Реле реактивной мощности Советский патент 1987 года по МПК H02H3/42 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики и релейной защиты энергосистем.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия.

На фиг. 1 представлена функциональная схема реле .реактивной мощности; на фиг. 2 - временная диаграмма работы блока управления.

Измерительные преобразователи тока 1 и напряжения 2 присоединены к входам первого перемножителя 3, информационные входы ячеек 4 и 5 выбора и хранения соединены с выходом первого перемножителя 3, входы второго перемножителя 6 соединены с выходами ячеек 4 и 5 выборки и хранения, а выход второго перемножителя 6. соединен с входом порогового элемента 7, вход блока 8 управления, состоящего из дифференциатора 9, выход которого подключен к входу нуль-органа 10, выход нуль-органа 10 через инвертор 11 подключен к первому формирователю 12 импульсов и непосредственно к второму формирователю 13 импульсов, соединен с выходом первого перемножителя 3, выход первого формирователя 12 импульсов подключен к управляющему входу первой ячейки 4 выборки и хранения, выход второго формирователя 13 импульсов подключен к управляющему входу второй ячейки 5 выборки и хранения.

На фиг. 2 обозначено: напряжение Ui на выходе первого перемножителя 3; напряжение Ua на выходе дифференциатора 9; напряжение Ua на выходе нуль-органа 10, напряжение U на выходе инвертора 11; напряжение Us на выходе первого формирователя 12 импульсов; напряжение Ue на выходе второго формирователя 13 импульсов; напряжение U на выходе первой ячейки 4 выборки и хранения; напряжение Us на выходе второй ячейки 5 выборки и хранения; напряжение Ug па выходе второго перемножителя 6; напряжение Uio на выходе порогового элемента 7; напряжение срабатывания порогового элемента 7.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение на выходе первого перемножителя 3 может быть описано формулой

cos ф - UI cos(2i)t + ф)|,(1) где и - действующее значение напряжения;

I - действующее значение тока;

Ф - сдвиг фаз между током и напряжением;

W - угловая частота сети;

К- коэффициент пропорциональности.

Максимальное значение этого напряжения

и.ма„с К(и1созф +UI)(г)

достигается при со5(2ш1-|-ф)-1.

Минимальное значение этого напряжения измнн К(и1созф-UI)(3)

достигается при соз(2м;1 + ф) 1.

5

Перемножив (2) и (3), получаем на-выходе второго перемножителя б

(UI)2 51п ф(4)

Учитывая, что иЫпф Q,(5)

т.е. реактивной мощности, получаем

U8 K2Ql (6)

Таким образом, произведение положительной и отрицательной амплитуд выходного напряжения первого перемножителя 3 пропорционально квадрату измеряемой реактивной мощности.

Соответственно описанному алгоритму напряжение с выхода первого перемножителя 3 поступает к информационным входам двух ячеек 4 и 5 выборки и хранения. Эти ячейки имеют также управляющий вход, при поступлении на который в моменты, когда Ui и Ui USMHH, узкого отрицательного управляющего импульса проис ходит запоминание имеющихся на информационном входе измакс или и змич в специQ альном запоминающем конденсаторе, входящем в состав ячейки выборки и хранения. При поступлении следующего управляющего импульса записанная информация обновляется. Запомненные напряжения с выходов ячейки 4 и 5 выборки и хранения пос5 тупают на входы второго перемножителя 6, напряжение на выходе которого пропорционально квадрату измеряемой реактивной мощности.

При превып1ении напряжения Ue уставки порогового органа 7 реле реактивной мощ ности выдает выходной сигнал на л рабаты- вание выключателя.

Для формирования управляющих импульсов в моменты достижения выходным напряжением первого перемножителя максимального и минимального значений служит

блок 8 управления.

Напряжение на выходе дифференциатора 9 сдвинуто на 90° относительно напряжения на выходе первого перемножителя 3 и не содержит постоянной составляющей.

0 Из выходного напряжения дифференциатора с помощью нуль-органа 10 формируются прямоугольные импульсы Us, из фронтов которых с помощью формирователя 13 импульсов формируются управляющие и.мпульсы Ue для одной из ячеек выборки и хранения.

5 Напряжение нуль-органа Оз инвертируется с помощью инвертора 11 и из фронтов напряжения U4 формируют с помощью формирователя 12 импульсов управляющие импульсы Us для другой ячейки выборки и хранения. Формирователи импульсов пред ставляют собой дифференцирующие RC-це- почки.

Выходной сигнал реле Uio (фиг. 2) появляется за время, меньшее длительности е периода напряжения сети.

Точность предлагаемого реле достигается тем, что ячейки выборки и хранения запоминают положительные и отрицательные значения выходного сигнала первого перемножителя в момент минимальной скорости его изменения в точке достижения амплитудных значений, а блок управления формирует сигнал управления ячейки выборки и хранения в момент максимальной скорости изменения сигнала, что уменьшает фазовую погрешность.

Формула изобретения

1. Реле реактивной мош,ности, содер- жаш,ее измерительные преобразователи тока и напряжения, соединенные с входами перемножителя, и пороговый орган, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, дополнительно

5

введены две ячейки выборки и хранения, второй перемножитель и блок управле-, ния, причем информационные входы ячеек выборки и хранения и вход блока управления соединены с выходом первого нере- множителя, входы второго перемножителя соединены с выходами ячеек выборки и хранения, управляюш.ие входы которых соединены с выходами блока управления, выход второго перемножителя соединен с входом порогового органа.

2. Реле по п. 1, отличающееся тем, что блок управления выполнен в виде дифференциатора, нуль-органа, инвертора, пер вого формирователя импульсов, соединенных последовательно, ( второго формирователя импульсов, соединенного с выходом нуль-органа.

Изобретение относится к электротехнике и может быть иснользовано в устройствах релейной зани1ты. Цель изобретенияиовыи1еннс точности и быстродействия. Сигнал с выхода иеремножите- ля 3, на вход KOTciporo ностунают сигна.чы с иреобразовате. юй тока I и ианряжения 2, ностунает на вход ячеек 4 и 5 выборки и хранения. На управляюн1ий вход ячеек 4 и 5 нодается сигнал с выхода блока 8 ун- равления. Сигналы с выходов ячеек 4 и 5 в соответствуюни1е моменты ностунают на вход неремножителя 6. Сигнал с выхода носледнего сравнивают с заданным нри помощи норогового элемента 7. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (С 00 о со ел О: и.г.1