Реле направления мощности Советский патент 1975 года по МПК H02H3/38 H01H83/18 

(54) РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к области автоматизации энергетических систем н может быть использовано для защиты их оборудования.

Известны реле направления мощности, содержащие преобразователи тока и напряжения, схему формирования двух электрических величии н схему сравнения их абсолютных значений. Однако такие реле, выполненные на пассивных элементах, имеют низкую унификацию узлов, недостаточно точны и надежны, громоздки и потребляют большую мощность от источников сигнала.

Для упрощения схемы и улучшения параметров в предлагаемом реле к преобразователю тока параллельно подключены входы инвертирующего и интегрирующего операционных усилителей схвмы формирования, к преобразователю напряжения параллельно подключены первые входы двух суммирующих операционных усилителей схемы формирования, а выходы инвертирующего и интегрирующего операционных усилителей подключены ко второму и третьему входам первого суммирующего операционного усилителя, выход которого подключен ко второму входу второго суммирующего операционного усилителя, причем выходы первого и второго суммирующих операционных усилителей через выпрямители подключены ко входам сравнивающего операционного усилителя.

На фнг. 1 дана схема описываемого реле; на фиг. 2 - характеристики срабатывания реле направления мощности: а - смешанного типа, б - синусного типа, в - косинусного типа.

Характеристику срабатывания реле (см. фиг. 2, а) можно получить, если сравниваемые электрические величины сформированы согласно выражениям

, Х,().«

E2 KiU-KiKi е.« , Kify+/( (cosa-j sina)

E2 (cosa-j sina),(1)

где Ki H / - вещественные коэффициенты; a - угол между характеристикой срабатывания и осью мнимых чисел. Характеристики срабатывания реле (ом.

фиг. 2, б, в) можно получить, соответственно,

при , и а 0. Выражения (1) при этом имеют вид ,/(if}-/XiA/

E2 K,U+jKiKi(-2)

, / if7+/X,

,(;-XiW. Преобразователь 1 (см, фиг. 1) (оптикоэлектронный трансформатор тока, магнитный датчик или трансформатор с радно-нли емкостной связью) осуществляет нреобразование тока защищаемого элемента в нропорциональное ианряжение. ..х /С/х ,(4) где К - коэффициент нронорциональности. Преобразователь 2 (нрО:межуточный или согласующий трансформатор) осуществляет нронорщюнальное преобразование напряжения защищаемого элемента Л и г..,(5) где К. - коэффициент ироцорционалышсти. Оцерационный уснлитель 3 с резистором 4 во входной цени и конденсатором 5 в цени отрицательной обратной овязи имеет закрытый вход для исключения дрейфа нуля и интегрирует входной сигнал: f/.Mx -./, и., (t) dt . При синусоидальном входном сигнале и f/BHX /.X ,(6) в качестве онерационного усилителя 3, а также всех д)угих онерационных усилителей реле использованы интегральные микросхемы, серийно вылускаемые промышленностью. Это позволяет уменьщить габариты и потребляемую от источников сигнала мощность и унифицировать узлы реле. Усилители 6 и 7 являются суммирующими, а усилитель 8 - инвертирующим. Сигнал на их выходах имеет вид: 0,,i 6„ ь, I гле Ко - сопротивление резисторов 9-11 отрицательной обратной :связи соответствующих усилителей; Uj,xi-входное на пря кение; Ri - соиротивление резисторов 12-17, включейных по входам 18-23,усилителей, соответственно. При , R,o/Ri3 KJ sma/KR,o/Ri,KiKcosa/K; /,,//, Rn/Ri7 2K/K обеснечиваются коэффициенчъ передачи согласно выражению (1). Схемы 24 выпрямления вынолнены двухполупериодными. При помощи операционного усилителя 25, работающего в релейном режиме, осуществляется операция сравнения /el/ и /Ё2/. Реле работает с,тедующим образом. При нодаче на вход преобразователя 1 тока защищаемого элемента, а на .вход нреобразователя 2 панряжения иапряжение на выходе операционного усилителя 7 с учетом соотдаетст:вуюи;их коэффициентов передачи и .выражений (4) -(7) равно- 9 , а нанряжение на выходе онерацнонного усилителя . После Бьи1рямления нанряжеиия Ё и EZ иодаются на входы онерациоиного усилителя 25, сигнал на выходе которого появляется при выполнении условия . Изменяя ве.чичину отношений RioJRr и Rio/Ri-i, можно нз.менять угол наклона хара-ктери-сти а-1 срабатывания реле. Регулировка реле может быть нроизведепа изменением и других отнон:ений, но при этом она усложняется. Д.тя получения ха))актеристикн с 1абаты:р,апия ( .0 - I (см. фиг. 2, б) иадо исключить из схемы |)еле инверти 1ующий усилитель 8 к принять R o/Ri3 -l:;, не изменяя остальных соотношений. Для но.тучения характе)истики срабатывания () (см. фиг. 2, в) надо исключить из схемы pe;ie пнтег)ирующий усилитель 3 и п А нрипять ЛЮ/АМ -,;,,, , не изменяя остальных д соотношений. П р е д м е т и з о б р е т е н и я Реле панравления .мощности, содержащее преобразователи тока и напряжения с подсоединенпы.ми к iniM схе.мой формирования двух электрпчеек 1х величип и схемой сравнения их абсолютных значений, отличающееся те:.м, что, с целью упрощения и улучшения параметров реле, к преобразователю тока нодключены нараллельпо входы инвертирующего и интегрирующего операционных усилителей схемы фор.мировапия, к преобразователю пап)яжения подключены параллельно пе)1вые входы двух сум.чирзющих операциониых усилителей схемы фор.миросанпя, а выходы инвертирующего и интегрирующего онерационных усилителей подключепы ко второму и третьему входам первого суммирующего оне|1ационного усилителя, вы.ход которого иодключеп ко вто|)ому входу второго су.ммирующего оие)ационного усилителя, причем выходы перво -о и второго сум.мирующих операционных усилителей через вынрямители подключены ко входам срав1П вающего операционного усн.лите.тя.

23

-CZh-ilK ,5 Г7 l-ьу