СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УПРАВЛЯЮЩЕГО СИГНАЛА В РЕЛЕЙНЫХ ОРГАНАХ Советский патент 1966 года по МПК H02H3/38 

Известен способ получения управляющего сигнала при искаженной форме кривой тока и напряжения релейных органов, в котором для обеспечения отстройки от переходных процессов используются колебательные контуры в цепях тока и напряжения. Но повышение добротности контуров ведет к увеличению их габаритов и резкому росту потребления в цепях напряжения.

Кроме того, с ростом добротности контуров увеличивается и время срабатывания реле, так как увеличивается время установления величин при коротком замыкании на входе контуров.

Предлагаемый способ получения управляющего сигнала релейных органов с непосредственным сравнением фаз при искаженной форме кривой тока и напряжения отличается тем, что после суммирования электрических величин, пропорциональных току и напряжению, перед подачей величин на схему сравнения фаз они усиливаются избирательными усилителями с заграждающими фильтрами в цепи обратной связи, которые имеют амплитудно-фазные характеристики, аналогичные колебательным LG-контурам. Эти усилители называются еще квазирезонансными, так как имея характеристики колебательных контуров, они могут не иметь индуктивных элементов.

В схеме обратной связи могут использоваться заграждающие фильтры различных типов, в том числе и RCL-фильтры, но целый ряд преимуществ имеют нулевые RC-четырехполюсники (мост Вина, мост Рида, двойной Т-образный мост и др.).

Использование квазирезонансных усилителей дает возможность получить эквивалентную добротность более 100 при полосе пропуекания в доли герца.

Для практического применения можно использовать избирательные усилители с полосой пропускания в 2-3 гц. При этом гармонические и субгармонические колебания длинных линий будут подавляться в несколько десятков раз.

Получение LC-контуров такой добротности возмолсно только при огромных габаритах.

Другое преимущество избирательных усилителей перед колебательными LC-контурами состоит в том, что они дают возможность получить малые изменения резонансной частоты от температуры. В результате применения этих усилителей получают чрезвычайно малое потребление в цепях переменного тока и напряжения.

правильно работать при переходных процессах в дальних линиях электропередачи.

Однако аналогия избирательных усилителей и LC-контуров показывает, что время срабатывания таких органов без принятия специальных мер будет большим.

При возникновении короткого замыкания в линии изменяется величина и фаза тока, а также величина напряжения. Фаза напряжения тоже может меняться в небольших пределах (для длинных линий всего на несколько градусов). В результате величины на входе квазирезонансных усилителей изменяются по фазе и амплитуде.

Для органов с непосредственным сравнением фаз изменение амплитуды сравниваемой величины в широком диапазоне не имеет значения.

Медленное же изменение фаз величин от доаварийных до послеаварийных значений приведет к увеличению времени срабатывания. Отсюда время срабатывания органа обратно пропорционально полосе пропускания используемых фильтров.

Для обеспечения высокого быстродействия органов с непосредственным сравнением фаз величины на вход избирательных усилителей подаются только после возникновения короткого замыкания, когда сработает пусковое устройство. Оно может реагировать на ток обратной последовательности, напряжение обратной последовательности, изменение угла между током и напряжением и т. д.

Получение высокого быстродействия таким образом следует из аналогии квазирезонансцых усилителей и LC-контуров.

Если при нулевых начальных условиях включить последовательный LC-контур с высокой добротностью, у которого декремент затухания много меньше резонансной угловдй частоты (), на гармоническое напряжение, частота которого совпадает с резонансной частотой контура (случай изохронизма), то фаза результируюш,его тока в контуре или напряжения на сопротивлении устанавливается сразу и не меняется в течение всего переходного процесса, а амплитуда нарастает с постоянной времени, определяемой декрементом затухания контура.

Аналогичные явления имеют место и в квазирезонансном усилителе.

При подаче на вход усилителя суммы нескольких гармонических колебаний разных частот картина практически не изменится.

вследствие того, что частоты, отличные от резонансной, будут глубоко подавлены. Так как значение амплитуды величины на входе схемы сравнения фаз может меняться в широком диапазоне, а фаза устанавливается сразу, то реле сработает в течение первого же полупериода.

Чертеж поясняет описываемый способ.

Ток / и напряжение U подаются на вход0 ное суммируюшее устройство рабочей / и поляризуюшей 2 цепи. На выходе входных суммируюших устройств получаем линейные

функции тока и напряжения соответственно

5 KiU+K l и K U+Kj. Величина KiU+K I вместе с сигналом от пускового органа 3 (показан пунктиром, так как не относится к релейному органу с непосредственным сравнением фаз) поступает на вход логической схе0 мы Я/. На ее выходе появляется величина,

пропорциональная , в случае срабатывания пускового органа 3 поступает на логическую схему И2.

2 Величины, пропорциональные и

, с выхода схем Я/ и И2 подаются на избирательные усилители с заграждающими фильтрами 4 и 5 Е цепи обратной связи, а потом на схему ИЗ совпадения знаков

0 сравниваемых но фазе величин.

Интегрирующее звено 6 превращает время совпадения знаков двух синусоидальных величин в пропорциональное ему напряжение. Последнее сравнивается с эталонным напряжением 7 при помощи нуль-индикатора 8.

Все приведенные рассуждения справедливы и для релейных органов на импульсном принщше.

Предмет изобретения

Способ получения управляющего сигнала в релейных органах путем непосредственного сравнения фаз тока и напряжения, отличающийся тем, что, с целью ускорения формирования и повышения точности управляющего сигнала при отклонении от синусоидальной формы кривой тока и напряжения, сравниваемые по фазе величины предварительно

усиливают избирательными усилителями с обратной связью, с заграждающими фильтрами причем запуск указанных усилителей производят только после возникновения короткого замыкания.