Трехфазное реле напряжения Советский патент 1985 года по МПК H02H3/20 

(

Фиг.1 С/А Вы)(од «2

Изобретение относится к электроTexiiHKe и предназначено для использования в системах комплексной защиты автономньк энергосистем.

Известно электромеханическое трехфазное реле напряжения, содержащее подвижную индукционную систему, снабженную двумя обмотками, включаемыми на линейные напряжения трехфазного переменного тока. Реле реагирует на уменьшение площади треугольника линейных напряжений 1 ,

Недостатками данного реле яв- . ляются наличие подвижной механической системы, большие масса и габа-ipHTbij значительная материалоемкость

невысокая точность и вибростойкость , /

Наиболее близким к изобретению

по технической сущности является статическое трехфазное реле напряжения, содержащее два.датчика напряжений, фазовращатель, перемножитсль и пороговый элемент, причем выход первого датчика.напряжения подключен к входу перемножителя чере:) фазовращатель, а выход второго к лругому входу перемножителя непосре/ ственно, В этом реле из выходного сигнала перемножнтеля с помощью фильтра выделяют рабо.чий сигнал, который поступает на вход порогового элемента, срабатывающего при заданном уровне рабочего сигнала 2 ,

Недостатком известного реле является то, что в переходных процессах из-за инерциолности фильтра значение рабочего сигнала на его выходе пропорциональное текущему значению гшощадн треугольника линейных напряжений, устанавливается с запаздыванием, что приводит к снижению точности реле и его быстродействия .

Цель изобретения - повьшюние точности и быстродействия трехфазного реле напряжения, реагирующего на уменьшение площади треугольника лилейных напряжений.

Цс:ль достигается тем, что в реле введены.второй фазовращатель, второй перемножитель и вычитатель, при этом выход первого датчика подключен к одному входу второго перемнохсителя непосредственно, а выход второго датчика - к другому входу второго перемножителя через

второй фазовращатель, выходы перемножителей соединены с входами вычитателя, к выходу которого подключен пороговый элемент.

На фиг.1 представлена функциональная схема трехфазного реле напряжения; на фиг.2 - векторная диаграмма, поясняющая его работу; на фиг.З - пример выполнения цринципиальной схемы.

Реле содержит датчики линейных напряжений, эьшолненные в виде траформаторов 1 и 2, перемножители 3 и 4, фазовращатели 5 и 6, вычитатель 7. пороговый элемент 8. Выход датчика 1 подключен к входу паремножитедя 3 через фазовращатель 5, а к входу перемножителя 4 непосредственно. Выход датчика 2 подключен к другому входу перемножителя 3 непосредственно, а к другому входу перемножителя 4 - через фазовращатель 6, Выходы перемножителей 3 и 4 соединены с входами вьгчитателя 7, к выходу которого подключен пороговый элемент 8. Фазовращатель 5 и 6 выполнены с устакой, обеспечивающей изменение фазы нацряжения выходного сигнала на -90 по отношению к фазе входного сигнала.

Реле работает следующим образом

При подаче на входы датчиков 1 и 2 линейных напряжений , и на входы перемножителя 3 поступают сигналы с напряжениями

) ,

(1) ,(a),-90°

а на входы перемножителя 4 сигналы с напряжениями

- ( 1

(2)

) де К - коэффициент трансформации датчиков 1 и 2 J .e.rti амплитудные значения линейных напряжений}

АбИЧ-,

-фазы линейных напряжений;

ы

-угловая частота переменного напряжения.

с учетом соотношений Cos ()-51п и Cos (90 -ь ) -Sin р выходные сигналы перемножителёй 3 и 4 можно представить в виде

3 ( + V, Чсл-.Зо)) 4 -lcЧ6Л6mS кЧ6„,Vcвn,CoЦ2tot Ч-Аб Г -qO°j

где f - угол между двумя векторами треугольника линейных напряжений ( фиг.1). Вычитателем 7 осуществляется .вьщеление полезного рабочего сигнала и подавление гармонического .сигнала помехи

U7 Uj-U. ,{-)

,1где9 |идр и.&

- площадь треугольника линейных напряжений.

Таким образом, при подведении к зажимам реле линейных напряжений трёхфазного переменного тока, на вход порогового элемента 8 поступает рабочий сигнал,, пропорциональный плЪщади треугольника линейных напряжений. Пороговый элемент срабатывает в соответствии с заданной установкой. Рабочий сигнал, пропорциональный площади треугольника линейных напряжений, формируется окончательно на выходе вычитателя, а не с помощью низкочастотного фильтра. Операция фильтрации вносит ощутимую задержку в формирование точного значения рабочего сигнала.

(3)

в то время как операция вычитания происходит практически мгновенно, чем исключается переходный режим, отсутствие которого значительно .повышает точность и увеличивает быстродействие реле,

Предлагаемая схема реле напряжения реализуется на обычных стандартных элементах и практически не требует настройки. В качестве.основного функционального элемента реле ( перемножителя) может быть использован серийно вьтускае№ 1й отечественной промьшшенностью аналоговый перемножитель серии 525 ПС1, а фазовращатели на , вычитатель и выходной пороговый элемент могут быть выполнены на однотипном операционном усилителе серии К553 УД2 (фиг.2.

Предлагаемая схематрехфазного реле напряжения имеет высокие тех- . нические характеристики и технологична в изготовлении. Замена выпускаемого до сир пор электромеханического реле типа РНБ-231 предлагаемым статическимреле напряжения дает значительный экономический эффект.

ТРЕХФАЗНОЕ РЕЛЕ НАПРЖКЕ- ; 1ШЯ, содержащее два датчика линейных напряжений, фазоврап1атель, перемножитель и пороговый элемент, причем выход первого датчика линейного напряжения подключен к одному входу перемножителя через фазовращатель, а выход второго - к другому входу I перемножителя неп сред- ственно, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в пего введены второй фазовращатель, второй перемножитель и вычитатель, при этом выход первого датчика подключен к одному входу второго перемножителя непосредственно, а выход второго датчика - к другому входу второго перемножителя.через второй фа(Л зовращатель, выходы перемножителей соединены с входами вычитателя, к выходу которого подключен пороговый элемент.

IfAB

Фиг.2

sinp