РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ Российский патент 1996 года по МПК H02H3/38 H01H83/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в схемах защиты энергоблоков электрических станций, в частности, для контроля посадки стопорных клапанов турбины путем определения перехода турбоагрегата в двигательный режим.

Известно устройство определения направления потока мощности, содержащее схемы преобразования двух входных сигналов в сигналы прямоугольной формы и импульсы, схему совпадения по времени сигналов прямоугольной формы первой схемы преобразования с импульсами второй схемы преобразования и оконечный каскад схемы, состоящий из интегрирующей активно-емкостной цепи и релейного устройства.

Известно устройство (прототип), содержащее блок формирования импульсов из одного входного сигнала (тока), блок формирования зоны работы реле из второго сигнала (напряжения), блок совпадения, одновибратор и импульсно-потенциальный преобразователь, выполненный с задержкой на срабатывание и возврат.

Общим недостатком вышеуказанных устройств является низкая чувствительность при контроле направления небольшой мощности вследствие необходимости отстройки от неселективной работы из-за увеличивающейся при малых токах нагрузки угловой погрешности измерительных трансформаторов тока.

Цель изобретения повышение чувствительности реле.

Поставленная цель достигается тем, что в реле направления мощности, содержащее измерительные преобразователи напряжения и тока, к выходам которых подключены блок формирования импульсов из первого входного сигнала и блок формирования зоны работы реле из второго входного сигнала, выходы которых подключены к входу блока совпадения, выход которого подключен к входу одновибратора, к выходу одновибратора подключен импульсно-потенциальный преобразователь с задержкой на срабатывание и возврат, выход которого является выходом реле, дополнительно введен блок коррекции зоны срабатывания реле, вход которого подключен к выходу измерительного преобразователя тока, а выход к дополнительному входу блока формирования зоны работы реле.

По сравнению с наиболее близким аналогичным решением заявляемое техническое решение имеет следующие отличительные признаки:
реле снабжено блоком коррекции зоны работы, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует требованию "новизна".

По сравнению с эффектом прототипа в результате введения блока коррекции зоны работы получен новый эффект, выраженный в повышении чувствительности реле к малым значениям контролируемой мощности путем отстройки от изменяющейся в зависимости от тока нагрузки угловой погрешности трансформаторов тока, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "положительный эффект".

По каждому отличительному существенному признаку проведен поиск технических решений в области электротехники.

Известно реле направления мощности (прототип), в котором прямоугольные импульсы определенной длительности, определяющие зону работы реле, формируются из входного напряжения, а из входного тока формируются импульсы, сравниваемые с прямоугольными импульсами в блоке совпадения.

В зависимости от тока нагрузки нормируемая угловая погрешность трансформаторов тока увеличивается (см. ГОСТ 7746-78), при этом происходит смещение импульсов, формируемых из входного тока, относительно прямоугольных импульсов, т.е. изменение зоны работы реле соответственно на величину изменившейся угловой погрешности трансформаторов тока.

При использовании реле направления мощности, например, в схемах технологических защит для контроля перехода турбоагрегата в двигательный режим значение контролируемой активной мощности составляет 1-2% от номинальной мощности турбогенератора, а угол между входным током и напряжением при номинальной реактивной нагрузке генератора составляет примерно 1^о, поэтому влияние погрешностей измерения не позволяет использовать известные реле направления мощности без специальных мероприятий (разгрузке по реактивной мощности), т. е. чувствительность известных реле обеспечивается в ограниченном диапазоне изменения реактивной мощности.

В заявляемом техническом решении прямоугольные импульсы, определяющие зону работы реле, изменяют свою длительность в зависимости от величины входного тока вследствие наличия блока коррекции зоны работы, что позволяет отстроиться от возрастающей угловой погрешности трансформаторов тока при уменьшении тока нагрузки и обеспечить высокую чувствительность предлагаемого реле независимо от величины реактивной мощности.

Таким образом эти признаки обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие требованию "существенные отличия".

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого реле.

Реле направления мощности содержит блок 1 формирования импульсов, блок 2 формирования зоны работы реле, блок 3 совпадения, одновибратор 4, импульсно-потенциональный преобразователь, выполненный с задержкой на срабатывание и возврат, блок 6 коррекции зоны работы реле.

Реле работает следующим образом.

Блок 1 формирует кратковременные однополярные импульсы, следующие с частотой входного напряжения, а блок 2 формирования зоны работы реле формирует прямоугольные однополярные импульсы, следующие с частотой входного тока, длительность которых зависит от величины выходного сигнала блока 6 коррекции зоны работы реле.

Импульсные сигналы с блоков 1 и 2 сравниваются в блоке 3 совпадения. Одновибратор 4 формирует импульсы заданной длительности из кратковременных импульсов с выхода блока 3, получающихся при совпадении импульсов формируемыми блоками 1 и 2.

Преобразователь 5 срабатывает при появлении импульсов на его входе.

Задержка на срабатывание преобразователя обеспечивает изменение его состояния при появлении на его входе только серии импульсов.

Регулирование начальной установки реле (при номинальном токе нагрузки) осуществляется фазосдвигающим элементом, включенным в один из блоков формирования.

При уменьшении тока нагрузки происходит соответствующее выходному сигналу блока 6 коррекции зоны работы реле изменение (загрубление) уставки, что позволяет отстроиться от угловых погрешностей трансформаторов тока и обеспечить высокую чувствительность реле.

При прямом направлении мощности фаза импульсов блоков 1 и 2 совпадает, с выхода блока совпадения поступают кратковременные импульсы, следующие с частотой сети, эти импульсы расширяются блоком 4, преобразователь 5 срабатывает и выдает постоянный сигнал, соответствующий сработанному состоянию реле.

Применение предлагаемого реле направления мощности по сравнению с базовым объектом позволит обеспечить высокую чувствительность в широком диапазоне изменения контролируемой мощности за счет введения коррекции зоны работы в зависимости от величины тока нагрузки.

Применение предлагаемого реле в схемах технологических защит турбоагрегата не требует специальных мероприятий по разгрузке генератора.

Использование: изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в схемах технологических защит турбоагрегата для контроля подсадки стопорных клапанов турбины путем определения перехода турбогенератора в двигательный режим с целью повышения чувствительности реле. Сущность изобретения: устройство содержит блок формирования импульсов, блок формирования зоны работы реле, блок совпадения, одновибратор, импульсно-потенциальный преобразователь, выполненный с задержкой на срабатывание и возврат, блок коррекции зоны работы реле в зависимости от величины тока нагрузки. Устройство работает следующим образом. При прямом направлении мощности фаза импульсов блоков формирования совпадает, с выхода блока совпадения начинают поступать кратковременные импульсы, следующие с частотой сети, эти импульсы расширяются блоком, преобразователь срабатывает и выдает постоянный сигнал, соответствующий сработанному состоянию реле. 1 ил.

Реле направления мощности, содержащее измерительные преобразователи напряжения и тока, к выходам которых подключены блок формирования импульсов из первого выходного сигнала и блок формирования зоны работы реле из второго входного сигнала, выходы которых подключены к входу блока совпадения, выход которого подключен к входу одновибратора, к выходу одновибратора подключен импульсно-потенциальный преобразователь с задержкой на срабатывание и возврат, выход которого является выходом реле, отличающееся тем, что в него дополнительно введен блок коррекции зоны работы реле, вход которого подключен к выходу измерительного преобразователя тока, а выход к дополнительному входу блока формирования зоны работы реле.