Реле направления мощности на основе трансформаторов с вращающимся магнитным полем



Реле направления мощности на основе трансформаторов с вращающимся магнитным полем
Реле направления мощности на основе трансформаторов с вращающимся магнитным полем
Реле направления мощности на основе трансформаторов с вращающимся магнитным полем

 


Владельцы патента RU 2435269:

Общество с ограниченной ответственностью "Электроинтел" (ООО "Электроинтел") (RU)

Изобретение относится к области электротехники, а именно к реле направления мощности на основе трансформаторов с вращающимся магнитным полем, и может быть использовано при направленной защите линий электропередач. Увеличение быстродействия и точности работы реле является техническим результатом изобретения. Реле направления мощности содержит трансреактор, трансформатор, первый и второй однофазные выпрямители, заградительный фильтр, сглаживающий конденсатор и нуль индикатор, при этом вход первого однофазного выпрямителя подключен к выходу трансреактора, вход второго однофазного выпрямителя подключен к выходу трансформатора, вход заградительного фильтра подключен к выходу первого однофазного выпрямителя, нуль индикатор подключен к выходу заградительного фильтра и выходу второго однофазного выпрямителя, сглаживающий конденсатор подключен параллельно нуль индикатору, трансреактор выполнен с вращающимся магнитным полем и содержит две группы многофазных вторичных обмоток, трансформатор также выполнен с вращающимся магнитным полем и содержит две группы многофазных вторичных обмоток, при этом первый и второй однофазные выпрямители выполнены многофазными. 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и может применяться для направленной защиты линий электропередач.

Известно реле направления мощности (например, типа РМ 11, серийно производимое ЗАО «ЧЭАЗ», Россия), работа которого основана на сравнении времени совпадения по знаку двух входных синусоидально изменяющихся величин со временем несовпадения.

Это реле аналогично предлагаемому реле по своему назначению, но сильно отличается по конструктивному исполнению.

Наиболее близким по своей технической сущности является реле сопротивления на основе сравнения электрических величин по абсолютному значению, принятое в качестве прототипа и описанное в [1], содержащее трансреактор в качестве преобразователя тока, трансформатор в качестве преобразователя напряжения, формирующие две электрические величины, каждая из которых представляет собой сумму из преобразованных по амплитуде и по фазе, тока и напряжения, подаваемых на вход устройства. Сформированные таким образом электрические величины выпрямляются при помощи выпрямителей, и далее сравниваются по амплитуде с помощью нуль индикатора, подключенного через фильтр постоянного тока.

Недостатком этого устройства является то, что оно, вследствие конструктивных особенностей, имеет низкие параметры по быстродействию и точности работы.

Техническим результатом изобретения является увеличение быстродействия и точности работы реле.

Указанный технический результат достигается тем, что в качестве преобразователя тока и преобразователя напряжения используются трансформаторы с вращающимся магнитным полем, формирующие поступающие на выпрямители и сравниваемые затем нуль индикатором электрические величины в виде многофазной системы напряжений. Описание применяемого в реле трансформатора с вращающимся магнитным полем приведено в патенте РФ №2333562, 2007 г. Применение многофазного выпрямления вместо однофазного позволяет существенно уменьшить пульсации напряжения на нуль индикаторе, что дает возможность применить фильтр постоянного тока с меньшей собственной постоянной времени, и, как следствие, повысить быстродействие и точность работы реле. При этом чем большее количество фаз выпрямления используется, тем более высокие параметры быстродействия и точности работы могут быть достигнуты.

В состав устройства (фигура 1) входят трансформаторы с вращающимся магнитным полем 1, 2, каждый с двумя группами многофазных вторичных обмоток 3, 4, 5, 6, многофазные выпрямители 7, 8, сглаживающий конденсатор 9 и нуль индикатор 10.

Новизна заявляемого технического решения заключается в том, что не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения.

По данным научно-технической и патентной литературы признаки, направленные на достижение заявленного технического результата, отличающие заявленное решение от прототипа, не вытекают с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения изобретательскому уровню.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Входы реле образуют входы трансформаторов с вращающимся магнитным полем 1, 2. К реле подводятся две электрические синусоидально изменяющиеся величины, значения которых в комплексном виде выражены величинами Область срабатывания реле будет определяться величиной , значение которой может быть отложено в комплексной плоскости Z. Предлагаемое реле направления мощности имеет граничную линию срабатывания в плоскости Z в виде прямой линии, проходящей через начало координат под заданным углом. На электрически соединенных группах многофазных вторичных обмоток 3, 4, 5, 6 формируются величины:

где - постоянные комплексные коэффициенты, формируемые пространственным расположением и электрическим соединением групп вторичных многофазных обмоток 3, 4, 5, 6 трансформаторов 1, 2.

Условие срабатывания реле выглядит следующим образом:

Подставив выражения (1), (2) в (3) и обозначив получим:

Введем следующие соотношения:

тогда условие (4) примет вид:

Преобразуя (6), находим:

(aR-bX+c)2+(aX+bR+d)2=(eR-fX+g)2+(eX+fR+h)2;

Для получения характеристики срабатывания реле в виде прямой, проходящей через начало координат, необходимо, чтобы коэффициенты при X2 и R2, а также свободный член уравнения (7) равнялись нулю, что выполняется при и . В этом случае уравнение характеристики срабатывания реле в плоскости Z имеет вид:

где φ - угол наклона характеристики срабатывания реле к оси R.

Из приведенных выше выражений видно, что соответствующим выбором коэффициентов возможно получение характеристики срабатывания предлагаемого реле направления мощности, расположенной под любым углом в плоскости Z.

На фигуре 1 представлен пример электрической схемы реле направления мощности, когда пространственный сдвиг групп многофазных обмоток 3, 5, 6 относительного вращающегося магнитного поля равен нулю, а пространственный сдвиг группы многофазной обмотки 4 равен 240°, и при этом электродвижущие силы (ЭДС) групп многофазных обмоток 3 и 5 равны ЭДС групп многофазных обмоток 4 и 6 соответственно. В этом случае:

;

;

.

После подстановки приведенных коэффициентов в выражения (8), (9) уравнение характеристики срабатывания примет вид:

;

.

На фигуре 2 показана характеристика срабатывания реле направления мощности для указанных коэффициентов.

Величины , , формируемые на электрически соединенных группах многофазных вторичных обмоток 3, 4, 5, 6, поступают на многофазные выпрямители 7, 8 и затем сравниваются нуль индикатором 10. Для сглаживания незначительных пульсаций на нуль индикаторе параллельно ему включен конденсатор 9.

Использование вращающегося магнитного поля и многофазного выпрямления позволяет резко уменьшить пульсации напряжения на нуль индикаторе и позволяет повысить быстродействие и точность работы реле.

Источники информации

1. Шнеерсон Э.М. Полупроводниковые реле сопротивления [Текст] // - М.: Изд. «Энергоатомиздат», 1986. - 144 с.

Реле направления мощности, содержащее трансреактор, трансформатор, первый и второй однофазные выпрямители, заградительный фильтр, сглаживающий конденсатор и нуль-индикатор, при этом вход первого однофазного выпрямителя подключен к выходу трансреактора, вход второго однофазного выпрямителя подключен к выходу трансформатора, вход заградительного фильтра подключен к выходу первого однофазного выпрямителя, нуль-индикатор подключен к выходу заградительного фильтра и выходу второго однофазного выпрямителя, сглаживающий конденсатор подключен параллельно нуль-индикатору, отличающееся тем, что трансреактор имеет вращающееся магнитное поле и две группы многофазных вторичных обмоток, трансформатор имеет вращающееся магнитное поле и две группы многофазных вторичных обмоток, первый и второй однофазные выпрямители выполнены многофазными.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к релейной защите линий любых конфигураций в любой электрической сети с передачей информации на концы линии о месте повреждения на ней. .

Изобретение относится к релейной защите, затрагивает цифровую обработку входных величин, имеет приложение к пусковым органам, модулям восстановления нелинейно искаженного тока, селекторам режимов энергообъекта.

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к технике релейной защиты, и может найти применение для защиты линий электропередачи (ЛЭП) с двухсторонним питанием или кольцевых с односторонним питанием от междуфазных коротких замыканий (КЗ).

Изобретение относится к электрифицированным железным дорогам, а именно к защите нейтральных вставок контактных сетей переменного тока. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты в качестве реле направления мощности. .

Изобретение относится к области релейной защиты. .

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к технике релейной защиты, и может найти применение для защиты линий электропередачи от междуфазных коротких замыканий (КЗ).

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управляемых подмагничиванием реакторов, устанавливаемых, например, в электрической сети для компенсации реактивной мощности, стабилизации Т напряжения, параллельной работы с конденсаторными батареями, повышения пропускной способности и др.

Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к устройствам для компенсации емкостного тока замыкания на землю в электрических сетях с изолированной нейтралью. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к управляемым шунтирующим реакторам-трансформаторам (УШРТ), и может быть использовано для компенсации избыточной реактивной мощности высоковольтной линии электропередачи и изменения в ней в широких пределах общего уровня напряжения.

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве статического компенсатора избыточной реактивной мощности в электрических сетях. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к защите и автоматике энергосистем, и может использоваться для эффективного гашения дуги емкостного тока в цикле однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ) линии электропередач при возникновении однофазных замыканий на землю.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в управляемых подмагничиванием реакторах, устанавливаемых, например, в электрических сетях в качестве шунтирующих реакторов для компенсации реактивной мощности параллельно с конденсаторными батареями и др.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для ограничения тока короткого замыкания в сети. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управляемых подмагничиванием реакторов, устанавливаемых, например, в электрической сети для компенсации реактивной мощности, стабилизации напряжения, параллельной работы с конденсаторными батареями, повышения пропускной способности и др
Наверх