода детектора 7) и срабатывает при

Условие (1) будет выполняться при снижении Us, что приведет к срабатыванию компаратора 8 и выравниванию 07 u Us на каждой ступени снижения через время задержки (1 — 2 мс), задаваемое элементом 9.

При возрастании Ug компаратор 8 срабаты1707682 вать не будет, так как при использовании схемы детектора 7, приведенной на фиг.2, напряжение О7 в режиме заряда конденсатора 15 повторяет напряжение Us, уменьшенное на величину падения напряжения 5 на диоде 13 (0.1-0,2 В). При использовании прецизионного детектора, например, когда

U7 будет практически равно О ., Hpñðà6àòûвание компаратора 8 можно обеспечить заданием смещения нуля усилителя 21 путем 10 его балансировки.

Напряжение U7 поступает также на второй вход вычитателя 10, на выходе которого напряжение 01о определяется следующим образом 15

О1о - U7 — Оь. (2) О1г, Ос Г (3) 40

При этом его выходное напряжение U!1 становится отрицательным, чтс соо вгтствует GKopocTH уменьшени вхоpно;; си лала больше заданной Eñëè одновоемено 45

:= срабатывает по первому выходу (О6 0). то изменяется состояние мажоритарного элемента 12, реализующего следую ную логическую функцию

50 (4) Xl2 Х< X 1 1 + X12(X6 X 1 1). где Xlz, Х6 и Xl; — логические игналы соответствующие напряжениям U > U u Ui

При возрастании Оь напряжение О1о практически равно нулю, а при снижении — 20 равно разности амплитудных значений предыдущего и последующего полупериг,„-а входного напряжения Ul в течение времени задержки 1з, вносимой элементом 9 В течение остального времени О1о та же равно 25 нулю. Таким образом. напряжение Ulo представляет собой последовательность импульсов, амплитуда кото," х пропорциоНаЛЬНа РаЗНОСтИ аМпЛ"-,Д СОСЕДНИХ ПО 1упериодов входного сигнала. Эта разность 30 эа известную длительность полупериода (10 мс для частоты 50 Гц1 характеризует скорость уменьшения амг л туды входного cv.íà, а. Напряжение О с поступает на пе".ãû вод компаратора 11 и с"зв ьагт. с опор- 35 чым напряжением U«; галоп,- ам=» на его второй вход. Компарагор 11 срага ывае1 при причем отрицательные значения напряжений соответствуют значениям "0" логических сигналов, а положительные значения— значению "1".

Таким образом, заявляемое реле обладает повышенной чувствительностью в режиме минимального действия за счет отстройки от асинхронного хода и качаний.

Это позволяет увеличить чувствительность некоторых устройств релейной защиты. например защиты минимального напряжения, повышая тем самым их технико-экономическую эффективность.

Кроме того, имеется воэможность использования заявленного реле по функциям реле скорости уменьшения амплитуды синусоидального сигнала, подключаясь к выходу компаратора 11, Это свидетельствует о более широких функциональных возможностях реле.

Заявленное реле может быть использовано также в измерительной и вычислительной те чике

Формула изобретения

1 Реле переменного тока по авт.св. М

1591120 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности в режиме минимального действия путем отстройки оТ качании и асинхронного хода по скорости снижения амплитуды входного сигнала, в него дополнительно введены последовательно соединенные амплитудный детектор и в1ор..и ком аратор, последовательно соединенн - ые вычита тель, третий компаратор и мажори-арный элемент, элемент задержки, при этом выход максиселектора подключен к инс".рмационному входу амплитудного детектора, к второму входу второго компаратора и к первому входу вычитателя. второй в од которого подключен к первому входу второго компаратора. выход которого через элемент задержки соедин ен с управляющим в сдом амплитудно о детектора, выход первого компаратора соединен с вторым входом мажоритарного элемента выход которого соединен с его третьим входом и является вторым выходом реле.

2. Реле по и.1, о тл ич а ю ще ес я тем, что. с целью расширения функциональных возможностей путем обе печения контроля скорости снижения амплитуды входного сигнала выход третьего компаратора является третьим выходом реле

1707682

4 иг 5