Реле сопротивления Советский патент 1975 года по МПК H01H83/16 H02H3/40 

1

Изобретение относится к области а-втоматизации энергетических систем и может быть использовано для построения устройств защиты и протиБоаварий«ой автоматш и энергосистем.

Известны реле сопротивления с «руговой - характеристикой срабатывания, содержащие преобразователи тока и напряжения, схему формирования двух электрических величин и схему сравнения их абсолютных значений. Однако такие реле, вынолненные на пассив ных элементах, имеют низкую унификацию узлов, недостаточно точны, громоздки и потребляют большую мощность от источников сигнала, особенно в режимах короткого замыкания в энергосистеме.

Для унификации элементов и улучшения параметров в предлагаемом реле выходы преобразователей тОКа опережающей и отстающей фаз подключены ко входам дифференцирующего операционного усилителя И первого суммирующего операцио1нного усилителя схемы формирования, а их выходы подключены к первому и второму входам второго суммирующего операционного усилителя, к третьему входу которого подключен выход преобразователя напряжения, причем выходы первого и второго суммирующих операционных усилителей через выпрямители подключены

ко входам сравнивающего операционного усилителя.

На фиг- 1 дана схема описываемого реле; на фиг. 2 - характеристики срабатывания реле сопротивле1Ния: а - в виде окружности, охватывающей начало координат, б - в виде окружности, проходящей через начало координат, б --в виде окружности с центром в на-чале координат.

Реле сопротивлени-я с характеристи-кой срабатывания, представленной на фиг. 2, а, может быть получено, если формируемые величины EI и ЕЗ имеют вид

15

i -/С

Z,.I

..м

Е2 Ки - К

Z, ./

(О

2у

1 + т

Е,К L

Е2 Ки - К

22

/(Cos ф М.Ч+ j sin ф м.ч).

где К - произвольно выбираемый вещественный постоянный коэффициент; 30Zy - сопротивление уставки реле; Фм-ч -yio-i максимальной чувствительности реле; m - отношение отрезка диаметра характеристики, ограниченного точкой начала координат и линией харак1ристики в третьем квадраяте, к отрезку диаметра характеристи-ки, ограниченного точкой начала координат и линией характеристики в первом квадранте, характеризующее смещение характеристики. При от О получаются выражения, согласно которым надо сформировать i и Е для характеристики срабатывания, представленной на фиг. 2, б. Е,К Ъ- . Е, ки-КЕ,К Z Е К.и - К 2 /(сОЗф м,ч+ 5{Пфм.ч ) При ОТ 1 получаются выражения, согласно которым надо сформировать EI и Е для характеристики срабатывания, представленной на фиг. 2, в EI KZy / Ё2 Ки. Преобразователи 1 и 2 реле (см. фиг. 1) осуществляют пропорциональное преобразование фазных токов защищаемого объекта в напряжение и аых - -А J BXi , t- ВЫХо А-/ ВХ2 ) где - коэффициент пропорциональности. Конструктивно преобразователи 1 и 2 могут представлять собой электромагнитные, оптические трансформаторы, традасформаторы с радио- и емкостной связью. Преобразователь 3 осуществляет пропорциональное преобразование междуфазного -напряжения f/Bb,X , где К - коэффициент пропорциональности. Конструктивно преобразователь 3 может представлять собой согласующий трансформатор. Операционные усилители 4 и 5 осуществляют операцию суммирования по за-коиуи - / s вых - АО Г / 1 А г где RO - сопротивление резисторов 6 и 7 от рицательной обратной связи усилителей;и,,. - входное напряжение; R; -сопротивление входных цепей - соответственно, резисторов 8-11. Для унификации, уменьшения габаритов ц повыщения надежности реле в качестве операционных усилителей 4 и 5 могут быть использованы интегральные микросхемы, серийно выпускаемые промышленностью. При помощи операционного усилителя 12, содержащего сопротивление 13 и конденсатор 14, осуществляется операция дифференцирования входного сигнала и одновременно его суммирование - 2dUexi вых -- -Rl32Ci4-, 1 dt где Си - емкости входных цепей усилителя. Выходной сигнал имеет вид вых--/t BXl/L BX2 () Схемы 15 выпрямления могут быть, например, двухполупериодными и выполнены также на основе операционных усилителей. В схемах 15 нанряжения Ei(t) и 2(0 выпрямляются, а сравнение EI и Е по абсолютной величине производится при по-мощи аперационного усилителя 16 с разомкнутой цепью отрицательной обратной связи. Изменяя величины соотношений сопротивлений цепей отрицательной обратной связи соответствуюЩИХ операционных усилителей к входным сопротивлениям, можно изменять коэффициенты передачи по входам 17-23При реализации выражений (1) реле работает следующим образом. Пусть реле подключено к фазам А и В, тогда согласно выражениям (4) и (5) на выходах преобразователей 1-3 имеются напряжения, соответственно, -К1в , /С/А и . С выхода преобразователей 1 и 2 напряжения подаются на входы 22 и 23 дифференцирующего усилителя 12 и входы 17 и 18 суммирующего усилителя 4. При Re/Ks Z, К(1 + т)/2К с учетом выражения (6) напряжение на выходе суммирующего операционного усилителя 4 равно - Е:. Это нанряжение подается в схему 15 выпрямления и на вход 19 суммирующего усилителя 5. KZyil-m) При RiswCn с учетом выражения (7) напряжение на выходе дифференцирующего операционного усил-ителя 12 равно -/(/А -/в )KZ. . Оно подается на вход 20 суммирующего операционного усилителя 5. На вход 21 этого же усилителя с выхода преобразователя 3 подается напряжение ,« . При Rr/R9 С05ф,,.ч , 81пф„.ч И Rj/Rn - K.IK. напряжение на

выходе суммирующего усилителя о равно -

2. Напряжение 2 (О подается в схему 15 выпрямления. После выпрямления напряжения ) и 2 подаются «а соответствующие входы операционного усилителя 16, сигнал с

выхода которого при 1 поступает в логическую часть защиты.

Регулируя величину отношений и KT/RW, можно изменять, соответственно, значения со5ф и sincp Л.., , т. е. угол срм.ч Регулируя lзffi)Cl4 и Яв/Яв, можно получить различные значения Zy . Установку и регулировку величин фм.,, и Zy можно производить и по другим входам усилителей, но указнный вариант наиболее прост.

Чтобы получить характеристику срабатывания, представленную на фиг. 2, б, достаточно изменить соотношения некоторых параметров RS/KS KZ,. /2/С и i3ffi)Ci,i KZy /2К.

Для реализации вырал ений (3) и получения характеристики срабатывания, представленной на фиг. 2, б, необходимо исключить из схемы реле усилитель 12 и отключить от усилителя 5 вход 19. При этом напряжение на выходе суммирующего операционного усилителя 4 с учетам коэффициентов передачи по вхОДам рав-но -, а напряжение на выходе

суммирующего усилителя о с учетом коэ()ф11циентов передачи равно . Регулировка устав-ки осуществляется изменением величины отнощений RS/RS KZy /К. Кроме того, должно выполняться условие RT/RH KIK. Предмет изобретения

Реле сопротивления с круговой характеристикой срабатывания, содержащее преобразователи тока и напряжения с присоединенными к ним формирования двух электрических величии и схемой сравнения абсо лютных значений у-казаиных электрических величин, отличающееся тем, что, с целью унификации элементов и улучшения параметров реле, выходы преобразователей тока опережающей и отстающей фаз подключены ко входам диференцирующего операционного усилителя и первого суммирующего операционного усилителя схемы формироваиия, а их выходы подключены к первому и второму входам второго су-ммирующего операционного усилителя, к третьему входу которого подключен выход преобразователя напряжения, причем выходы первого и второго суммирующих операционных усилителей через выпрямители подключены ко входам операционного усилителя схемы сравнения.