Универсальный фильтр-реле тока Советский патент 1977 года по МПК H01H83/20 

1

Изобретение относится к автоматизации энергетических систем и может быть испол; зовано для защиты оборудования от всех видов повреждений.

Известные фильтры-реле симметричных составляющих тока и напряжения многофазных систем строятся с помощью пассивных элементов и содержат электромеханичгские реле ij .

Потребление мощности такими устройства ми от измерительных трансформаторов составляет значительную величину (сотни вольтампер при коротких замыканиях), что но позволяет их использовать при построении устройств защиты оборудования сверхвысокого напряжения (75О В и вьппе) с вновь разрабатываемыми датчиками информании о параметрах тока (оптико-электронными, электромагнитными с воздушным зазором и др.).

Кроме того, такие устройства обладают низкими функциональными возможностями, позволяющими осуществлять контроль только одной определенной последовате.льности или суммы двух последовательностей, вьжодная аналоговая информация собственного

фильтра не Х1О.от быть использог;-,иа в когкольких узлах сложных с:хе.; противопвари.З. ной автоматик;. Устройства громоздки, сло -;ны в регулировке, строятся ия ,нровП1ных элементов и, как следствие, оГ:; алаюг низкой надежностью и нетохнологич -:-- и изгото&ле1п-1И.

Известны также фильтры-г/еле напр:: ;-. ния |2( , у которых указаннь;- Н.-лостатки частично устранены. Устройство может подключено к датчикам тока с в,1холной информацией в виде напряжения и содержать блок формирования напряже п1-я, nponop-UH-iнального определенной симметричней c-ocr:U;.ляюшей, вьнюлненн 1:ч на оп pauHOHHONi усилителе, что позволило Зг1ачитег1ьно уменьшить потребление мощности с м--,.|С|-.тольн1н цепи. Выход фильтра связан со входом сх(ль cp.iivнения. НедостаткаХИ устройства в целом являются ;алые функциональные BO3.-.-o fvHOC:-H из-за использования одного фильтра определенной последовательности или суммы последовательностей, а также 3-за исцользоь ния при построе1{ии индуктивных катущек и в качестве схемы сравнения электпомагпитного реле, что значительно усложняет регулировку, ухудшает технологичность изготовления и, как следствие, снижает надежность.

Целью изобретения является, расширение функциональных возможностей и повышение надежности.

Это достигается в универсальном фильт ре- реле тем, что он содержит преобразователи фазных токов в напряжение, три фильтра отдельных симметричных составляющих, выходы которых через блок формирования и сглаживания абсолютного значения подключен к первому входу схемы сравнения, ко второму входу которой подключен блок задания уставки. Новым в фильтре - реле является то, что между указанными преобразователями и указанными фильтрами включен коммутатор.

Схема фильтра - реле приведена на чертеже.

Преобразователи ток-напряжение 1 представляют собой оптикоэлектронные трансформаторы тока, а также другие пассивные или активные элементы.

Коммутатор 2 построен на основе измерительных полупроводниковых ключевых схем (в случае автоматического задания режима работы устройства), а в простейшем случае представляет группу ручных переключателей. Операционные усилители 3-5 включают усилитель постоянного (переменного) тока с большим коэффициентом усиления, строящийся по известным схемам, и входные резисторы и конденсаторы, а также регулируемые и нерегулируемые резисторы цепи, параллель ной усилителю. Применение в качестве усилителей интегральных микросхем позволит повысить надежность, точность, быстродействие, технологичность изготовления и уменьшить габариты. Для формирования абсолютных значений контролируемых величин применена прецизионная схема 6, что позволяет улучшить технические характеристики и испольгзовать для построения этой схемы усилители в интегральном исполнении. Схема сравнения 7 представляет собой функциональный преобразователь, реализующий ступенчатую зависимость выходного сигнала от входного. Блок задания уставки 8, состоит из потенциометра.

На неинвертирующих выходах преобразователей 1 напряжение пропорционально соответ ствующему фазному току и совпадает с ним по фазе. На инвертирующих выходах преобразователей 1 напряжение равно по величине напряжению на неинвертирующем выходе этого же преобразователя и противоположно ему по фазе. Пусть с помощью коммутатора 2 на первый вход (отсчет сверху) операционного усилителя 3 подается напряжения -U а, на

второй - +и в, на третий - , па иг-рынй вход операционного усилителя 4 подается напряжение -Ua, на второй - +Uc, на третий - +{J в, на входы операционного усилителя 5 напряжения не подаются. Тогда при соответствующем выборе параметров резисторов и конденсаторов напряжение на выходе операционного усилителя 3 пропорционально симметричной составляющей обратной последовательности фазы А контролируемого тока, а напряжение на выходе операционного усилит ля 4 - составляющей прямой послодои-атоль-ности. Регулировка величины выходного напряжения усилителей 3,-1 и 5, T.f, рогулироька коэффициентов фильтра, осу лествляр тся потенциометром в цепи, параллельной усилителю, или потенциометрами на в.холо схомн 6 (последний вариант на черт, lio показан). В схеме формирования абсолют1;ых 6 выходные напряжения усилителей 3 и суммируются, фс рмируется абсолн), ,чначение этой суммы и производится сглажив-)ние сигнала за счот конде}1сатора в цспи, параллельной второму усилителю схемы 6, Таким образом, напряжение на выходе схемы 6 с учетом изложенного равно:

и вых.6 IU вых 3 + и вых. -ij - К,,1,,д + К 1

2 А

1 1А

Это напряжение подается на псрьый вход схемы сравнения 7.

На второй ее вход подается иапря ; опи1уставки ( Uy ) из блока -ставки В. При выполнении условия U Bbix6 Uy происходит срабатывание, на выходе схгмы сравнения появляется сигнал отрицатс,чьной полярности. Для получения выходного сигнала положительной полярности Б схомс- 6 сигнал с выхода первого усилителя ли вход второго подавать по цепи, указанной пунктиром.

Аналогично происходит работа устройства в других режих ах, когда оно может работать как фильтр-реле отдельных составляющих (1 , 1„ , Ip), или как комбинированный фильтр каких-либо составляющих.

Формула и 3 о б р е т с- и и я

Универсальный фильтр-реле тока, содержащий преобразователи фазных токов в напр51жение, три фильтра отдельных симметричных составляющих, выходы которых через блок формирования и сглаживания абсолютног значения контролируемой величины подключены к первому входу схемы сравнения, ко второму входу которой подключен блок задания уставки, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, между Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:5 1. Чернобровое Н. В. Релейная .зашита . 2. Фабрикант В. Л. релейной защиты и авточатик;-: iioi, (.к .ir-r - проектлрова ;ио , Л, 11зл--ьс -)пм::у, 1968, стр, 181-18-1 {npOTOTiii;).