Реагирующий элемент для блоков сравнения органов релейной защиты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Соцналистическнк

Республик

«»976543 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 300481 (2 ) 3281439/24-07 (31) М. Кл.з с присоединением заявки ЙоН 02 Н 3/38

Н 02 Н 3/40

Н 02 Н 7/26

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 30.10.82, Бюллетень Йо 40 РИ УДК 621. 316 ° .925 (088.8) Дата опубликования описания 30. 10.82

Е.В. Лысенко.

Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный проектно-изыскательский

Еа :;у .

-- " ""::— и научно-исследовательский институт энергетическйх=---...,. систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54 ) РЕАГИРУЮЩИИ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ БЛОКОВ

СРАВНЕНИЯ ОРГАНОВ РЕЛЕЧНОЙ ЗАЩИТЫ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике энергосистем.

В настоящее время подавляющее

: большинство измерительных органов релейной защиты выполняются íà схемах сравнения по фазе или по абсолютному значению.

Измерительные органы релейной защиты подключаются на выход измерительных трансформаторов тока и напряжения, через. которые передается информация о состоянии защищаемого энергообъекта. При сравнениии абсолютных значений подведенных величин для фиксации превышения одной величины над другой используется реагирующий элемент, включаемый на выход схемы сравнения и срабатывающий под влиянием заданного нли минимально возможного значения постоянной составляющей выходного напряжения схемы сравнения, которое содержит как постоянную, так и переменную составляющую, причем переменная составляющая может в ряде режи— мов существенно превышать постоянную.

Известно применение в качестве реагирующего элемента высокочувствительного магнитоэлектрического реле, которое в силу инерционности подвижной-системы реагирует на постоянную составляющую тока s обмотке (1).

Однако даиный Реагирующий элемент характеризуется недостаточным быстродействием.

Наиболее близким к предлагаемому ð по технической сущности и достигаемому эффекту является реагирующий элемент, выполненный на полупроводниковых элементах, содержащий включенные последовательно индикатор уровня, RC-цепь с первым и вторым резисторами, шунтированным диодом н преобразователь импульсов в непрерывный сигнал.

Когда мгновенное значение входного напряжения превышает уровень индикации индикатора уровня (U на его выходе появляется выходное напряжение неизменного значения и конденсатор заряжается через первый резистор и диод. Когда мгновенное значение выходного напряжения падает ниже уровня индикации, его выходное напряжение падает до нуля, диод запирается, а конденсатор разряжается через включенные после970541 довательно первый и второй резисторы (,23.

Однако при насыщении измерительных трансформаторов тока, к которым подключен измерительный орган, и значительной токовой погрешности (50Ъ и более) в кривой входного сигнала имеются участки с низким уровнем тока, что приводит к отказу в действии реагирующего элемента.

Цель изобретения - обеспечение срабатывания реагирующего элемента, при значительной токовой погрешности трансформаторов тока, вызванной их насыщением.

Укаэанная цель достигается тем, что реагирующий элемент, содержащий

1 включенные последовательно индикатор уровня, РС -цепь с первым и вторым резисторами шунтированным диодом и преобразователь импульсов в непрерывный сигнал, дополнительно соде ржит второй ин дик ато р уро вня, коммутируемый ключ с блокам управления и третий резистор, при этом вход второго индикатора уровня объединен с входом первого, а выход второго индикатора уровня - с выходом первого, к которому подключены входы коммутируемого ключа и блока фправления, выход которого подклюо чен к управляющему входу коммутируемого ключа, выход которого через третий резистор подключен к конденсатору..

Кроме того, первый и второй индикаторы уровня объединены и выполнены в виде блока с областью нечувствительности на операционном усилителе.

На фиг.1 представлена структурная функциональная схема предлагаемого элемента; на фиг.2 и 3 — диаграммы изменения напряжения.

Схема содержит индикатор 1 уровня, реагирующий на положительное напряжение Оз и соединенный входом и выходом соответственно с входом и выходом второго индикатора 2 уровня, реагирующего на отрицательное напряжение Оз„ . К их объединенному выходу подключены входы коммутируемого ключа 3 и блока 4 управления клю" чом, причем выход блока 4 управления подключен к управляющему входу ключа 3.

К объединенному выходу индикаторов 1 и 2. уровня подключена RC-цепь, состоящая из резистора 5, последовательно с которым включен резистор 6, шунтирующий диодом 7; и конденсатора 8. Между выходом ключа 3 и конденсатором 8 включен резистор 9, а к конденсатору 8 подключен преобразователь 10 импульсов.

Элемент работает следующим образом.

При нулевом входном напряжении на объединенном выходе индикаторов и 2 имеется нулевое напряжение, на выходе блока 4 управления отсутствует выходной сигнал и коммутирующий ключ 3 закрыт. Конденсатор 8 разряжен и на вход преобразователя 10 импульсов не подается сигнала.

При наличии входного напряжения в тот интервал времени, когда его положительное мгновенное значение превышает опорное напряжение индикатора 1 уровня (Ор„ 1), на объединенном выходе индикаторов появляется положительное напряжение заданного неизменного уровня. Конденсатор 8 заряжается через резистор 5 и диод 7.

Блок 4 управления не работает под влиянием положительного напряжения на его входе и коммутируемый ключ 3 остается закрыт.

В тот интервал времени, когда положительное мгновенное значение входного напряжения ниже 00„, а от;рицательное мгновенное значение входного напряжения остается ниже Одп,g, на выходе индикаторов 1 и 2 уровня имеется нулевое напряжение и конденсатор 8 разряжается через включенные последовательно резисторы 5 и 6, поскольку диод 7 и коммутируемый ключ 3 в этом случае закрыты.

В тот интервал времени, когда отрицательное мгновенное значение входного напряжения превышает опорное напряжение индикатора 2 уровня (U д>) на объединенном выходе индикаторов 1 и 2 уровня появляется отрицательное выходное напряжение заданного неизменного уровня. Под влиянием этого напряжения появляется сигнал на

40 выходе блока 4 управления и коммутируемый ключ 3 открывается. B этот интервал времени конденсатор 8 перезаряжается через резисторы 5, б и 9.

45 Когда входное напряжение представляет собой пульсирующее напряжение, в котором нет постоянной составляющей, то время заряда и переэаряда одинаковы и выбором значений резисторов 5 и 9 обеспечивается положение, когда положительная амплитуда напряжения на конденсаторе 8 ниже, чем опорное напряжение преобразователя 10 импульсов (U ) и он

55 не раб

Когда в упомянутом входном напряжении появляется постоянная составляющая (фиг.2) время заряда конденсатора увеличивается, время перезаряда уменьшается, а положительная амплитуда напряжения на конденсаторе 8 превышает опорное напряжение

Upu на вход преобразователя 10 импульсов поступают импульсы, которые он преобразует в непрерывный сиг65 нал.

970541

Сопротивление резистора 6 выбирается в несколько раз большим сопротивления резистора 9 и при этом, когда 1Оз„ с Uzq,q и разряд конденсатора происходит через суммарное сопротивление резисторов 5 и б, напряжение кснденсатора за период изменения входного напряженйя изменяется мало.

В случае насыщения измерительных трансформаторов тока, на которые включаются измерительные органы релейной защиты, входное напряжение реагирующего элемента может. иметь как положительные, так и отрицательные полуволны.

Надежное срабатывание реагирующего элемента в этом режиме (фиг.3) обеспечивается за счет большей продолжительности заряда конденсатора через резистор 5 по сравнению с временем перезаряда его через резистор 9.

Если отрицательные полуволны отсутствуют или их амплитуда меньше

U „ >, то срабатывание реагирующего элемента еще более надежно и время срабатывания в этом режиме снижается.

Для уменьшения времени срабатывания в режиме, когда перед появле— нием положительной постоянной составлявшей длительно существ вала отрицательная постоянная составляющая, конденсатор 8 может быть шунтирован . диодом, катод которого подключен к входу реагирующего органа. Следует отметить, что достигаемый эффект наиболее полно проявляется, когда в условиях срабатывания с реальной кратностью к уставке пороговое напряжение (00п 1 и 000 2) составляет не менее 7-10% от сравниваемых величин.

Предлагаемая структурная схема реализована, причем первый и второй индикаторы 1 и 2 объединены и выполнены по схеме звена с областью нечувствительности на операционном усилителе, коммутируемый ключ 3 выполнен на полевом транзисторе по схеме с "плавающим затвором", блок управления коммутируемым ключом 3 вы-* полнен на биполярном транзисторе, l0 преобразователь импульсов выполнен на логической микросхеме с рядом дополнительных деталей.

Прйменять предлагаемый реагирующий элемент наиболее целесообразно в измерительных органах тока с торможением, что позволяет обеспечить надежную их работу при насыщении . измерительных трансформаторов тока.

Формула изобретения

1. Реагирующий элемент для блоков сравнения органов релейной защиты, 15 подключаемых к измерительным трансформаторам тока и напряжения, содержащий включенные последовательно индикатор уровня, RC-цепь с первым и вторым резисторами, шунтированным

7О диодом и преобразователь импульсов в непрерывный сигнал, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения срабатывания при значительной токовой погрешности трансформаторов .-,ока,вызванной их насыщением, он дополнительно содержит второй индикатор уровня, коммутируемый ключ с блоком управления и третий резистор, при этом вход второго индикатора уровня объединен с входом первого, а выход второго индикатора уровня — с выходом первого, к которому подключены входы коммутируемого ключа и блока управления, выход которого подключен к управляющему входу коммутируемого ключа, выход которого через третий резистор подключен к конденсатору.

2. Элемент по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упро4О щения, первый и второй индикаторы уровня объединены и выполнены в виде блока с областью нечувствительности на операционном усилителе.

Источники информации, 45 принятые во внимание при экспертизе

1. Федосеев A.Ì. Релейная защита электрических систем. М., "Энергия", 1976, с. 182-183.

2. Лысенко Е.В. Реагирующие эле5g менты для измерительных органов релейной защиты и автоматики. - "Электричесво", 1970, Р 3.