Реле направления мощности Советский патент 1982 года по МПК H02H3/38 H01H83/18 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам релейной защиты, регулирующим назначение угла сдвига фаз между контролируемым током и напряжением защищаемой сети.

Известно реле направления мощности, содержащее блоки формирования сигналов, пропорциональных току и напряжению защищаемой сети, подключенные к управляющим цепям двух клю чевых элементов, выходные цепи которых включены последовательно с исполнительным органом и источником питания. Реле снабжено разрядником и емкостным делителем напряжения, включенными на входе блока формирования сигнала, пропорционального току, причем ключевые элементы выполнены на оптронах 11.

Однако указанное реле характеризуется расширением его угловой характеристики, особенно при больших уровнях входных сигналов, вследствие чего возможно излишнее срабатывание токовой направленной защиты. Кроме того, к недостаткам относят также наличие источника постоянного оперативного напряжения, как устройство, так и его эксплуатацию.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является импульсное реле направления мощности, содержащее формирователь импульсов, элемент совпадения выполнен на тиристоре, питаемом стабилизированным напряжением защищаемого объекта и управляемом стабилизированными импульсами напряжения через импульсный трансформатор с фазой, являющейся функцией фазы тока защищаемого объекта Г2.

Данное устройство характеризуется превышением рабочей части угловой характеристики 180 эл. град, (последняя определяется суммой длительности положительного полупериода напряжения сети зл.град. и

39

длительности управляющего сигнала, возрастающей при уменьшении тока сети, так как импульсный трансформатор при этом позже входит в насыщение). Кроме того, фаза импульса на выходе импульсного трансформатсра является функцией его первичного тока, что предопределяет смещение угловой характеристики реле. Из указанного следует, что рабочая часть угловой ;характеристики прототипа не является стабильной. Причем для работы прототипа необходим источник постоянного оперативного напряжения, введение которого усложняет устройство и его эксплуатацию.

Цель изобретения - стабилизация рабочей части угловой характеристики реле.

ПостаЕ ленная цель достигается тем, что в реле направления, мощности, содержащее промежуточный преобразователь тока и промежуточный преобразователь напряжения, одни выводы которых подключены к общей шине, первый тиристор, подключенный катодом к общей шине, а управляющим электродом через последовательно включенные один диод и первый резистор - к другому выводу промажу точного преобразователя напряжения, последовательно включенные второй резистор и тиристор, два стабилитрона, другой диод, третий и четвертый резисторы, дополнительно введены третий тиристор, реле тока с замыкающим контактом, обмотка которого зашунтирована конденсатором, при этом один вывод реле тока подключен к аноду первого тиристора, другой вывод реле тока подключен через другой диод к выходу промежуточного преобразователя тока, а также к общей шине -е рез один стабилитрон и через последовательно включенные второй резистор и тиристор, управляющий электрод которого через третий резистор подключен к управляющему электроду первого тиристора и аноду третьего тиристора, параллельно которому включен другой стабилитрон, катод третьего тиристора подключен к общей шине,, его управляющий электродк аноду второго тиристора, а четвертый резистор включен между выводами промежуточного преобразователя токэ и общей шиной, в рассечку которой включен замыкающий контакт реле тока.

64

На фиг. 1 изоЬражена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2- временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Реле направления мощности содержит первый 1, второй 2 и третий 3 тиристоры, диоды и 5, стабилитроны 6 и 7, первый 8, второй 9, третий 10 и четвертый 1 резисторы, замыкающий контакт 12 реле тока 13, зашунтированный конденсатором k.

Устройство работает следующим образом.

При коротком замыкании в сети происходит срабатывание пускового органа защиты, например токового реле. Последнее замыкает свой контакт 12.

Ча управляющий электрод тиристора 1 органа совпадения реле подается выпрямленный сигнал {кривая А фиг.2), пропорциональный напряжению защищаемой сети. На его силовую структуру

подается сигнал, пропорциональный току сети (кривые Б или В в зависимости от угла сдвига фаз между током и напряжением),

Если ток опережает напряжение на угол до 180° т.е. ( -180°) Ч

IЦ).

то в момент времени t --- через

диод k и резистор 9 на управляющий электрод тиристора 3 подается положительный сигнал, способный отпереть его. Поэтому в момент t - , когда на аноде тиристора 3 появляется напряжения А (фиг. 2), он отпирается и шунтирует управляющий переход тиристора 1. Под действием протекающего через силовую структуру тиристора тока 3 он остается в открытом состоянии до конца полупериода А,

Ц) 4 iQO°

Т.е. до момента времени - ,..

uJ

Следовательно, тиристор 1 в течение всего периода остается в закрытом остоянии. Процессы в следующем периде аналогичны. В результате исполительный элемент 13 остается обесоченным - защита не срабатывает.

Если ток отстает от напряжения до 180 и его фаза (2 находится в инервале 180°, то в момент

Ц)

времени --г положительный сигал А отпирает тиристор 2, сиунтирующии токовый сигнал, подаваемый на уп равляющий электрод тиристора 3Последний остается в закрытом состоянии. Тем самым исключается шунтирование цепи управления тиристора 1 в положительный полупериод В (фиг, 2) токового сигнала. А так как, начиная с момента времени -т-т -положител ное напряжение действует как на диод так и на управляющем электроде тирис тора 1,- то он открывается, исполнительный элемент 13 обтекается токо Одновременно заряжается конденсатор Tt, питающий обмотку 13 в отрицатель ный полупериод токового сигнала. Про исходит срабатывание направленного реле защиты. Данное устройство, таким образом чувствительно к величине угла V сдви га фаз между током и напряжением сети. Его срабатывание возможно лишь при условии . Включение стабилитронов6 и 7 поз воляет ограничить напряжение, подаваемое в устройство 6 при максимальных сигналах на выходе датчиков. Резистор 11 ограничивает отрицательные полупериоды напряжения на вы ходе датчика тока, когда диод i закрыт . Включением контакта 12 пускового органа исключается потребление устройством мощности в нормальном режиме работы. Резисторы 8,3 и 10 служат для ограничения токов до уровней допустимых. Формула изобретения Реле направления мощности, содержащее промежуточный преобразователь 66 тока и промежуточный преобразователь напряжения, одни выводы которых подключены к общей шине, первый тиристор, подключенный катодом к общей шине, а управляющим электродом через последовательно включенные один диод и первый резистор - к другому выводу промежуточного преобразователя напряжения, последовательно включенные второй резистор и тиристор, два стабилитрона, другой диод, третий и четвертый резисторы, отличающееся тем, что, с целью стабилизации угловой характеристики реле, в него дополнительно введены третий тиристор, реле тока с замыкающим контактом, обмотка которого зашунтирована конденсатором, при этом один вывод реле тока подключен к аноду первого тиристора, другой вывод реле тока подключен через другой диод к выходу промежуточного преобразователя тока, а также к общей шине через один стабилитрон и через последовательно включенные второй резистор и тиристор, управляющий электрод которого через третий резистор подключен к управляющему электроду первого тиристора и аноду третьего тиристора, параллельно которому включен другой стабилитрон, катод третьего тиристора подключен к общей шине, его управляющий электрод - к аноду второго тиристора, а четвертый резистор включен между выводом промежуточного преобразователя тока и общей шиной, в рассечку которой включен замыкающий контакт реле тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР ff 661675, кл. Н 02 Н 3/38, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 186555, кл. Н 01 Н 83/18, 196.

ft

f/ IT Г2 fcT.2