ЗАЩИТНАЯ ПАНЕЛЬ Российский патент 2005 года по МПК H01H47/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве основной защиты линий электропередач напряжением 110-220 и 330-500 кВ и предназначена для совместной работы с высокочастотными приемопередатчиками.

Известно устройство, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик, дешифратор, формирователь импульсов и исполнительный элемент, выполненный в виде транзистора [1].

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие использовать его в качестве защитной панели.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство [2], содержащее трансформатор напряжения с первичной обмоткой, входные клеммы которой являются клеммами подачи входного напряжения, и вторичной обмоткой с регулятором числа витков, трансформатора тока с первой и второй первичными обмотками, входные клеммы которых являются соответственно клеммами подачи первого и второго входных токов, и вторичной обмоткой, общую клемму, исполнительный элемент, первый резистор, первая клемма которого соединена с первой клеммой вторичной обмотки трансформатор тока, второй резистор, первая клемма которого соединена со второй клеммой первого резистора, с общей клеммой, а вторая клемма соединена со второй клеммой вторичной обмотки трансформатора тока, третий резистор, первая и вторая клеммы которого соединены с первой клеммой вторичной обмотки трансформатора напряжения, а третья клемма соединена с общей клеммой, четвертый и пятый резистор, первые клеммы которого соединены с первой клеммой вторичной обмотки трансформатора тока, первый и второй конденсаторы, первые клеммы которых соединены со вторыми клеммами четвертого и пятого резисторов, соответственно шестой, седьмой, восьмой и девятый резисторы, первые клеммы которых соединены со второй клеммой вторичной обмотки трансформатора тока, третий конденсатор, первая клемма которого соединена со второй клеммой седьмого резистора, четвертый конденсатор, первая клемма которого соединена со второй клеммой восьмого резистора, замыкающий контакт, подключенный параллельно девятому резистору, десятый резистор, формирователь импульсов несовпадения, выход которого соединен со входом исполнительного элемента, первый, второй, третий и четвертый сумматоры, первые входы которых соединены с общей клеммой, а выходы соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами формирователя импульсов несовпадения, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый и четырнадцатый резисторы, первые клеммы которых соединены с первой клеммой вторичной обмотки трансформатора напряжения, пятнадцатый, шестнадцатый семнадцатый и восемнадцатый резисторы и первый, второй, третий и четвертый стабилитроны, при этом вторая клемма одиннадцатого резистора соединена со вторыми клеммами первого конденсатора и первого сумматора и с первыми клеммами пятнадцатого резистора и первого стабилитрона, вторая клемма которого соединена с выходной клеммой первого сумматора, вторая клемма двенадцатого резистора соединена со вторыми клеммами второго конденсатора и второго сумматора и с первыми клеммами шестнадцатого резистора и второго стабилитрона, вторая клемма которого соединена с выходной клеммой второго сумматора, вторая клемма тринадцатого резистора соединена со вторыми клеммами второго конденсатора и второго сумматора и с первыми клеммами семнадцатого резистора и третьего стабилитрона, вторая клемма которого соединена с выходной клеммой третьего сумматора, вторая клемма четырнадцатого резистора соединена со вторыми клеммами четвертого конденсатора и четвертого сумматора и с первыми клеммами восемнадцатого резистора и четвертого стабилитрона, вторая клемма которого соединена с выходной клеммой четвертого сумматора.

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая точность работы, обусловленная недостаточным объемом средств его настройки.

Техническим результатом изобретения является повышение точности работы.

Этот технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее первый и второй трансформаторы, резисторы с первого по одиннадцатый, замыкающий контакт, первый регулятор числа витков, первый и второй конденсаторы, введены входная клемма тока фазы С, входная клемма тока фазы В, входная клемма тока фазы А, входная клемма тока нулевой фазы, первая и вторая клеммы напряжения фаз А-С, клемма питания положительного потенциала, клемма питания отрицательного потенциала, выходные клеммы с первой по шестую, второй регулятор числа витков, реле сопротивления, первая, вторая, третья и четвертая обмотки реле тока, обмотка первого поляризованного реле, обмотка второго поляризованного реле, первый и второй переключатели, первый, второй и третий ключи, первый и второй выпрямительные блоки, третий, четвертый, пятый и шестой трансформаторы, третий, четвертый, пятый и шестой конденсаторы, первый и второй дроссели, а также первый и второй разрядники и при этом входная клемма тока фазы С соединена с первой клеммой первого резистора, выполненного переменным, вторая клемма первого резистора соединена с первой клеммой второго резистора, выполненного переменным, вторая клемма второго резистора соединена с первой клеммой вторичной обмотки третьего трансформатора, вторая клемма которого соединена с первой клеммой второго ключа, вторая клемма которого соединена с первой клеммой второго резистора и с первой клеммой тока фазы С реле сопротивления, вторая клемма фазы С которого соединена с первой клеммой первой первичной обмотки пятого трансформатора, вторая клемма которого соединена с первой клеммой второй первичной обмотки пятого трансформатора и первой клеммой восьмого резистора, выполненного переменным, вторая клемма восьмого резистора соединена с первой клеммой седьмого резистора, выполненного переменным, с первой клеммой первого переключателя и входной клеммой первого регулятора числа витков, группа выходных клемм которого соединена с группой из первой крайней и промежуточной клемм первичной обмотки первого трансформатора, вторая крайняя клемма которого соединена со второй клеммой первого переключателя, третья клемма которого соединена с входной клеммой тока нулевой фазы, первая клемма вторичной обмотки первого трансформатора соединена с первой клеммой первого конденсатора и первой входной клеммой первого выпрямительного блока, вторая входная клемма которого соединена со вторыми клеммами первого конденсатора и вторичной обмотки первого трансформатора, первая выходная клемма первого выпрямительного блока соединена с первой выходной клеммой второго выпрямительного блока, с первыми клеммами второго конденсатора и обмотки первого поляризованного реле и с четвертой выходной клеммой, вторая выходная клемма первого выпрямительного блока соединена со второй выходной клеммой второго выпрямительного блока, со второй клеммой второго конденсатора, с первыми клеммами обмотки второго поляризованного реле, вторая клемма которого соединена со второй клеммой обмотки первого поляризованного реле, и третьего ключа, а также с третьей выходной клеммой, вторая клемма третьего ключа соединена со второй выходной клеммой и с первой клеммой замыкающего контакта, вторая клемма которого соединена с первой выходной клеммой, первая клемма первой обмотки реле тока соединена с входной клеммой тока фазы А, а вторая клемма соединена с первой клеммой второй обмотки реле тока, вторая клемма которого соединена с первой клеммой тока фазы А реле сопротивления, вторая клемма фазы А которого соединена со второй клеммой седьмого резистора, третья клемма которого соединена с первой крайней клеммой вторичной обмотки пятого трансформатора, группа из второй крайней и промежуточных клемм которого соединена с группой входных клемм второго регулятора числа витков, группа выходных клемм которого соединена с группой из первой крайней и промежуточных клемм первичной обмотки шестого трансформатора, вторая крайняя клемма которого соединена с третьей клеммой восьмого резистора, первая клемма вторичной обмотки шестого трансформатора соединена с первыми клеммами первого разрядника, второго разрядника, четвертого конденсатора, девятого резистора, пятого конденсатора, десятого резистора и с шестой выходной клеммой, вторая клемма вторичной обмотки шестого трансформатора соединена со вторыми клеммами первого разрядника, второго разрядника и четвертого резистора и с первой клеммой второго дросселя, вторая клемма которого соединена со вторыми клеммами девятого резистора и пятого конденсатора и с первой клеммой шестого конденсатора, вторая клемма которого соединена с пятой выходной клеммой и с первой клеммой одиннадцатого резистора, вторая клемма которого соединена со второй клеммой десятого резистора, третья клемма второго резистора соединена с первой клеммой первого ключа, вторая клемма которого соединена с первой клеммой первичной обмотки четвертого трансформатора, вторая клемма которого соединена с первой клеммой вторичной обмотки второго трансформатора, вторая клемма которого соединена с третьей клеммой первого резистора, первая клемма третьей обмотки реле тока соединена с входной клеммой тока фазы В, вторая клемма третьей обмотки реле тока соединена с первой клеммой четвертой обмотки реле тока, вторая клемма которой соединена с первой клеммой первичной обмотки второго трансформатора, вторая клемма которого соединена с первой клеммой первичной обмоткой третьего трансформатора, вторая клемма которого соединена со второй клеммой второй первичной обмотки пятого трансформатора, первая клемма вторичной обмотки четвертого трансформатора соединена с первыми клеммами третьего конденсатора и первого дросселя, вторая клемма которого соединена с первой клеммой второго переключателя, вторая клемма которого соединена с первой клеммой третьего резистора, выполненного переменным, вторая клемма третьего резистора соединена с первой клеммой четвертого резистора, вторая клемма которого соединена с третьей клеммой второго переключателя и с первой клеммой шестого резистора, вторая клемма которого соединена с первой клеммой пятого резистора, выполненного переменным, вторая клемма пятого резистора соединена с первой входной клеммой второго выпрямительного блока, вторая входная клемма которого соединена со вторыми клеммами третьего конденсатора и вторичной обмотки четвертого трансформатора, клеммы питания положительного и отрицательного потенциалов являются клеммами питания отрицательного и положительного потенциалов соответственно реле сопротивления, а первая и вторая клеммы напряжения фаз А-С являются клеммами напряжения фаз А-С реле сопротивления.

На фиг.1 представлена электрическая структурная схема защитной панели, на фиг.2 - реле сопротивления.

Защитная панель (фиг.1) содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5 и шестой 6 трансформаторы, резисторы 7-17 с первого по одиннадцатый, замыкающий контакт 18, первый 19, второй 20 регуляторы числа витков, первый 21, второй 22, третий 23, четвертый 24, пятый 25 и шестой 26 конденсаторы, входная клемма 27 тока фазы С, входная клемма 28 тока фазы В, входная клемма 29 тока фазы А, входная клемма 30 тока нулевой фазы, первая 31 и вторая 32 клеммы напряжения фаз А-С, клемма 33 питания положительного потенциала, клемма 34 питания отрицательного потенциала, первая 35, вторая 36, третья 37, четвертая 38, пятая 39 и шестая 40 выходные клеммы, реле 41 сопротивления, первая 42-1, вторая 42-2, третья 43 и четвертая 44 обмотки реле тока, обмотку 45 первого поляризованного реле и обмотку 46 второго поляризованного реле, первый 47 и второй 48 переключатели, первый 49, второй 50 и третий ключи, первый 52 и второй 53 выпрямительные блоки, первый 54 и второй 55 дроссели, а также первый 56 и второй 57 разрядники.

Указанные выше элементы соединены следующим образом. Входная клемма 27 тока фазы С соединена с первой (постоянной) клеммой первого резистора 7, выполненного переменным, вторая (регулировочная) клемма первого резистора 7 соединена с первой (регулировочной) клеммой второго резистора 8, выполненного переменным, вторая (постоянная) клемма второго резистора 8 соединена с первой клеммой вторичной обмотки третьего трансформатора 3, вторая клемма которого соединена с первой клеммой второго ключа 50, вторая клемма которого соединена с первой (регулировочной) клеммой второго резистора 8 и с первой клеммой тока фазы С реле 41 сопротивления, вторая клемма тока фазы С которого соединена с первой клеммой первой первичной обмотки пятого трансформатора 5, вторая клемма которого соединена с первой клеммой второй первичной обмотки пятого трансформатора 5 и первой (постоянной) клеммой восьмого резистора 14, выполненного переменным, вторая (постоянная) клемма восьмого резистора 14 соединена с первой клеммой седьмого резистора 13, выполненного переменным, с первой клеммой первого переключателя 47 и входной клеммой первого регулятора 19 числа витков, группа выходных клемм которого соединена с группой из первой крайней и промежуточных клемм первичной обмотки первого трансформатора 1, вторая крайняя клемма которого соединена со второй клеммой первого переключателя 47, третья клемма которого соединена с входной клеммой 30 тока нулевой фазы, первая клемма вторичной обмотки первого трансформатора 1 соединена с первой клеммой первого конденсатора 21 и первой входной клеммой первого выпрямительного блока 52, вторая входная клемма которого соединена со вторыми клеммами первого конденсатора 21 и вторичной обмотки первого трансформатора 1.

Кроме того, элементы защитной панели соединены следующим образом. Первая выходная клемма первого выпрямительного блока 52 соединена с первой выходной клеммой второго выпрямительного блока 53, с первыми клеммами второго конденсатора 22 и обмотки 45 первого поляризованного реле и с четвертой выходной клеммой 38, вторая выходная клемма первого выпрямительного блока 52 соединена со второй выходной клеммой второго выпрямительного блока 53, со второй клеммой второго конденсатора 22, с первыми клеммами обмотки 46 второго поляризованного реле, вторая клемма которого соединена со второй клеммой обмотки 45 первого поляризованного реле, и третьего ключа 51, а также с третьей выходной клеммой 37, вторая клемма пятого переключателя соединена со второй выходной клеммой 36 и с первой клеммой замыкающего контакта 18, вторая клемма которого соединена с первой выходной клеммой 35, первая клемма первой обмотки 42-1 реле тока соединена с входной клеммой 29 тока фазы А, а вторая клемма соединена с первой клеммой второй обмотки 42-2 реле тока, вторая клемма которого соединена с первой клеммой тока фазы А реле 41 сопротивления, вторая клемма фазы А которого соединена со второй клеммой седьмого резистора 13, третья клемма которого соединена с первой крайней клеммой вторичной обмотки пятого трансформатора 5, группа из второй крайней и промежуточных клемм которого соединена с группой входных клемм второго регулятора 20 числа витков, группа выходных клемм которого соединена с группой из первой крайней и промежуточных клемм первичной обмотки шестого трансформатора 6, вторая крайняя клемма которого соединена с третьей (регулировочной) клеммой восьмого резистора 8, первая клемма вторичной обмотки шестого трансформатора 6 соединена с первыми клеммами первого разрядника 56, второго разрядника 57, четвертого конденсатора 24, девятого резистора 15, пятого конденсатора 25, десятого резистора 16 и с шестой выходной клеммой 40, вторая клемма вторичной обмотки шестого трансформатора 6 соединена со вторыми клеммами первого разрядника 56, второго разрядника 57 и четвертого конденсатора 24 и с первой клеммой второго дросселя 55, вторая клемма которого соединена со вторыми клеммами девятого резистора 15 и пятого конденсатора 25 и с первой клеммой шестого конденсатора 26, вторая клемма которого соединена с пятой выходной клеммой 39 и с первой клеммой одиннадцатого резистора 17, вторая клемма которого соединена со второй клеммой десятого резистора 16.

Указанные выше элементы защитной панели соединены также следующим образом. Третья клемма второго резистора 8 соединена с первой клеммой первого ключа 49, вторая клемма которого соединена с первой клеммой первичной обмотки четвертого трансформатора 4, вторая клемма которого соединена с первой клеммой вторичной обмотки второго трансформатора 2, вторая клемма которого соединена с третьей клеммой первого резистора 7, первая клемма третьей обмотки 43 реле тока соединена с входной клеммой 28 тока фазы В, вторая клемма третьей обмотки 43 реле тока соединена с первой клеммой четвертой обмотки 44 реле тока, вторая клемма которой соединена с первой клеммой первичной обмотки второго трансформатора 2, вторая клемма которого соединена с первой клеммой первичной обмоткой третьего трансформатора 3, вторая клемма которого соединена со второй клеммой второй первичной обмотки пятого трансформатора 5, первая клемма вторичной обмотки четвертого трансформатора 4 соединена с первыми клеммами третьего конденсатора 23 и первого дросселя 54, вторая клемма которого соединена с первой клеммой второго переключателя 48, вторая клемма которого соединена с первой клеммой третьего резистора 9, выполненного переменным, вторая клемма третьего резистора 9 соединена с первой клеммой четвертого резистора 10, вторая клемма которого соединена с третьей клеммой второго переключателя 48 и с первой клеммой шестого резистора 12, вторая клемма которого соединена с первой клеммой пятого резистора 11, выполненного переменным, вторая клемма пятого резистора 11 соединена с первой входной клеммой второго выпрямительного блока 53, вторая входная клемма которого соединена со вторыми клеммами третьего конденсатора 23 и вторичной обмотки четвертого трансформатора 4, клеммы 33 и 34 являются клеммами питания отрицательного и положительного потенциалов соответственно реле 41 сопротивления, а первая 31 и вторая 32 клеммы напряжения фаз А-С являются клеммами реле 41 сопротивления. Первая и вторая клеммы переключателя 47 и вторая, третья и четвертая клеммы переключателя 48 соединены с их неподвижными контактами, а первая клемма переключателя 48 и третья клемма переключателя 47 соединены с их подвижными контактами. Одноименные выходные клеммы первого и второго выпрямительных блоков имеют одинаковую полярность. Первый 56 и второй 57 разрядники включены встречно параллельно между собой и параллельно вторичной обмотке трансформатора 6.

Реле 41 сопротивления (фиг. 2) содержит исполнительный элемент 58 в виде параллельно соединенных первой 58-1 и второй 58-2 обмоток реле, первый трансформатор 59 напряжения с первичной обмоткой 59-1, первая 60-1 и вторая 60-2 входные клеммы которого являются соответственно первой и второй клеммами напряжения фаз А-С реле сопротивления, и первую 59-2-1, вторую 59-2-2 и третью 59-2-3 вторичные обмотки, регулятор 61 числа витков, первая клемма которого соединена с первой клеммой первой 59-2-1 вторичной обмотки первого трансформатора 59 напряжения, трансформатор 62 тока с первой 62-1-1 и второй 62-1-2 первичными обмотками, входные клеммы 63-1, 63-2 и 64-1, 64-2 которых являются соответственно первой и второй клеммами тока фазы А реле сопротивления и первой и второй клеммами тока фазы С реле сопротивления, и первую 62-2-1 и вторую 62-2-2 вторичные обмотки, резисторы 63-79 с первого по семнадцатый, первый 80, второй 81, третий 82, четвертый 83 и пятый 84 конденсаторы, первый 85 и второй 86 операционные усилители, первый 87 и второй 88 выпрямительные блоки, первый 89, второй 90 и третий 91 выключатели, первый 92, второй 93, третий 94, четвертый 95, пятый 96 и шестой 97 диоды, первый транзистор 98, дроссель 99, клеммы нулевого 100, отрицательного 101 и положительного 102 потенциалов, восемнадцатый резистор 103, девятнадцатый резистор 104, клемма 105 питания положительного потенциала, клемма 106 питания отрицательного потенциала, первый 107-1 и второй 107-2 стабилитроны, седьмой диод 108, восьмой диод 109, второй 110 и третий 111 транзисторы, двадцатый 112 и двадцать первый 113 резисторы, шестой конденсатор 114, второй трансформатор 115 напряжения с первой 116-1 и второй 116-2 первичными обмотками и с первой 117-1 и второй 117-2 вторичными обмотками, третий выпрямительный блок 118, седьмой 119 и восьмой 120 конденсаторы.

При этом указанные элементы реле 41 сопротивления соединены следующим образом. Первая и вторая клеммы первого резистора 63 соединены соответственно с первой и второй клеммами первой вторичной обмотки 62-2-1 трансформатора 62 тока, первая и вторая клеммы второго резистора 64 соединены соответственно с первой и второй клеммами второй вторичной обмотки 62-2-2 трансформатора 62 тока, первая клемма третьего резистора 65 соединена с первой входной клеммой первого выпрямительного блока 87 и через второй выключатель 90 соединена со второй клеммой третьего резистора 75 и со второй клеммой первой вторичной обмотки 62-2-1 трансформатора 62 тока, первая клемма четвертого резистора 66, который является переменным, соединена с первой входной клеммой второго выпрямительного блока 88, а третья клемма соединена с первой клеммой второго резистора 64, вторая клемма которого соединена со второй входной клеммой второго выпрямительного блока 87, первая клемма пятого резистора 67 соединена с первой выходной клеммой первого выпрямительного блока 87, с анодом первого диода 92, с катодом второго диода 93, с первой клеммой седьмого резистора 69, с клеммой нулевого потенциала 100, с первой клеммой тринадцатого резистора 75, с анодом третьего диода 94, с катодом четвертого диода 95, с первыми клеммами второго конденсатора 81, третьего конденсатора 82, четвертого конденсатора 83, десятого резистора 72, а через третий выключатель 91 соединена с первой клеммой девятого резистора 71, со второй клеммой седьмого резистора 69, с катодом первого диода 92, с анодом второго диода 93, а также с первыми клеммами дросселя 99 и второго конденсатора 80, вторые клеммы которых соединены с первой выходной клеммой второго выпрямительного блока 88 и с первой клеммой шестого резистора 68, вторая клемма которого соединена со второй клеммой пятого резистора 67 и со вторыми выходными клеммами первого 87 и второго 88 выпрямительных блоков, вторая клемма девятого 71 резистора соединена с первой входной клеммой первого операционного усилителя 75, вторая входная клемма которого соединена с первой клеммой восьмого резистора 70 и со второй клеммой десятого резистора 72, вторая клемма питания первого операционного усилителя 82 соединена со второй клеммой восьмого резистора 70, со второй клеммой третьего конденсатора, с клеммой положительного потенциала, с катодом шестого диода 97 и с первой клеммой исполнительного элемента 58, первая клемма питания первого операционного усилителя 85 соединена с клеммой 91 отрицательного потенциала, с первой клеммой пятого конденсатора 84, с эмиттером транзистора 98 и с первой клеммой шестнадцатого резистора 78, вторая клемма которого соединена с базой транзистора 98 и с первой клеммой пятнадцатого резистора 77, вторая клемма которого соединена с катодом пятого диода 96, выходная клемма первого операционного усилителя 85 соединена с первой клеммой одиннадцатого резистора 73, вторая клемма которого соединена со второй клеммой второго конденсатора 81, с катодом третьего диода 94, с анодом четвертого диода 99 и с первой клеммой двенадцатого резистора 74, вторая клемма которого соединена с первой входной клеммой второго операционного усилителя 86, вторая входная клемма которого соединена со вторыми клеммами пятого конденсатора 84 и тринадцатого резистора 75 и с первой клеммой четырнадцатого резистора 76, вторая клемма питания второго операционного усилителя 86 соединена с клеммой 102 положительного потенциала, первая клемма питания второго операционного усилителя 86 соединена с эмиттером транзистора 98, коллектор которого соединен с анодом шестого диода 97, выходная клемма второго операционного усилителя 86 соединена со второй клеммой четырнадцатого резистора 76 и с анодом пятого диода 96.

Кроме того, указанные выше элементы реле 41 сопротивления соединены следующим образом. Вторая клемма первой 59-2-1 вторичной обмотки трансформатора 59 напряжения соединена с первой клеммой семнадцатого резистора 79, выполненного переменным, регулировочный вывод которого соединен со второй входной клеммой первого выпрямительного блока 87 и через первый выключатель 89 с первыми клеммами второй 59-2-2 и третьей 59-2-3 вторичных обмоток трансформатора 59 напряжения, а вторая клемма соединена с третьей клеммой первой 59-2-1 вторичной обмотки трансформатора 59 напряжения и со второй клеммой регулятора 61 числа витков, третья и четвертая клеммы которого соединены соответственно с первой и второй клеммами второй вторичной обмотки 59-2-2 трансформатора 59 напряжения, а вторая клемма третьей вторичной обмотки 59-2-3 трансформатора 59 напряжения соединена с первой клеммой первого резистора 63.

Реле 41 сопротивления дополнительно характеризуется следующими связями между указанными выше элементами. Первые клеммы восемнадцатого 103 и девятнадцатого 104 резисторов соединены соответственно с клеммой 105 питания положительного потенциала и с клеммой 106 питания отрицательного потенциала, катод первого стабилитрона 107-1 соединен с анодом второго стабилитрона 107-2, анод седьмого диода 108 соединен со второй клеммой восемнадцатого резистора 103, а катод соединен с катодом второго стабилитрона 107-2, с эмиттерами второго 110 и третьего 111 транзисторов, и с первыми клеммами двадцатого резистора 112 и шестого 114 конденсатора, катод восьмого диода 109 соединен со второй клеммой девятнадцатого резистора 104, а анод соединен с анодом первого стабилитрона 107-1, с первой клеммой двадцать первого резистора 113 и с первой клеммой первой входной обмотки 116-1 второго трансформатора 115 напряжения, вторая клемма которого соединена с коллектором третьего транзистора 111, а третья клемма соединена с коллектором второго транзистора 110, база которого соединена с первой клеммой второй входной обмотки 116-2 второго трансформатора 115 напряжения, вторая клемма которого соединена со вторыми клеммами двадцатого 112 и двадцать первого 113 резисторов и шестого конденсатора 114, а третья клемма соединена с базой третьего транзистора 111, первая входная клемма третьего выпрямительного блока 108 соединена с первой клеммой первой выходной обмотки 107-1 второго трансформатора 115 напряжения, вторая клемма которого соединена с первой клеммой второй выходной обмотки 107-2 второго трансформатора 115 напряжения, с первыми клеммами седьмого 119 и восьмого 110 конденсаторов и с клеммой 100 нулевого потенциала, вторая входная клемма третьего выпрямительного блока 118 соединена со второй клеммой второй выходной обмотки 117-2 второго трансформатора 115 напряжения, первая выходная клемма которого соединена со второй клеммой восьмого конденсатора 120 и с клеммой 103 положительного потенциала, а вторая выходная клемма третьего выпрямительного блока 118 соединена со второй клеммой седьмого конденсатора 119 и с клеммой 101 отрицательного потенциала.

Защитная панель работает следующим образом.

Защитная панель представляет собой дифференциально-фазную высокочастотную защиту, предназначенную для применения в качестве основной защиты линий электропередач напряжением 330-500 кВ, а также в линиях 110-220 кВ.

Защита является быстродействующей, действует при всех видах коротких замыканий и не реагирует на качания в системе.

Защитная панель управляет работой высокочастного приемопередатчика, например, типа УПЗ-70 или АВЗК-80.

Защита каждого участка линии состоит из двух защитных панелей релейной части защиты и соответствующего оборудования, расположенных по концам защищаемого участка.

Принцип действия основан на сравнении фаз токов по обоим концам защищаемой линии, получаемых от фильтров токов прямой и обратной последовательности. Фаза токов передается по защищаемой линии с одного ее конца на другой посредством токов высокой частоты по каналу, в качестве которого используется сама защищаемая линия.

Пусковой орган образован обмотками 45, 46 первого и второго поляризованных реле, реле 41 сопротивления, третьей 43 и четвертой обмотками реле тока, а также замыкающим контактом 18, реагирующим либо на ток обратной последовательности, а при подключении первого трансформатора 1 с помощью первого переключателя 47 на сумму токов обратной и нулевой последовательности. Третья 43 и вторая 44 обмотки реле тока включены на фазный ток.

Пусковой орган при всех видах повреждений на линии пускает высокочастотный передатчик, подключает к приемопередатчику орган сравнения фаз токов и подает на обмотку соответствующего исполнительного реле плюс непосредственно от реагирующих органов защиты. Пуск высокочастотного передатчика осуществляется при появлении хотя бы кратковременной несимметрии токов.

Обмотки 45 и 46 первого и второго поляризованных реле через второй выпрямительный блок 53 и четвертый трансформатор подключены к фильтру тока обратной последовательности, образованного вторым 2 и третьим 3 трансформаторами и первым 7 и вторым 8 резисторами. Первый трансформатор 1 подключается в случае, когда чувствительность пускового органа по току обратной последовательности недостаточна. Первый 1 и четвертый 4 трансформаторы ограничивают напряжение на первом 52 и втором 53 выпрямительных блоках. К вторичной обмотке первого трансформатора 1 подключен первый конденсатор 21, а к вторичной обмотке четвертого трансформатора 4 - третий конденсатор 23 и первый дроссель 54, настроенные на резонанс тока при частоте 50 Гц. Токи других частот пропускаются ими с большим ослаблением. Второй конденсатор 22 уменьшает пульсацию выпрямленного тока.

Орган манипуляции высокочастотным передатчиком обеспечивает работу последнего с интервалами в половину периода промышленной частоты. Поэтому передатчик генерирует токи высокой частоты пакетами, длительность которых примерно равна интервалам между ними. Фаза этих пакетов соответствует фазе напряжения на выходе органа манипуляции. Орган сравнения фаз токов определяет, где находится место повреждения (в зоне действия защиты или вне его) по сдвигу фаз между высокочастотными пакетами передатчиков обоих концов линии, т.е. в конечном счете по углу сдвига фаз между векторами токов на концах защищаемой линии. При коротких замыканиях на защищаемой линии этот угол равен нулю или близок к нему. При внешних повреждениях он составляет примерно 180 градусов. Вследствие этого при коротких замыканиях вне зоны действия защиты передатчики, установленные на концах линии, работают неодновременно, высокочастотные пакеты, генерируемые ими, сдвинуты по фазе примерно на полпериода частоты и защита блокируется. При повреждении в защищаемой зоне передатчики работают одновременно и посылаемые ими импульсы примерно совпадают по фазе.

В перерывах, когда на приемник воздействуют высокочастные сигналы, в анодной цепи его выходной линии появляются импульсы тока. Это, в свою очередь, вызывает появление тока в обмотке соответствующего исполнительного реле и его срабатывание, что означает отключение защиты.

Пуск защиты при несимметричных коротких замыканиях осуществляется при протекании тока через обмотки первого 45 и второго 46 поляризованных реле. Высокочастный передатчик пускается безинерционно в момент появления тока в обмотках первого 45 и второго 46 поляризованных реле, а также размыканием замыкающего контакта 18, управляемого обмоткой второго 46 поляризованного реле.

Возврат защиты после отключения внешнего короткого замыкания осуществляется мгновенно по цепям отключения и с выдержкой времени 0,5-0,6 с по цепям пуска высокочастотного передатчика. Последнее необходимо для обеспечения селективности защиты при отключении внешних коротких замыканий.

В связи с отсутствием составляющих обратной и нулевой последовательности при симметричных коротких замыканиях пуск высокочастного передатчика обеспечивается путем фиксации предшествующего несимметричного режима в результате кратковременного размыкания замыкающего контакта 18 и срабатывания реле 41 сопротивления.

При токах, протекающих через третью 43 и четвертую 44 обмотки, достаточных для срабатывания соответствующего им реле, пуск защиты при внешних симметричных повреждениях происходит также от этих реле по аналогии с рассмотренным случаем внешних несимметричных повреждений.

При нарушениях в цепи напряжения может сработать вторая 58-2 обмотка реле исполнительного элемента 58 реле 41 сопротивления.

Реле 41 сопротивления подключено на разность токов Iа-Iс и напряжение Uac.

В основу работы реле сопротивления положен принцип сравнения абсолютных величин двух напряжений, являющихся в общем случае функцией напряжения и тока сети. Сравниваемые напряжения формируются с помощью первого трансформатора 59 напряжения и трансформатора 62 тока, имеющего две первичных обмотки с одинаковым числом витков.

С помощью регулятора 61 числа витков и наличия у первого трансформатора 59 напряжения трех последовательно включенных первой 59-2-1, второй 59-2-2 и третьей 59-2-3 вторичных обмоток обеспечивается точная уставка путем изменения суммарного числа витков регулятором 61. Для поддержания неизменным сопротивления тормозного контура при регулировке уставок трансформатора 59 напряжения последовательно отводам второй вторичной обмотки 59-2-2 установлены сопротивления, показанные на схеме регулятора 61. Третья вторичная обмотка 59-2-3, содержащая примерно один процент от общего числа витков вторичной обмотки, используется для проверки правильности включения реле сопротивления током нагрузки.

Трансформатор 62 тока имеет две первичные обмотки с одинаковым числом витков. Одна из них включена в рабочий контур, а другая - в тормозной.

Угол максимальной чувствительности реле сопротивления определяется углом сдвига фаз между э.д.с. на вторичных обмотка трансформатора 62 тока и первичным током, величина которого устанавливается первым 63 и вторым 64 резисторами, шунтирующими соответственно первую 62-2-1 и вторую 62-2-2 вторичные обмотки трансформатора 62 тока.

Сравнение напряжения обеспечивается частью схемы реле сопротивления, которую можно определить как схему сравнений, содержащую первый 87 и второй 88 выпрямительные блоки, пятый 67 и шестой 68 резисторы, а также четвертый 66 резистор, который необходим для выравнивания сопротивлений рабочего и тормозного контуров. Первый 92 и второй 93 диоды введены для исключения перегрузки. Для сглаживания выпрямленного тока применяется “фильтр-пробка” из первого конденсатора 80 и дросселя 99, настроенный на резонанс тока, например на частоту 100 Гц - частоту основной гармоники выпрямленного тока. Третий резистор 65 позволяет получить характеристику срабатывания реле сопротивления, смещенную в третий квадрант относительно начала координат комплексной плоскости сопротивлений.

Реагирующим органом схемы сравнения является нуль-индикатор, который образован остальными элементами реле сопротивления, управляет исполнительным элементом 58 и сопоставляет длительности положительного (рабочего) и отрицательного (тормозного) сигналов на выходе схемы сравнения и фиксирует условия, при которых первый превышает вторую.

В первом операционном усилителе 85 производится сравнение его входного сигнала с установленным опорным уровнем, определяющим чувствительность реле сопротивления. В зависимости от того, превышает ли сигнал схемы сравнения уровень нуля или наоборот, на выходе первого операционного усилителя 85 появляется нормированный по абсолютной величине сигнал той или иной полярности. Восьмой 70 и девятый 71 резисторы служат для формирования опорного уровня.

Через одиннадцатый резистор 73 осуществляется заряд второго конденсатора 81 током, полярность которого определяется полярностью сигнала на выходе первого операционного усилителя 85.

В начальном состоянии заряд второго конденсатора 81 соответствует положительному уровню, который определяется четвертым диодом 95. Второй операционный усилитель 86 по цепи обратной связи через четырнадцатый резистор 76 обеспечивает подачу на свой неинвертирующий вход заданного отрицательного сигнала, с уровнем которого сравнивается напряжение на втором конденсаторе 81 при его перезарядке. При достижении потенциалом второго конденсатора 81 заданного уровня меняется полярность сигнала на выходе второго операционного усилителя 86 и, как следствие, полярность сигнала, поступающего на инвертирующий вход второго операционного усилителя 86.

Первый транзистор 98 обеспечивает усиление сигнала, поступающего на вход исполнительного элемента 58, выполненного в виде обмоток первого 58-1 и второго 58-2 исполнительных реле, имеющих соответствующие исполнительные контакты.

Элементы 103-120 обеспечивают стабильный уровень питания на клеммах нулевого 100, отрицательного 101 и положительного 102 потенциалов, например ± 15 В с допустимым отклонением ± 10 %. Преобразование постоянного напряжения, подаваемого на клеммы питания положительного 105 и отрицательного 106 потенциалов, в напряжение на клеммах нулевого 100, отрицательного 101 и положительного 102 потенциалов, производится по схеме двухтактного преобразователя с самовозбуждением, состоящего из второго 110 и третьего 111 транзисторов, двадцатого 112 и двадцать первого 113 резисторов и второго трансформатора 115 напряжения. Ограничение величины постоянного напряжения до уровня, обеспечивающего нормальную работу второго 110 и третьего 111 транзисторов, осуществляется первым 107-1 и вторым 107-2 стабилитронами. Первая 116-1 первичная обмотка второго трансформатора 115, включенная в коллекторную цепь второго транзистора 110, является основной, вторая 116-2 первичная обмотка второго трансформатора 115, включенная в базовую цепь третьего транзистора 111, выполнена с неравным числом витков для исключения случаев незапуска двухтактного преобразователя. Седьмой 109 и восьмой 110 конденсаторы служат для сглаживания выходного напряжения третьего выпрямительного блока 118.

При подаче питающего напряжения (постоянного тока) на клеммы питания положительного 105 и отрицательного 106 потенциалов на двадцатом резисторе 112 формируется отрицательное напряжение, которое поступает к базам второго 110 и третьего 111 транзисторов, вызывая открытие одного из них. Когда один из транзисторов, например третий транзистор 111, открыт, то второй транзистор 110 закрыт пока магнитный поток в сердечнике второго трансформатора 115 не достигнет насыщения. При этом, скорость изменения магнитного потока становится близкой к нулю, что существенно снижает э.д.с. в обмотках второго трансформатора 115 напряжения. Резкое уменьшение тока в обмотках вызывает появление э.д.с. противоположной полярности. В этом случае на базе второго транзистора 110 будет сформировано отрицательное напряжение, что вызывает его открытие и увеличение коллекторного тока. Процесс протекает лавинообразно и второй транзистор 110 переходит в режим насыщения. Описанные процессы повторяются периодически, что приводит к формированию на клеммах нулевого 100, отрицательного 101 и положительного 102 потенциалов требуемого стабилизированного напряжения питания.

Таким образом, предложенное устройство обладает более широкими функциональными возможностями.

Источники информации, принятые во внимание:

[1] Электротехнический справочник в 4-х томах, т.2. Электротехнические изделия и устройства. Под общей редакцией В.Г. Герасимова и др. - М.: Издательство МЭИ, 1998 г., с.390, рис.35.10.

[2] Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. - М.: Энергоатомиздат, 1998, стр. 416, рис. 11.33 (прототип).

Использование: в электротехнике в качестве основной защиты линии электропередач напряжением 110-220 и 330-500 кВ и предназначена для совместной работы с высокочастотными приемопередатчиками. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей защитной панели. Защитная панель содержит шесть трансформаторов, одиннадцать резисторов, замыкающий контакт, два регулятора числа витков, шесть конденсаторов, входные клемма токов фазы С, фазы В, фазы А и нулевой фазы, клеммы напряжения фаз А-С, клемма питания положительного потенциала, клемма питания отрицательного потенциала, шесть выходных клемм, реле четыре обмотки реле тока, обмотки первого и второго поляризованных реле, пять переключателей, два выпрямительных блока, два дросселя, два разрядника. 2 ил.

Защитная панель, содержащая первый и второй трансформаторы, резисторы с первого по одиннадцатый, замыкающий контакт, первый регулятор числа витков, первый и второй конденсаторы, отличающаяся тем, что введены входная клемма тока фазы С, входная клемма тока фазы В, входная клемма тока фазы А, входная клемма тока нулевой фазы, первая и вторая клеммы напряжения фаз А-С, клемма питания положительного потенциала, клемма питания отрицательного потенциала, выходные клеммы с первой по шестую, второй регулятор числа витков, реле сопротивления, первая, вторая, третья и четвертая обмотки реле тока, обмотка первого поляризованного реле, обмотка второго поляризованного реле, первый и второй переключатели, первый, второй и третий ключи, первый и второй выпрямительные блоки, третий, четвертый, пятый и шестой трансформаторы, третий, четвертый, пятый и шестой конденсаторы, первый и второй дроссели, а также первый и второй разрядники и при этом входная клемма тока фазы С соединена с первой клеммой первого резистора, выполненного переменным, вторая клемма первого резистора соединена с первой клеммой второго резистора, выполненного переменным, вторая клемма второго резистора соединена с первой клеммой вторичной обмотки третьего трансформатора, вторая клемма которого соединена с первой клеммой второго ключа, вторая клемма которого соединена с первой клеммой второго резистора и с первой клеммой тока фазы С реле сопротивления, вторая клемма фазы С которого соединена с первой клеммой первой первичной обмотки пятого трансформатора, вторая клемма которого соединена с первой клеммой второй первичной обмотки пятого трансформатора и первой клеммой восьмого резистора, выполненного переменным, вторая клемма восьмого резистора соединена с первой.клеммой седьмого резистора, выполненного переменным, с первой клеммой первого переключателя и входной клеммой первого регулятора числа витков, группа выходных клемм которого соединена с группой из первой крайней и промежуточной клемм первичной обмотки первого трансформатора, вторая крайняя клемма которого соединена со второй клеммой первого переключателя, третья клемма которого соединена с входной клеммой тока нулевой фазы, первая клемма вторичной обмотки первого трансформатора соединена с первой клеммой первого конденсатора и первой входной клеммой первого выпрямительного блока, вторая входная клемма которого соединена со вторыми клеммами первого конденсатора и вторичной обмотки первого трансформатора, первая выходная клемма первого выпрямительного блока соединена с первой выходной клеммой второго выпрямительного блока, с первыми клеммами второго конденсатора и обмотки первого поляризованного реле и с четвертой выходной клеммой, вторая выходная клемма первого выпрямительного блока соединена со второй выходной клеммой второго выпрямительного блока, со второй клеммой второго конденсатора, с первыми клеммами обмотки второго поляризованного реле, вторая клемма которого соединена со второй клеммой обмотки первого поляризованного реле, и третьего ключа, а также с третьей выходной клеммой, вторая клемма третьего ключа соединена со второй выходной клеммой и с первой клеммой замыкающего контакта, вторая клемма которого соединена с первой выходной клеммой, первая клемма первой обмотки реле тока соединена с входной клеммой тока фазы А, а вторая клемма соединена с первой клеммой второй обмотки реле тока, вторая клемма которого соединена с первой клеммой тока фазы А реле сопротивления, вторая клемма фазы А которого соединена со второй клеммой седьмого резистора, третья клемма которого соединена с первой крайней клеммой вторичной обмотки пятого трансформатора, группа из второй крайней и промежуточных клемм которого соединена с группой входных клемм второго регулятора числа витков, группа выходных клемм которого соединена с группой из первой крайней и промежуточных клемм первичной обмотки шестого трансформатора, вторая крайняя клемма которого соединена с третьей клеммой восьмого резистора, первая клемма вторичной обмотки шестого трансформатора соединена с первыми клеммами первого разрядника, второго разрядника, четвертого конденсатора, девятого резистора, пятого конденсатора, десятого резистора и с шестой выходной клеммой, вторая клемма вторичной обмотки шестого трансформатора соединена со вторыми клеммами первого разрядника, второго разрядника и четвертого резистора и с первой клеммой второго дросселя, вторая клемма которого соединена со вторыми клеммами девятого резистора и пятого конденсатора и с первой клеммой шестого конденсатора, вторая клемма которого соединена с пятой выходной клеммой и с первой клеммой одиннадцатого резистора, вторая клемма которого соединена со второй клеммой десятого резистора, третья клемма второго резистора соединена с первой клеммой первого ключа, вторая клемма которого соединена с первой клеммой первичной обмотки четвертого трансформатора, вторая клемма которого соединена с первой клеммой вторичной обмотки второго трансформатора, вторая клемма которого соединена с третьей клеммой первого резистора, первая клемма третьей обмотки реле тока соединена с входной клеммой тока фазы В, вторая клемма третьей обмотки реле тока соединена с первой клеммой четвертой обмотки реле тока, вторая клемма которой соединена с первой клеммой первичной обмотки второго трансформатора, вторая клемма которого соединена с первой клеммой первичной обмоткой третьего трансформатора, вторая клемма которого соединена со второй клеммой второй первичной обмотки пятого трансформатора, первая клемма вторичной обмотки четвертого трансформатора соединена с первыми клеммами третьего конденсатора и первого дросселя, вторая клемма которого соединена с первой клеммой второго переключателя, вторая клемма которого соединена с первой клеммой третьего резистора, выполненного переменным, вторая клемма третьего резистора соединена с первой клеммой четвертого резистора, вторая клемма которого соединена с третьей клеммой второго переключателя и с первой клеммой шестого резистора, вторая клемма которого соединена с первой клеммой пятого резистора, выполненного переменным, вторая клемма пятого резистора соединена с первой входной клеммой второго выпрямительного блока, вторая входная клемма которого соединена со вторыми клеммами третьего конденсатора и вторичной обмотки четвертого трансформатора, клеммы питания положительного и отрицательного потенциалов являются клеммами питания отрицательного и положительного потенциалов, соответственно, реле сопротивления, а первая и вторая клеммы напряжения фаз А-С являются клеммами напряжения фаз А-С реле сопротивления.