Реле переменного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 768 Ф) (ц КОМИТЕТ И ОТКРЫТ ГОСУДАРСТВЕНЧЬПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР БРЕТ Я юл, МЗсточный поли .Куйбышева ический и 5(088,8) свидетельст , Н 02 И 3/08РЕМЕННОГО ие относитсяи к релейной о СССР987.ОКАк электротехнищите и автомаОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ)5 Н 02 Н 3/08, Н О 1 Н 83/20 тике энергосистем. Цель изобретения - повышение чувствительности в режиме максимального действия путем отстройки от качаний и всинхронного хода по скорости нарастания амплитуды входного сигнала. Для этого дополнительно введены последовательно включенные сумматор 10, входы которого попарно подключены к выходам амплитудных детекторов, коммутатор 11, управляющий вход которого соединен с выходом нуль-индикатора 7, второй компаратор 12, мажоритарный элемент 3. 1 э п. ф-лы, 3 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 55 Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике энергосистем, и является усоверщенствованием реле по авт,св. М 1591120,Известно реле переменного тока, содержащего входной преобразователь тока. два раэнополярных амплитудных детектора со схемами установки в нуль, формирователь установочных импульсов. имеющий в своем составе нуль-индикатор, максиселектор и выходной компаратор, причем объединенные информационные входы амплитудных детекторов и вход формирователя установочных импульсов подключены к вы. ходу 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 одним входом компаратора, на другой вход которого подается опорное напряжение.Недостатком известного реле является то, что оно в режиме максимального дейст. вия срабатывает независимо От скорости увеличения амппнгудь входного синусоидального тока Б связи с этим реле реагирует на грееьшение ал,плнтудсй тока заданноО значениа кп и;,и,едпеннс изменяющемся процессеасин,рснный ход синхронные качаниь 1 ак и при реэк 1 х еозмущеидх (с,р кое земь алие 1 ПсэтсМУ ПРИ ИСПО ПЬЗОЕ;".ннн ОЕПЕ Ь С Ь ,.Ейст еуюшик защитах От Орстки за ызний, напр, ме тскоеы, Отсецлах прьОде-сд загрублгть .еле О успоьидм с.с 1 ройки От аСинхрсннОпо хо-а к ЭьЭ-ий, "тс Снижавт ЧУВСтВИтЕПЬНОСтЬ а СПЕДСЕЕтЕ,ьНО. И Эффективность функцисиООеа- - та 1 защит е целом,ЦЕПЬ ИзсбрЕЕНИь - г.ьН,Е Ч,Ест. ВИТЕЛЬНО" ТИ Е РЕ.ИХ; ЛЭИЛ,ь; -.;:ГС ДЕ" ствид путем отст;йх ст качаний и аСИНХРОННОГО Хопа ПО СКОРОСТИ КаРа".таНИЯ амплитуды входного сигнала и расОиОенид функциональных возможностей путем контроля скорости нарастания амплитуды входного сигнала - достигается тем что е реле, содержа.цсм ехсдной преобразователь тока, два разнополдрных амплитудных детектора со схемами установки е нуль, формирователь установочных импупьсое, имеющий в своем составе нуль-индикатор, максиселектор и выходной компаратор, причем Объединенные информационные входы амплитудных детекторов и вход формирователя установочных импульсов подключень к выхэду гресбразсвателя тока, в то время как установочные входы амплитудных детекторов подключены к выходу упомянутого формирователя, а выходы детекторов положительной и отрицательной полдрности попарно соединены с прямым и инверсным входами максиселектора. связанного выходом с одним входом компаратора, на другой вход которого подается опорное напряжение, дополнительно введены последовательно соединенные сумматор. коммутатор, второй компаратор, и мажоритарный элемент, причем выходы амплитудных детекторов положительной и отрицательной полярностей подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, управляющий вход коммутатора подключен к выходу нуль-индикатора формирователя установочных импульсов, выход первого компаратора подключен к второму входу мажоритарного элемента, выход которого соединен с его третьим входом и является вторым выходом реле, третьим выходом которого является выход второго компаратораПоложительный эффект при этом проявляется е повышении эффективности функционирования быстродействующих зашит в нотооых репе может быть использовано.На фиг,1 изображена функциональная схема реле; на фиг 2 - вариант принципиальной схемы части реле, отличающий его от известнос реле; на фиг 3 - временные диагралмы пояс дкшие работу реле, на которых еьОдные напрдженид блсков обсзначены В, где 1- индекс блока. Оп 1 и Оо 2 - ОпарныЕ напряжЕния на ехОдах компаратсрое.Репе содержит преобразователь 1 тока. амплитуднь Е дЕтЕктсрЫ пОлсжитЕльнОй 2 и с-рицательной 3 полярностей, фсрмироеатель 4 установочных импульсов из нульиндикатора 7, один еход которого является входом формирователя, генератора 8 синусоиддпьного напряжения, подключенного еыходом к второму входу нуль-индикатора, И ЕЫХОднОГО дИффЕрЕНцИатОра 9, ЕКЛЮчЕН- ного последовательно с нупь-индикатором, максиселектор 5, первый компаратор 6. сумма 1 ор 10, коммутатор 11, второй компаратор 12 и выходной мажоритарный элемент 13,В этой схеме сумматор 10, коммутатор 11, второй компаратор 12 и мажоритарный элемент 13 ьключены последовательно, причем входы сумматора 10 попарно подключены к выходам раэнополярных амплитудных детекторов 2 и 3, управляющий вход коммутатора 11 подключен к выходу нуль- индикатора 7, второй вход мажоритарного элемента 13 подключен к выходу первого45 50 55 компаратора 6, а выход мажоритарного элемента 13 соединен с его третьим входом и является вторым выходом реле, третьим выходом которого является выход второго компаратора 12,Блоки 1-9 выполнены как в известном реле, в блоки 10-13 могут быть выполнены на операционных усилителях, как показано на фиг.2. сумматор 1 О реализован на усилителе 18 и резисторах 14-17, а коммутатор 11 - на усилителе 24, резисторах 19-23 и транзисторе 25, причем в первом случае используется двухвходовой вариант сумматора, а во втором случае в качестве ключа используется обычный транзистор вместополевого, так как управляющий сигнал двухполярен. Следует заметить, что в схеме можно испольэовать практически более удобный инвертирующий сумматор. При этом только необходимо поменять полярность транзистора 25, чтобы произвести обратное инвертирование коммутатором 11. Компаратор 12 на усилителе 28 и резисторах 26, 27 выполнен так же, как компаратор 6, Мажоритарный элемент 1 Э выполнен на усилителе 33 и резисторах 29-32, Функционально элемент 13 на фиг,2 отличается от элемента 13 на фиг.З только полярностью выходного сигнала,Реле переменного тока работает следующим образом.Преобразователь 1 тока осуществляет линейное преобразование входного тока 1, в выходное напряжение 01, которое поступает на информационные входы амплитудных детекторов положительной 2 и отрицательной 3 полярности и вход формирователя 4 установочных импульсое. При возрастающем положительном входном сигнале (010) амплитудный детектор 2 работает в режиме слежения и напряжение 02 на его выходе по существу повторяет входное напряжение 01, В ходе последующего уменьшения 01 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 (010). На его выходе имеет место напряжение Оз.Формирователь 4 установочных импульсов формирует на выходе кратковременные (1-2 мс) разнополярные импульсы 04. которые поступают на установочные входы амплитудных детекторов. При этом положительные импульсы устанавливают в нуль детектор 2 (02-0), а отрицательные импульсы - детектор 3 (Оз-О), Установочные импульсы 04 формируются е моменты перехода через нуль суммы входного напряже 5 10 15 20 25 30 35 40 ния 01 и напряжения Ое на выходе генератора 8 синусоидального напряжения, когда нуль-индикатор 7 скачкообразно изменяет знак своего выходного напряжения 07, поступающего на вход выходного дифференциатора 9 Поскольку амплитуда Ое весьма мала, импульсы 04 при наличии напряжения 01 появляются в моменты, близкие к моментам его перехода через нуль, а при отсутствии входного напряжения (01- 0) - е моменты перехода через нуль напряжения 08.Выходные напряжения 02 и Оз амплитудных детекторов поступают на прямсй и инвертирующий входы максиселектора 5 соответственно, Кроме того, каждое иэ этих напряжений прикладывается к своему входу сумматора 10. Максиселектор 5 выделяет на своем выходе наибольшее из напряжений 02 и Оз, где Оз - инвертированное по входу максиселектора напряжение Оз Его выходное напряжение 05 поступает на первый вход компаратора 6 и сравнивается с опорным напряжением 0 1, Выход компаратора 6 является первым выходом реле, который также можно использовать при необходимости.Напряжение 01 о на выходе сумма 1 ора 10, равное на фиг,З полусумме напряжений О и Оз, подается на информационный вход коммутатора 11, е то время как на его управляющий вход поступает напряжение 07 с выхода нуль-индикатора 7 формирователя 4. При положительном знаке От напряжение 01, на выходе коммутатора повторяет напряжение 01 о без инвертирования, а при отрицательном знаке 07 - с инвертированием. В результате этого максимальные значения 011 в каждом полупериоде изменения 01 пропорциональны разности амплитудных значений этого и предыдущего полупериода В свою очередь упомянутая разностьхарактеризует изменение амплитуды синусоидального сигнала за полупериод, а значит и скорость ее изменения при известном полупериоде (10 мс для частоты 50 Гц). Следоеательно, максимальные значения 011 пропорциональны скорости изменения амплитуды входного тока 1, (01 пропорционально вы), причем положительные максимальные значения соответствуют скорости увеличения амплитуды, а отрицательные - скорости уменьшения.Напряжение 011 поступает на вход компаратора 12 и сравнивается с напряжением0,2, подаваемым на другой вход, Поскольку Оол.2 имеет положительный знак. компаратор 12 срабатывает (012О) только при скорости увеличения амплитуды входного тока больше заданной. В этом случае приодновременном срабатывании реле по первому выходу (Об 0) мажоритарный элемент 13, на входы которого подаются напряжения Об и ц 12. изменит свое состояние (01 э0). 8 оэврат же мажоритарного элемента в исходное состояние станет возможен только при изменении знака обоих входных напряжений (0120 и Ов 0) и совпадает с возвратом реле по первому выходу, Срабатывание реле по первому выходу (ОвО) при скорости увеличения амплитуды меньше заданной (012О) не вызовет изменения состояния мажоритарного элемента 13, выход которого является вторым выходом реле. Логическая функция, описывающая работу мажоритарного элемента, выглядит следующим образомх 1 эх 6х 12+ х 1 э ( х 6 + х 12),где хь, х 12 и х 1 э - логические сигналы, соответствующие напряжениям 06, 012 и 01 э, причем отрицательные значения этих напряжений соответствуют значениям "0" логических сигналов, а положительные значения - значениям "1",Таким образом, заявляемое реле обладает повышенной чувствительностью эа счет отстройки от качаний и асинхронного хода путем контроля скорости нарастания амплитуды входного сигнала Это позволяет увеличить чувствительность некоторых устройств релейной защиты. например токовых отсечек, повышая тем самым их технико-экономическую эффективность Кроме того, имеется возможность использования реле по функциям реле скорости увеличения амплитуды синусоидального сигнала. подключаясь к выходу компарато ра 12. Это свидетельствует о более широкихфункциональных возможностях заявляемого реле. формула изобретения 10 1, Реле переменного тока по авт.св. М1591120, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения чувствительности в режиме максимального действия путем отстройки от качаний и асинхронного хода по 15 скорости нарастания амплитуды входногосигнала, в него дополнительно введены последовательно соединенные сумматор, коммутатор, второй компаратор и мажоритарный элемент, причем выходы ампли тудных детекторов положительной и отрицательной полярности подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, управляющий вход коммутатора - к выходу нуль-индикатора формирователя 25 установочных импульсов, выход первогокомпаратора - к второму входу мажоритарного элемента, выход которого соединен с его третьим входом и является вторым выходом реле.30 2 Реле поп.1,отличающееся тем,что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения контроля скорости нарастания амплитуды входного сигнала, выход второго компаратора явля ется третьим выходом реле.