Реле напряжения

(19) (И) А 3(50 Н 01 Н 83/12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательский, проектно-конструкторский итехнологический институт релестроения(56) 1. Грейвулис Я.П. и др, Полупроводниковые реле тока и напряженя.М "Энергия", 1970, с. 37-39.2. Нудельман Г.С, и Шамис М.А.Быстродействующие реле тока для защи"ты от замыканий на землю. Сб. "Электротехническая промышленность". Сер.(54)(57) РЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащеепоследовательно соединенные промежуточйый трансформатор, масштабныйусилитель, частотный фильтр, двухполярный пороговый элемент и выходнойблок, отличающееся тем,что, с целью повышения быстродействия, к выходу промежуточного трансформатора дополнительно подключенысумматор, регенераторный компаратор,аналоговый ключ и частотный фильтр,выход которого подключен к второмувходу сумматора, причем выход сумматора соединен с регенераторным компаратором, выход которого подключен куправляющему входу аналогового ключа, при этом выход дополнительногочастотного фильтра через аналоговыйключ подключен к суммирующему входумасштабного усилителя и суммирующемувходу двухполярного порогового элемента.40 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматического повторно. го включения линий электропередач высоких и сверхвысоких напряжений в качестве быстродействующих реле минимального напряжения.Известны полупроводниковые реле переменного напряжения с повышенным быстродействием, содержащие выпрямительный мост, ВС -фильтр и реагирующий орган на сравнении входной величины с заданной 111Недостатком этих реле является то, что время срабатывания и время возврата получается достаточно большим и зависимым от значения напряжения к.з.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является быстродействующее реле тока, содержащее промежуточный трансформатор, масштабный. усилитель, частотный фильтр, двух- полярный пороговый элемент и выходной каскад 21.Необходимое быстродействие реле тока достигается тем, что в нормаль-ном режиме ток нулевой последовательности отсутствует и энергию частотный фильтр в доаварийном режиме не запасает. Заменив промежуточный трансформатор тока трансформатором напряжения, можно получить реле напряжения с частотным фильтром.Однако, ввиду того, что время срабатывания такого реле при сбросе напряжения с Одо Оцст получается довольно большим (более 30 мс), оно не может удовлетворить современным требованиям по быстродействию, Это объясняется тем, что частотный фильтр запасает энергию предварительного режима, а затем медленно ее теряет.Цель изобретения - повышение быст родействия.Поставленная цель достигается тем, что в реле напряжения, содержащем последовательно соединенные промежуточный трансформатор, масштабный усилитель, частотный фильтр, двухполярный пороговый элемент и выходной блок, к выходу промежуточного трансформатора дополнительно подключены сумматор, регенераторный компаратор, аналоговый ключ и частотный фильтр, выход которого подключен к второму входу сумматора, причем 5 10 15 20 25 30 35 50 55 выход сумматора соединен с регенераторным компаратором, выход которо. го подключен к второму входу сумматора, причем выход сумматора соединен с регенераторным компаратором, выход которого подключен к управляющему входу аналогового ключа, при этом выход дополнительного частотного фильтра через аналоговый ключ подключен к суммирующему входу масштабного усилителя и суммирующему входу двухполярного порогового элемента.На фиг. 1 изображена фунКциональная схема реле, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу реле.Реле содержит последовательно включенные промежуточный трансформа. тор 1 напряжения, масштабный усилитель 2, основной частотный фильтр 3, двухполярный пороговый элемент 4, и выходной блок 5, дополнительный частотный фильтр 6, подключенный входом к основному входу ключа 7, а также одному из входов сумматора 8, подключенного выходом к входу регенеративного компаратора 9, выход которого подключен к управляющему входу ключа 7.На фиг. 2 приведены диаграммы, поясняющие работу реле напряжения в разных режимах.На фиг. 2 приведены диаграммы выходных напряжений элементов 1-5, поясняющие работу реле напряжения без дополнительных элементов 6-9 при к.з. в месте установки реле. Как видно из диаграммы, реле имеет задержку на срабатывание, которая объясняется тем, что фильтр 3, подключенный к усилителю 2, при к,з. с большими посадками напряжения постепенно теряет запасенную энергию предаварийного режима. Процесс затухания энергии, запасенной фильтром, носит колебательный характер и поэтому замедление реле пропорционально постоянной времени частотного фильтра и величине перепада напряжений от номинального до напряжения уставки . Дополнительный канал (элементы 6-9) наиболее эффективен при значительных посадках напряжения и при уставках реле напряжения 207 1,и ниже.На фи. 2 приведена диаграмма поясняющая работу реле с дополни3 1101 тельным каналол (дополнительным частотным Фильтром, сумматорол, регенераторным компаратором и аналоговым ключом) при к.э. в месте установки реле. Как видно из диаграммы напряжение на выходе трансформатора 1 напряжения снижается до нуля прак- . тически мгновенно, а на выходе дополнительного фильтра 6 напряжение, пропорциональное напряжению предава рийного режима, сохраняется до срабатывания регенераторного компаратора 9. Так как напряжение с выхода фильтра 6 подается через аналоговый ключ 7 в противофазе с напряжением на выходе трансформатора 1 напряжения, то на выходе усилителя 2 и на выходе фильтра 3 напряжение до к.з. отсутствует. Таким образом, частотный фильтр 3 энергию предаварийного режима не запасает (обеспечение нулевых начальных условий в реле минимального напряжения недопустимо, поэтому с выхода аналогового ключа 7 напряжение поступает на суммирую щий вход двухполярного порогового элемента 4 и не позволяет реле работать в предаварийном режиме) . После того, как напряжение на выходе сумматора 8 достигнет порога срабатыва.ния компаратора 9, элемент 4 сработает, заблокирует выход аналогового ключа 7 и реле в этом случае будет работать только по основному каналу, Однако до момента блокирования до 35 полнительного канала основной частотный фильтр получает часть энергии от дополнительного фильтра, Величина напряжения, до которого успеет зарядиться основной частотный фильтр, 40 зависит от постоянной времени фильтра и времени действия дополнительного канала. Как видно из диаграммы, приведенной на фиг. 2 напряжение на выходе основного частотного фильтра за время до срабатывания дополнительного органа успевает подняться на величину не более 507. от напряжения, которое имел бы основной частотный фильтр без подключения дополнительного канала, а затем начинаетзатухать с собственной постояннойвремени. Уставка по напряжению срабатывания дополнительного канала выбрана таким образом, чтобы обеспечитьее надежную отстройку от возможныхпереходных неаварийных режимов, связанных с посадкой напряжения (вклю 323 46чение нагрузки, несимметрия сетии др.), и составляла 707 от Цом, чтов несколько раз превышает минимальную уставку реле напряженияЕслиуставка реле напряжения больше илиравна уставке дополнительного канала, то дополнительный канал не реагирует и реле напряжения сработаетбез ускорения, т.е. после того, какнапряжение на дополнительном частотном фильтре достигает напряжениясрабатывания. Учитывая, что в этомслучае перепад напряжения от номинального до напряжения к.з. небольшой, то замедления реле практически нет.Если посадка напряжения при к,з.глубокая, то задержка реле определяется только тем, насколько быстрозатухает напряжение на основномчастотном фильтре, который в переходном режиме кратковременно получилэнергию через аналоговый ключ свыхода дополнительного частотногофильтра. Для наДежной работы реленапряжения время возврата дополнительного реагирующего органа выбранобольшим максимального времени срабатывания реле.Учитывая, что на выходе фильтра 3напряжение до к,з. отсутствовало ина выходе двухполярного пороговогоэлемента 4 существовало напряжение,подаваемое с выхода аналогового ключа 7, напряжение на входе реагирующего органа имеет видПРа 13 л Кцр К 13= -1 ритак к)13 - К 13 р, то К,13 -К 23 р=Огде Б - напряжение защищаемой линии;Ц - напряжение на выходе дополрнительного фильтра;К- коэффициент передачи трансформатора напряжения;К 2 - коэффициент передачи дополнительного фильтра;К - коэффициент передачи основного фильтра.Так как напряжение на выходе допогнительного фильтра пропорционально напряжению К 13 р = КУ,то Про == К,13 лПри к,з. в месте установки защитыК,0 = 0 и выражение (1) имеет видВ55 РО2 Ф 5 р 7а после срабатывания дополнительногоканала выражение (1) имеет видЦ - О.1101923 аз 4775/38 Тираж 683 ПодпмсиоЮ 4 В 6 ВЮВ д Патеит", г,Унгород, ул.Проектная,В случае, если К 11 д 1 О, то Про =К 1 лТаким, образом, введение дополнительных элементов позволило существенно повысить быстродействие реле и снизить зону его неселективнойработы, что позволяет получить значительный экономический эффект засчет повышения пропускной способ 5 ности линий электропередачи.