Реле направления мощности Советский патент 1989 года по МПК H02H3/38 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к полупроводниковым реле защиты и автоматики.

Цель изобретения - расширение области применения,.

На фиг.1 представлена принципиальная схема реле направления мощности; на фиг.2 - временные диаграммы напряжений и токов, поясняющие- работу реле.

Реле направления мощности содержит промежуточный трансформатор 1 напряжения промежуточный трансформатор 2 тока, к вторичной обмотке .трансформатора 1 напряжения через .

первый диод 3 подключены конденсатор 4 и потенциометр 5, выход которого подключен к инвертирующему входу дифференциального операционного усилителя 6, на основе которого выполнен элемент сравнения, вторичная обмотка трансформатора 2 тока подключена .к второму диоду 7 и база- . эмиттерному переходу транзистора 8, подключенного коллектором к вторичной обмотке трансформатора 1 напряжения через последовательно соединенные первый резистор 9 и четвертый диод 10, а также к последовательно включенным .третьему диоду 11 и второ4 О5

05

сл ел

му резистору 12, причем параплельно резистору 12 подключены последовательно соединенные резистор 13 и конденсатор 14, образующие RC-цепь, точка соединения которых подключена к неинвертирующему входу усилителя 6.

На фиг.2 представлены диаграммы тока сети при прямом I) обратном It-) направлении мощности, напряжения сети и, а также осциллограммы коллекторного напряжения транзистора 8 при прямом Пц(,и обратном Ug( направлении мощности.

Работу реле характеризуют два режима: прямого направления мощности в сети, когда ток I отстает по фазе от напряжения U, и обратного направления ьющности в сети, когда ток I опережает -.по фазе напряжение U.

В исходном направлении при подаче напряжения сети U на первичную обмотку промежуточного трансформатора

1напряжения конденсатор 4 заряжен через диод 3 до постоянного напряжения, пропорционального амплитуде напряжения сети, равной . При отсутствии тока в сети .(1 0) транзистор 8 находится в закрытом состоянии и конденсатор 14 заряжен через диоды 10 и П и резисторы 9 и 13 до постоянного напряжения, пропорционального средневыпрямленному напря42жению сети, равному (достигается

за счет того, что постоянная времени зарядов конденсатора 14 практически равна постоянной времени разряда и зна чительно больше периода Т колебаний напряжения сети). Б этом случае напряжение на конденсаторе 14 оказывается большим, чем выходное напряжение делителя --.5 и на выходе усилителя 6 присутствует постоянное положительное напряжение, соответствующее режиму прямого направления мощности в сети.

В режиме прямой передачи мощности в сети от источника питания активно- индуктивной нагрузки, т.е. когда ток в первичной обмотке трансформатора

2тока i отстает по фазе от напряжения на первичной обмотке трансформатора 1 напряжения U, транзистор 8 открывается под действием вторичной обмотки трансформатора 2 тока, противофазного первичному току I, про текакицего через база-эмиттерный пере0

5

0

5

0

5

0

5

0

ход транзистора 8 на интервале не- совпадения полярностей сигналов U и . Поскольку угол сдвига фаз между напряжением U и током I практически

1Г

составляет меньше -, то в данном режиме работы транзистор 8 большую часть положительной полуволны напряжения сети и оказывается в запертом состоянии (диаграмма коллекторного напряжения и.л, на фиг.2). Благодаря этому напряжению на конденсаторе 14 также превышает выходное напряжение потенциометра 5 и на выходе операционного усилителя 6 присутствует положительное напряжение, свидетельствующее о прямом направлении передачи мощности в сети.

При изменении направления передачи мощности, когда ток I опережает по фазе напряжение U в сети, и угле

сдвига фаз, меньшем , большую часть положительного полупериода напряже- |Ния сети и транзистор 8 оказывается включен (диаграмма коллекторного на- ;пряжения 1-в(-) фиг.2). Это приводит к тому, что напряжение на конденсаторе 14 становится ниже выходного напряжения потенциометра 5, и, как следствие, к появлению отрицательнот го напряжения на выходе усилителя 6, свидетельствующего об изменении направления мощности в сети.

Принципиально реле может работать при любых сдвигах фаз между направлением и током в сети, меньших

.г, и при любых видах нагрузки, а также в режиме удаленного к.з., когда на первичной обмотке трансформатора 1 напряжения присутствует напряжение сети..

Таким образом, благодаря формированию на выходе нуль-индикатора постоянного напряжения потенциального сигнала при срабатывании реле можно использовать с любыми типами исполнительных органов, т.е. реле имеет расширенную область применения.

Формула изобретения

еле направления мощности, содержащее промежуточный трансформатор тока, промежуточный трансформатор на- пряжения, к одному выводу вторичной i

S1467

обмотки которого подключен первый диод, .элемегнт сравнения, потенциометр, последовательную RC-цепь, тран- щистор, в цепи коллектора которого включен первый резистор, второй диод, .включенный между эмиттером и базой транзистора, третий и четвертый диоды и второй резистор, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, в реле дополнительно введен конденсатор, а элемент сравнения выполнен на дифференциальном операционном усилителе, при этом один вывод вторичной обмот- ки промежуточного трансформатора тока подключен к базе транзистора, а другой ее вывод подключен к эмиттеру транзистора и соединен с клеммой для заземления, коллектор транзистора подключен к аноду третьего диода, подключенного катодом к выво-.

ду резистора последовательной КС- цепи, а также к одному выводу второго резистора, другой вывод которого объединен с выводом конденсатора последовательной RC-цепи, средняя точка упомянутой КС-цепи подключена к неинвертирующему входу дифференциального операционного усилителя, к инвертирующему входу которого подключен регулировочный вывод потенциометра, параллельно которому включен вновь введенный конденсатор, подключенный одним выводом к одному зазе шенному выводу вторичной обнот- ки промежуточного трансформатора напряжения, другой вывод которой- подключен ,через четвертый диод к резистору в цепи коллектора транзис тора, а также через первый диод - к другому выводу упомянутого конденсатора.,

Изобретение относится к электротехнике, а именно к полупроводнико-. вым реле защиты и автоматики. Цель изобретения - расширение области применения. Реле содержит промежуточжте трансформаторы тока и напряжения, управляемый транзисторный ключ, два сглажива} чцих конденсатора и элемент сравнения, выполненный на дифференциальном операционном усилителе. При прямом направлении мощности в сети средневыпрямленное напряжение на выходе управляемого ключа превышает напряжение, пропорциональное амплитуде напряжения сети, и на выходе элемента сравнения имеется положительный потенциальный сигнал. При обратном направлении мощности в сети соотношение между указанными напряжениями изменяется и на выходе элемента сравнения появляется выходной сигнал отрицательной полярности. 2 ил. 2 СЛ

Фиг. I

Фиг.2