Реле с двумя подводимыми величинами Советский патент 1987 года по МПК H02H3/40 H01H83/22 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в релейной защите в качестве измерительного органа сопротивления или реле направления мощности.

Цель изобретения - снижение частотной погрешности реле.

На фиг. 1 изображена структурная

схема предлагаемого реле; на фиг. 2 - ю ходы 20 и 21 которого подключены

характеристика низкочастотного (а) и заграждающего (б) фильтров.

Реле содержит блок. 1 формирования ортогональных составляющих, первый 2, второй 3, третий 4 и четвертый 5 блоки частотной фильтрации, подключенные входами к выходам блока 1 формирования ортогональных составляющих, а выходами к соответствую

соответственно к одним входам умножителей 15, 17 и 16, 18, а входные величины реле с его входов 22 и 23 подаются на другие входы умножителей 15 15-18.

Реле работает следующим образом. На входы 22 и 23 реле подаются разные величины X и У (например, ток

щи м входам первого 6, второго 7, тре- 20 и напряжение). С выходов 20 и 21 ге

нератора 19 снимаются ортогональные

тьего 8 и четвертого 9 сумматоров, формирователи 10 и 11 модуля, подключенные входами соответственно к выходам первого, второго, TpeTijero и четвертого сумматоров, и элемент 12 сравнения, подключенный входами к выходам формирователей 10 и 11 модуля.

опорные сигналы U - sinto t, U, - f2cosWot, гдесЗд- частота, предпочтительно равная частоте сети или 25 ее номинальному значению.

Масштабные коэффициенты сумматоров 6-9 по разным входам 24-35 неодинаковы и представлены в таблице.

Величины X, У и и перемножаются в умножителях 15-18, на выходах -которых образуются сигналы:

и Ksinu t; и -42Xcos(Oot; W 42YsinCO,t;

VJ -xjixcos . (1)

О

Рассмотрим работу реле при сину- g соидальных входных величинах

X -42Xsin(cot+ qj); Y 42Ysin(Qt+p

(2)

где CO - частота сети.

После подстановки (2) в (1) получаем для Uj, и Ug (Wj, и Wg аналогичны):55

Up X-cos (Q-co,)t+( cos(Q+Q,)t+Cf ; X sin (Ц-и,) t+(})+X sin(,)t+()

Каждый из блоков 2-5 частотной фильтрации выполнен в виде последовательно включенных низкочастотного 13 и заграждающего 14 фильтров.

Блок 1 формирования ортогональных составляющих выполнен в виде четырех умножителей 15-18 и генератора 19 опорных ортогональных сигналов, высоответственно к одним входам умножителей 15, 17 и 16, 18, а входные величины реле с его входов 22 и 23 подаются на другие входы умножителей 15-18.

Реле работает следующим образом. На входы 22 и 23 реле подаются разные величины X и У (например, ток

нератора 19 снимаются ортогональные

опорные сигналы U - sinto t, U, - f2cosWot, гдесЗд- частота, предпочтительно равная частоте сети или ее номинальному значению.

Масштабные коэффициенты сумматоров 6-9 по разным входам 24-35 неодинаковы и представлены в таблице.

В реле полезную роль играют составляющие разностной частоты:

Xcos(o-W,)t +V,

Xg Xsin(u-a))t

YC Ycos(to-6J)t

Yg Ysin(co-cao)t +,

(4)

a составляющие суммарной частоты в (3) должны -быть подавлены. Этой цели служат прежд.е всего заграждающие фильтры 14. Одни низкочастотные фильтры 13 справиться с такой задачей не в состоянии, а их назначение в реле - подавлять случайные помехи. Полоса подавления (затухания) заграждающих фильтров 14 выбирается с таким расчетом, чтобы она охватывала весь диапазон возможного изменения суммарной частоты со + СОо (фиг. 2 а)

Таким образом, на выходах фильтров

14 сигналы практически полностью сов-,

падают с (4).

Далее рассмотрим работу измеритель- ного органа (например, сопротивления или направления мощности), действующего по принципу сравнения модулей (абсолютных значений) двух векторных сумм:10

сумматорах блоков 10 и 11 формирования модуля дают постоянные величины

. + N D.

Элемент 12 сравнения срабатывает при условии М N , что адекватно (6)

Гармонические помехи частоты СО , присутствуюЕцие на входных величинах

/К X К X + К. У/, (5) X и У после перемножения с величина- ,ми и,, Uj, дают колебания частот«„+

где () - комплексные коэффициенты, , У У/ .

Условие (5) преобразуем к более удобному виду с двумя комплексными константами JC, К и одной вещественной h:20

СОд ч, СО + top , которые находятся за

15 пределами полосы затухания заграждающих фильтров 14, Основное назначение низкочастотных фильтров 13 - ослабить эти колебания до приемлемого уровня.

Располагая ортогональными составляющими (4), можно строить разнообразные измерительные органы, в том числе и одной величины. В условиях (5) и (6) ничего не из- Таким образом, работа реле от час- менится, если векторы X и Y не будут 25 тоты сети не зависит в том случае, неподвижны, а начнут вращаться с оди- если суммарная частота и) + 6)о находитМ /X+Kj-Y/ N /hX+KgY/. (6)

наковой угловой частотой СО -СОд , т.е.

X Х/( +(co-We)t X +jXg; Y Y/f +(u+w)t .

. СЯ в полосе подавления заграждающих фильтров, а разностная частота а - сОо находится на участках характерис- 30 тик низкочастотных и заграждающих фильтров, где коэффициент усиления остается практически неизменным. Это легко достигается при использовании цифровой техники в диапазоне частот

Следовательно, на входы измерительных органов реле правомерно подавать 35 Ч- сигналы (4).

Формула изобретен И я 1. Реле с двумя подводимыми велиОбозначая Кр a,+jb,.. Kg а +

+jbj, перепищем (6), возводя обе его части в квадрат:чинами, содержащее блок формирования

40 ортогональных составляющих, два сумматора и два формирователя модуля, подключенные выходами к входам зле- (hXg+a Y -b Y )+(iX )(7) мента сравнения, отличающеес я тем, что, с целью снижения час- Условие (7) реализуется элемента- 45 тотной погрешности, дополнительно

(X,+a,Y,-b,Y)-KX,-bb,Y,+a,Yg)4

ми 6-12, Выходные сигналы сумматоров 6-9 составляют соответственно

введены четыре блока частотной фильтрации и два сумматора, при этом один выход блока формирования ортогональных составляющих подключен через

X,+a,Y,-b,Yg; X5+b,Y,-fa, bX,,-b,Yg;

DSV Yg-bb.Y.+a.Yg

0

HO

И изменяются с частотой Q -со

после преобразования в квадраторах и

в-,

1356106

сумматорах блоков вания модуля дают ны

. + N D.

Элемент 12 сравнения срабатывает при условии М N , что адекватно (6),,

СОд ч, СО + top , которые находятся за

. СЯ в полосе подавления заграждающих фильтров, а разностная частота а - сОо находится на участках характерис- 30 тик низкочастотных и заграждающих фильтров, где коэффициент усиления остается практически неизменным. Это легко достигается при использовании цифровой техники в диапазоне частот

35 Ч-

и

введены четыре блока частотной фильтрации и два сумматора, при этом один выход блока формирования ортогональных составляющих подключен через

50 первый блок частотной фильтрации к одним входам первого и третьего сумматоров, другой выход через второй блок частотной фильтрации к одним входам второго и четвертого суммато55 ров, третий выход через третий блок частотной фильтрации - к другим входам всех упомянутых сумматоров, четвертый выход через четвертый блок частотной фильтрации - к третьим входам

всех четырех .сумматоров, выходы первых двух из которых подключены к входам одного формирователя модуля, а выходы других сумматоров подключены к входам другого формирователи модуля.

2, Реле по п. 1, отличающееся тем, что каждый из блоков частотной фильтрации выполнен в виде последовательно включенных низкочастотного и заграждающего фильтров.

13561066

3. Реле по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования ортогональных составляющих выполнен в виде четырех умножителей и генератора опорных ортогональных сигналов, один выход которого подключен к одним входам двух умножителей, другой выход - к одним входам двух 10 других умножителей, а входные сигналы подаются на другие входы умножителей.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите. Цель изобретения - снижение частотной погрешности реле. За счет введения блоков частотной фильтрации 1-5 и сумматоров В и 9 гармонические помехи частоты, присутствующие на входных величинах, после перемножения будут находиться за пределами полосы затухания заграждающих фильтров 14. Низкочастотные фильтры 13 ослабляют колебания до приемлемого уровня. При этом работа реле не зависит от частоты сети и имеет возможность строить разнообразные измерительные органы. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. (С (Л гпл 00 ел 05 фиг.1

2(1)о (t)

фе/аг