Реле переменного тока

СОВХОЗ СОВЕ ТС КИ ХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1707 б( 9) Я ЗОБ Е О У ЕВЬСТВУ ВТОР инОСУДАРСТВЕНЮЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1591120, кл. Н 02 Н 3/08, 1987. 4) РЕЛЕ ПЕРЕМЕННОГО ТО(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.Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике энергосистем, и является усовершенствованием реле, описанного по авт св. Ф 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 поарно соединены с прямым и инверсным входами масиселектора связанного ВыхОдОм с Одним входом компэратора, на другой вход оторого подается опорное напряжение.Недостатком известного реле яодяется то. что его срабатывание не зависит от скорости уменьшения амплитуды синусоидал ьного сигнала Поэтому при использовании реле в качестве реле минимального тока или напряжения (е последнем случае входной преобразователь еыподняется е виде преобразователя напра;кенип) реле реагирует на уменьшение ам,"пслтуды ехсдного сигнала ниже эадэнн 1 о з, эчения кэк пр медденнс изм= а.с щемса про -.с е,асинронный ход, синхронные качаи.- та, и при резких возмущениях (коротие зэмыанна, отключение линии, сбр.с погрзки и т.п.), В практических схема; усройс.е релейной защиты и автомат. "де ;стот-зю,ся та кие реле, может еоэнкнутне- :о"имось отстройки от асинхронного хода и ка 1 ангй. чтобы обеспечить срабатыеэли. топько при коротких замыкания ,агги с 1 е .э те минимального мапря:,ениа 1 Дда этой цели приходится эагрубдять устройстеэ пс параметрам срабатывания иди прлснять специальные бдокироекл, что снижает чувствительность и надежность релейной защиты и автоматики Кроче того известное реле имеет ограниценные Функциональные еоэможносттак как не способно контролировать скорость уменьшения амп- ЛИГУДЫ ВХОДНОГО СИЧала,Цель изобретения - повышение чувствительности в режиме минимапьноо действия путем отстройки от качаний и асинхронного хода по скорости снижения амплитуды входного сигнала и расширения функциональных возможностей путем контроля скорости снижения амплитуды входно 10 15 20 25 1 и З 5 40 45 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 инверс. ным 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 ко 1 орого подключен к первому входу компаратора выход которого через элемент ээдержксоединен с управляющим входом эмпдитудно о детектора, выход первого компаратора соединен с вторым входом мажоритарного элемента, выход которого соединен с его третьим входом и является вторы л выходом реле. Кроме того, выход третьео компаратора является третьим выходом релеПоложительный эффект, связанный с Воэможностью фиксации срабатывания реле при скорости уменьшения амплитуды входного сигнала больше заданной и расширением его функциональных воз. мож- ностей проявляется в повышении ЭФФЕКтИЕОСтИ ФУНКЦИОНИРОеаНИЯ УСтройсте 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 ш, где - индекс бпоа О,.п 1 и Опг - опорные напряжения на входах ком1707682 10 15 0705 (1) параторов, 0,напряжение смещения базы транзистора).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 20 25 30 35 40 45 50 элемент 9 задержки. Один вход компаратора 11 подключен к выходу вычитателя 10, ана другой вход подается опорное напряжение.Мажоритарный элемент 12 подключенодним и другим входами соответственно квыходам компаратороь 6 и 11, а третий входссединен с выходом этого элемента.Амплитудннй детектор 7 (фиг,2), включ;ющий д.од 13, конденсатор 15, транзистор 16 и резисторы 14, 19 и 20 аналогиченэмплнтудному детек гору 2. Компараторы 8и 11 дифференцнэльного типа на усилителях 21 и 33 и резисторах 17, 18 и 31, 32анап".личны компарзтору б. Элемент 9 задержки на консенсаторе 23, диодах 22, 27 ирезисторе 26 представляет собой РС-цепь,обеспечивающую медленный заряд конденсатсрэ 23 через резистор 26 и диод 27 ибыстрый разряд че-ез диод 22. Вычитатель;0 построен на усилителе 29 и резисторах24, 25, 28 и 30, а мажоритарный элемент 12на усилителе 38 и резисторах 34-37 идентичен элементу 3 на фиг.1, Функциональноэлемент 12 на фиг,2 отличается от элемента12 на фиг,1 только полярностью выходногосигнала,Реле переменного тока работает следующим образом,Преобразователь 1 тока осуществляетлинейное преобразование входного тока 1 вхв выходное напряжение 01, которое поступает на рабочие входы амплитудных детекторов положительной 2 и отрицательной 3полярностей и вход формирователя 4 установочных импульсов. При возрастающем 55 положительном входном сигнале (010) амплитудный де 1 ектор 2 работает в режиме слежения, и напряжение 02 на его выходе по существу повторяет входное напряжение 01, В ходе последующегоуменьшения 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 при наличии напряжения 01 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 02 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 Оз - инвертированное по входу максиселектора напряжение Оз, Его выходное напряжение Оь поступает на первый вход компаратора 6 и сравнивается с опорным напряжением Ооп 1, приложенным к его второму входу, Выход компаратора 6 является первым выходом заявляемого реле.Напряжение О поступает также на рабочий вход амплитудного детектора 7 и пер вые входы компаратора 8 и вычитателя 1 О, При этом выходное напряжение 07 детектора 7 практически повторяет напряжение Об при его возрастании, в то время как при снижении О напряжение 07 сохраняет предшествующее значение до появления положительного сигнала 09, превышающего заданный уровень (-О,) 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 Оь, что приведет к срабатыванию компаратора 8 и выравниванию 07 и 0 на каждой ступени снижения через время задержки (1 - 2 мс), задаваемое элементом 9. При возрастании Оь компаратор 8 срабаты 1707682вать не будет, так как при использованиисхемы детектора 7, приведенной на фиг.2,напряжение 07 в режиме заряда конденсатора 15 повторяет напряжение 05, уменьшенное на величину падения напряжения 5на диоде 13 (0,1-0,2 В). При использованиипрецизионного детектора, например, когда07 будет практически равно О, несрабатывание компаратора 8 можно обеспечить заданием смещения нуля усилителя 21 путем 10его балансировки,Напряжение 07 поступает также на второй вход вычитателя 10, на выходе которогонапряжение 010 определяется следующимобразом 15 0 10 07 - 05. (2) 01 С,1.А 2 13) 40 При этом его выходное напряжение 0,1 становится отрицательным, чтс соо вгтствует скорости уменьшения ехорно;г си нала больше заданной Если одновоемеи - 45з срабатывает по первому еыхор(О,:О) то изменяется состояние мажоритарного элемента 12, реализующего следующую логическую функцию 50(4) Х 12 Хе Х 11 + Х 1 гХ 6 1 Х 11). где Х 12, Хб и Х 1; - логические сигналы соответствующие напряжениям О г О и О55 При возрастании 05 напряжение 01 о практически равно нулю, а при снижении - 20 равно разности амплитудных значений предыдущего и последующего полупер оров входного напряжения 01 в течение времени задержки тз, вносимой элементом 9 В течение остального времени 01 е таже равно 25 нулю. Таким образом, напряжение 01 о представляет собой последоеатечьность импульсов, амплитуда кото," х пропорциональна разности ампл,д соседних псч упериодов входного сигнале Эта разность 30 эа известную длительность почупериода (10 мс для частоты 50 Гц 1 характеризует скорость уменьшения амг я туды входного си нала. Напряжение О с поступает на пе".гы в од компаратора 11 и с"зен, еагт я с опор. 35 чым напряжением Ог 1 о;ьам=м на его второй вход, Комгарагор 11 срасатывае 1 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 технике 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 последова. тельно соединенные амплитудный детектор и втор,и комчаратор, последовательно соединенные вычитатель, третий компаратор и мажоритарныи элемент, элемент задержки, при этом выход максиселектора подключен к ин".рмационному входу амплитудного детектора, к второму входу второго компаратора и к первому входу вычитателя, второй вход которого подключен к первому входу второго компаратора, выход которого через элемент задержки соединен с управ. ляюшим в сдом амплитудноо детектора, выход первого компаратора соединен с вторым входом мажоритарного элемента выход которого соединен с его третьим входом и является вторым выходом реле.2 Релепоп.,отличающееся тем, что. с целью расширения функциональных возмо кностей путем обе печения контроля скорости снижения амплитуды входного сигнала выход третьего компаратора является третьим выходом реле