Дистанционное реле Советский патент 1982 года по МПК H02H3/40 H01H83/16 

(54) ДИСТАНЦИОННОЕ РЕЛЕ

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использованй для построения измерительных органов релейной защиты и противоаварийной автоматики.

Известно дистанционное реле, содержащее преобразователи напряжениенапряжение и ток-напряжение, блок формирования сравниваемых электрических величин, содержащий частотные фильтры, блок сравнения и исполнительный орган fij.

Недостатки такого устройства связаны с его ограниченными функциональными возможностями из-за жесткой схемы сочетания преобразователей напряжение-напряжение и ток-напряжение, а также с большим потреблением мощности по цепям переменного тока и напряжения и его габаритами.

Реализация дистанционных реле связана со сравнением по абсолютному значению, по фазе или по обоим

признакам одновременно электрических величин вида:

Е(р) К,(р)-и(р) + K.(p).-f(p)

где и(р), 1(р) - соответственно на. пряжение, ток на .,

входах дистанциойно го реле.

Комплексные коэффициенты транс10формации Кц{р) и Kj(p) получают для каждой сравниваемой величины суммированием составляющих от напряжения и ортогональных составляющих от тока, получаемых с помощью трансреактора

15 и трансформатора тока 2.

Существуют и дрзггие методы постро- ения дистанционных реле, когда реализацию коэффициентов К,.(р) и Kj(p) осуществляют путем использования

20 частотно-избирательных звеньев различных порядков в зависимости от конкретных требований к дистанционным реле . 39 Наиболее близким к предлагаемому по технической супщости и достигаемо му эффекту является дистанционное реле, содержащее преобразователи напряжение-напряжение и ток-напря- жение, блок сумматоров, полосовые фильтры второго порядка и блок срав нения, с исполнительньм органом на выходе 4 . Недостатки известного реле - огра ниченные функциональные возможности сГсобенно с точки зрения получения сложных характеристик срабатывания в комплексной плоскости сопротивления, а также их зависимость от откл нения частоты в системе от номиналь ного значения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей реле. Поставленная цель достигается тем, что в дистанционное реле, соде жащее преобразователь напряжениенапряжение, и преобразователь токнапряжение, блок сумматоров, два по лосовых частотных фильтра второго порядка и элемент сравнения, на вых де которого включен исполнительный орган, дополнительно введен фильтр нижних частот второго порядка, при этом выход преобразователя напряжение-напряжение через один п(9лосовой частотный фильтр второго порядка подключен к оДному входу блока сумматоров, выход преобразователя токнапряжение через другой полосовой частотный фнльтр второго порядка подключен к другому входу блока сум маторов, а также через вновь введен ный фильтр нижних частот второго порядка подключен к третьему входу блока сумматоров, выходы которого подключены ко входам элемента сравн ния . , I На чертеже изображена функционал ная схема дистанционного реле. Реле содержит преобразователь 1 напряжение-напряжение, к выходу кот рого подключен полосовой фильтр либо фильтр 2 нижних частот второго порядка, к выходу преобразователя 3 ток-напряжение подключены одновреме но полосовой 4 и низкочастотный 5 фильтры второго порядка, выходы всех упомянутых фильтров подключены ко входам блока 6 сумматоров, выход - которого подключены ко входам элемента 7 сравнения с исполнительным органом 8 на выходе. Устройство работает следующим образом. Подаваемое на вход дистанционного реле напряжение через преобразователь 1 поступает к частотному фильтру 2, на выходе которого практически имеет место составляющая промышленной частоты. Ток на входе дистанционного реле через преобразователь 3 поступает к частотным фильтрам 4 и 5, осуществляющим фильтрацию тока и получение его ортогональных составляющих. Сигналы с выходов фильтров 2, 4 и 5 суммируются в блоке 6 сумматоров с заданными коэффициентами по значению и знаку в соответствии с требуемым видом и количеством величин Е(р). Элемент 7 сравнения осуществляет сравнение полученных на выходе блока 6 величин Е(р) по абсо7 лютному значению, по фазе или по обоим признакам одновременно и при выполнении условия сравнения воздействует на исполнительный орган 8. В цепях дистанционных реле, а значит и в цепях частотно-избирательных элементов должны обеспечиваться собственные переходные процессы, протекающие по „закону затухающих колебаний с номинальной частотой, что определяет необходимость использования в качестве частотноизбирательных элементов частотных фильтров второго порядка низкочастотного ФНЧ2 и полосового ПФ2. Коэффициент передачи ФНЧ2 и ПФ2 соответственно ) ЧнР + Horrb-fnp 1 + + Аргументы коэффициентов передачи в зависимости от частоты для ФНЧ2 и 11Ф2 соответственно tt.c) --- I ) 4n(u-J -arctg и) Анализ зависимостей (l) и (2) показывает, что с точки зрения возможностей работы дистанционных реле при частотах, отличных от номинальной, при возможных максимальных отклонениях частоты в системе (на +5%) модули коэффициента передачи ФНЧ2

и ПФ2 изменяются незначительно даже при достаточно больших постоянных времени Т 2b2/b/(. Менее стабильными, как это следует из (3) и (.4, при указанных отклонениях частоты являются фазочастотные характеристи ки указанных фильтров. Однако из (:3) и (4) можно заметить, что фильт ры обладают благоприятным свойством с точки зрения использования их для дистанционных реле: если входная величина является общей для №42 и ПФ2, то векторы напряжения на их вы ходах при Ь,ц Ь/|ц Ь и Ъ б сдвинуты на угол /2 независимо от частоты входного сигнала. Это обстоятельство целесообразно использовать для получения ортогональных составляющих напряже ния или тока в выражении fe р .

Таким образом, на основе рассмотренных фильтров второго порядка можно выполнять не только функции фильтрации входных сигналов, но функции поворота векторов в cxiiMax формирования сравниваемых величин D иcтaнциoнныx -реле.

Таким образом, предлагаемое реле имеет широкие функциональныевозможности, так как, во-первых, позволяет получить любое требуемое крличе-5 ство сравниваемых величин Е(р) с произвольными коэффициентами К,(р) и К(р) и, во-вторых, практически исключена зависимость характеристик от допустимых отклонений частоты в электрической системе.

021414

Формула изобретения Дистанционное реле, содержащее преобразователи напряжение-напряжение и ток-напряжение, блок сумматоров, два полосовых частотных фильтра вто-рого порядка и элемент сравнения на выходе которого включен исполнительный орган, отличающеес я тем, что, с целью расширения

О функциональных возможностей, в устройство дополнительно введен фильтр нижних частот второго порядка, при этом выход преобразователя напряжение-напряжение через один

5 полосовой частотный фильтр второго порядка подключен к ощюму входу блока сумматоров, выход преобразователя ток-напряжение через другой полосовой частотный фильтр второго

20 порядка подключен к другому входу блока сумматоров, а также через вновь введенный фильтр нижних частот второго порядка подключен к третьему входу блока сумматоров, выходы кото25 - рого Подключены ко входам элемента сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

35 3. Темкина Р.В. Методы построения измерительных органов с активными элементами. - Электричество, 1977, № 8, с. 18.

4. Шнеерсон Э.М. Полупроводнико40 вые реле сопротивления. М., Энергия, 1975, с. 81.