Реле напряжения Советский патент 1984 года по МПК H01H83/12 

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано устройствах автоматического повтор 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,RC -фильтр и реагирующий орган на сравнении входной величины с заданной ij . Недостатком этих реле является то, что время срабатывания и время возврата получается достаточно боль шим и зависимым от значения напряже ния к, 3. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является быстродействующее реле тока, содержащее промежуточный трансформатор, масштабны усилитель, частотный фильтр, двухполярный пороговый элемент и выходной каскад 2 . Необходимое быстродействие реле тока достигается тем, что в нормаль ном режиме ток нулевой последовательности отсутствует и энергию частотный фильтр в доаварийном режи не запасает. Заменив промежуточный трансформатор тока трансформатором напряжения, можно получить реле напряжения с частотным фильтром. Однако, ввиду того, что время срабатывания такого реле при сброс напряжения с U щ., до U 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 быс родействия. Поставленная цель достигается тем, что в реле напряжения,- содержа щем последовательно соединенные про м ежуточный трансформатор, масштабны усилитель, частотный фильтр, двухпо лярный 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 выход сумматора соединен с регенераторным компаратором, выход которого подключен к второму -входу сумматора, причем выход сумматора соединен с регенераторным компаратором, выход которого подключен к управляю щему входу аналогового ключа, при этом вьпсод дополнительного частотного фильтра через аналоговый ключ подключен к суммирующему входу масштабного усилителя и суммирующему входу двухполярногр порогового элемента. На фиг. 1 изображена фунКциональн я схема реле, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу реле. Реле содержит последовательно включенные промежуточный трансформатор 1 напряжения, масштабный усилитель 2, основной частотный фильтр 3j 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 разньгх 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 больпшми 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. Дополнительньй канал (элементы 6-9) наиболее эффективен при значительных посадках напряжения и при уставках реле напряжения 20% УноцИ ниже. На . 2 приведена диаграмма поясняющая работу реле с дополнительным каналом (дополнительным частотным фильтром, сумматором, регенераторным компаратором и аналоговым ключом) при к.з. в месте установки реле. Как видно из диаграммы напряжение на выходе трансформатора 1 напряжения снижается до нуля практически мгновенно, а на выходе дополнительного фильтра 6 напряжение, пропорциональное напряжению предаварийного 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 нуле вых начальных условий в реле минимального напряжения недопустимо, поэтому с выхода аналогового ключа напряжение поступает на суммирую1ЦИЙ вход двухполярного порогового элемента 4 и не позволяет реле рабо тать в предаварийном режиме). После того, как напряжение на выходе сумматора 8 достигнет порога срабатыва.ния компаратора 9, элемент 4 сработа ет, заблокирует выход аналогового ключа 7 и реле в этом случае-будет работать только по основному каналу Однако до момента блокирования дополнительного канала основной частотный фильтр получает часть энергии от дополнительного фильтра. Величина напряжения, до которого успеет зарядиться основной частотный фильтр зависит от постоянной времени фильт ра и времени действия дополнительно го канала. Как видно из диаграммы, приведенной на фиг. 2 напряжение на выходе основного частотного филь ра за время до срабатывания дополни тельного органа успевает подняться на величину не более 50% от напряже ния, которое имел бы основной частотный фильтр без подключения допо нительного канала, а затем начинает затухать с собственной постоянной времени. Уставка по напряжению сраб тывания дополнительного канала выбр на таким образом, чтобы обеспечить ее надежную отстройку от возможных переходных неаварийных режимов, свя занных с посадкой напряжения (включение нагрузки, нссимметрия сети и др.). и составляла 70% от 1),, что в несколько раз превышает минимальную уставку реле напряжения. Если уставка реле напряжения больше или равна уставке, дополнительного канала, то дополнительный канал не реагирует и реле напряжения сработает без ускорения, т.е. после того, как напряжение на дополнительном частотном фильтре достигает напряжения срабатывания. Учитывая, что в этом случае 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 быстро затухает напряжение на основном частотном фильтре, который в переходном режиме кратковременно получил энергию через аналоговый ключ с выхода дополнительного частотного фильтра. Для надежной работы реле напряжения время возврата дополнительного реагирующего органа выбрано большим максимального времени срабатцвания реле. Учитывая, что на выходе фильтра 3 напряжение до к.з. отсутствовало и на выходе двухполярного порогового элемента 4 существовало напряжение, подаваемое с выхода аналогового ключа 7, напряжение на входе реагирующего органа имеет вид UpefK,UA-K2U p-K3,U.p как к,и KjUcp , то к,и -К2йф о; напряжение защищаемой линии;напряжение на выходе дополнительного фильтра; коэффищ1ент передачи трансформатора напряжения; коэффициент передачи дополнительного фильтра; J - коэффициент передачи основного фильтра. Так как напряжение на выходе дополнительного фильтра пропорционально напряжению Krj-Ucp К,и,то Upo К,ил. При к.з. в месте установки защиты , О и выражение (1) имеет вид Upo г KgUcp К; а после срабатывания дополнительного канала выражение (1) имеет вид Upcf 0.

В случае, если К,Од 5 О, то Upo K,й.

Таким,образом, введение дополнительных эл.ементов позволило существенно повысить быстродействие реле

и снизить зону его неселективной работы, что позволяет получить значительный экономический эффект за счет повьшения пропускной способнести линий электропередачи.

РЕЛЕ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее последовательно соединенные промежуточный трансформатор, масштабный усилитель, частотный фильтр, двухполярный пороговый элемент и выходной блок, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия, к выходу промежуточного трансформатора дополнительно подключены сумматор, регенераторный компаратор, аналоговый ключ и частотный фильтр, вькод которого 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 аналоговьй ключ подключен к суммирующему входу масштабного усилителя и суммирующему входу двухполярного порогового элемента. UZj