Реле сопротивления
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советски н
Социалистических
Республик iii748637 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)M. Кл.
Н 02 Н 3/40
Н 01 Н 83/16 (22) Заявлено 26.09.77 (21) 2527409/24-07 с присоединением заявки J%
3Ъеударстввниый камитет
СССР (28) П риоритет
60 делам изобретений к открытий
Опубликовано 15.07.80. Бюллетень ль 26
Дата опубликования описания 15.07.80 (53) УДК 621316.,925 (088.8) (72) Авторы изобретения
Э. К, Федоров и Э. М. Шнеерсон (71) Заявитель (54) РЕЛЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Изобретение относится к электротехнике и может применяться в качестве измерительных органов сопротивления или направления мощности комплектных устройств защиты.
Известны реле сопротивления на принципе сравнения фаз двух и более электрических
5 величин, основанные на сопоставлении времени совпадения (несовпадення) знаков мгновенных значений двух и более электрических величин с заданным временем (1), (2).
Одним из основных недостатков указанных устройств является их недостаточная чувствительность к малым уровням входных сигналов вследствие того, что импульсы совпадения (несовпадения) сравниваемых величин формируются с использованием полупроводниковых диодов, имеющих определенный порог открытия, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому реле сопротивления является фазосравнивающее реле направления мощности, содержащее блок формирования сравниваемых синусоидальных величин на основе операционных усилителей, 2 блок формирования прямоугольных импульсов совпадения (несовпадения) сравниваемых величин, выполненную на трех ОУ, блок измерения длительности импульса совпадения (несовпадения) и выходной орган.
Недостатком устройства является сложность блока формирования прямоугольных импульсов совпадения (несовпадения), заключающаяся в необходимости наличия для двухполупериодной быстродействующей схемы 2 (n Ф1) операционных усилителей, работающих в режиме компараторов, где — число сравниваемых величин, Бель изобретения - упрощение реле.
Поставленная цель достигается тем, что в реле сопротивления, содержащем измерительные преобразователи тока и напряжения, выходы которых подключены ко входам блока формирования сравниваемых величин выполненного на операционных усилителях, на выходе которо- —
r0 последовательно включены блок формиро, вания прямоугольных импульсов совпадения (несовпадения) знаков мгновенных значений сравниваемых величин, блок измерения длитель на вйходе операционного усилителя 11 будет отрицательным.
При несовпадении сравниваемых величии
В4 — Bn по знаку открыт хотя бы один из диодов диодного селектора положительных сиг-! налов и хотя бы один из диодов Ч4 — ч, диодйого селектора отрицательных сигналов.
При этом напряжением с диодного селектора положительных сигналов открыт диод 9, потенциал точки g, становится положительным и не превышает величины падения напряжения
Оо на открытом диоде 9. От сигнала с селектора .отрицательных сигналов потенциал точки на инвертирующем входе операционного усилителя 1Гснижается, при достаточном уровне отрицательного. сигнала становится отрицательным и непревосходящем по величине напряжЕния U на открытом диоде 10.
Таким образом, при несовпадении мгновенных значений сравниваемых величин имеется
° 1 . положительное напряжение между входами операционного усилителя 11 и появляется сигнал для набора выдержки времени на входе измерителя 12 длительности импульса совпадения (несовпадения) .
При одинаковых знаках величин Р— Ь в случае йх положительности открытъ1 диоды селектора положительных сигналов.н имеется положительный сигнал на неинвертцрующем входе операционного усилителя 11 не превосходящий по величине прямого падения напряжения на открытом диоде 9. Однако при этом заперт диод 10 и на инвертирующем входе о имее":ся положительное напряжение Ug, Соотношение между резисторами 7 и 8 выбирается таким образом, чтобы с .запасом выполнялось условие U<> Оэ в резуль тате чего в рассматриваемом случае между входами усилителя 11 приложено отрицательное напряжение и на его выходе существует отрицательный сигнал, В случае, если значение всех величин 9, — Од отрицательны, работа схемы происходит аналогично, так как схема симметрична для положительных и отрицательных полярностей сигнала. При этом открыт диод 10 и закрыт диод 9.
При отсутствии резисторных делителей и
Вкяючфйих между их средними точками диодоВ; схема неправильно функционирует при отсутствии одного из сигналов (имеется "самоход" по току или напряжению) и для правильной ее работы необходимы раздельные каналы формирования импульсов совпадения (иесовйадення) для положительных и отрицательных мгновенных значений сравниваемых
-величин.
Таким образом, включение резисториых делителей на выходах диодных селекторов положительного и отрицательного сигналов в
/ 1
3 748637 4 ности импульса совпадения (несовпадения) и выходной орган и источник питания, блок формирования прямоутольных импульсов совпадения (несовпадения) зраков мгновенных значейий сравниваемых величии выполнен в " виде-последовательно включенных диодных селекторов положительного и отрицательного сигналов и компаратора на дифференциальном ойераЮоййом усилителе, причем выходы диодйьМ селекторов полоЖтельйого и Ирицатель- щ йоГо Сйгйалов подключены соответственно к положительному и отрицательному полюсам тМйИка" питания- через "соответсгвуюййе вновь введенные делители напряжения из двух резисторов, средние точки которых подключе ны к ийвертирующему -mii- íåmâåðÈôóþùåìó входам упомянутого дифферей11иального" операционного усилителя и через вновь введенные диоды к нулевой точке источника питания.
Иа чертеже изображена функциональная схема реле сопротивления.
Реле сопротивления содержит трансформаторы 1 напряжения и 2 тока, блок 3 формиро. вания O — сравниваемых величин, диодный селектор 4 положительных и отрицательных 2 сигналов на основе диодов, делитель напряжения из резисторов 5 и 6, включенйый межжду выходом днодного селектора положительных
-" " сйт иалов и отрицательнь1м полюсом источника питакйя, делитель напряжения из резйСторов зо
7 и 8, включенный между выходом диодного селектора отрицательных .сигналов и положительным полюсом источника питания, диоды 9 и 10, каждый из которых включен в запирающем направлении между нулевой точкой источника питания и средней точкой соответствующего делителя, операционный усилитель 1 1, включенный днфференциальйо lio отношению к средним точкам делителей, измеритель 12 дяятельиости импульса соипадения (несовпаде- 4О ния) и выходной орган 13.
Для правильного функциоййрования схемы необходимо, чтобы на входе измерителя длительности 2 бйлн положительные иМйтупЬсы
" йри несовпадении знаков мгновенных значений 45 сравниваемых величин и отрицательные им " пульсы" при совпаденти знаков мгновенных значений всех сравниваемых величин. Отрицательные импульсы должны быть тйсЯ е при
- отсутствии входных сигналов или при отсутствии хотя бы одной из величин. Последний случай характеризует отсутствие "самохода" в "йайрайленных реле сопротивлейия или реле направления мощности.
Й% йолучейия положительного импульса
" на входе измерителя длительности необходимо, а= чтобВ1 по гейциал точки @; на входе операционного усилителя 11 был выше потенциала е= точки . В противоположйом случае "импульс к, я
8637 6
1совпадения (несовпадения) знаков мгновенных
1значений сравниваемых величия, блок измерения длительности импульса совпадения (несовпадения) и выходной орган и источник питания, отличающееся тем,что, с целью упрощения реле, блок формирования прямоугольных импульсов совладения (несовпадения) знаков мгновенных значений сравниваемых величин выполнен в виде последовательно включенных диодных селекторов положительного и отрицательного сигналов и компаратора на дифференциальном операционном усилителе, причем выходы диодных селекторов положительного и отрицательного сигна15 лов подключены к положительному или отрицательному полюсам источника питания через соответствующие вновь введенные делители напряжения из двух резисторов, средние точки которых подключены к инвертирующему
«зО илн неинвертирующему входам упомянутого дифференциального операционного усилителя и через диоды к нулевой точке источника питания.
25
Реле сопротивления, содержащее измерительные преобразователи тока и напряжения, вы- 30 ходы которых подключены ко входам блока формирования сравниваемых величин выполненного на операционных усилителях, иа выходе которого последовательно включены блок формирования прямоугольных импульсов сочетании с включением диодов между средними точками делителей и нулевой точкой питания позволяет использовать для формирования сигнала совпадения (несовпадения) обеих полярностей двух и более сравниваемых величин один чувствительный дифференциально включенный операционный усилитель и обеспе чить правильную работу схемы в основных режимах, в том числе и при отсутствии одной из сравниваемых величин, Высокая чувствительность схемы обеспечивается и тем, что в нормальном режиме работы диоды селекторов положительного и отрицательного сигнала
l открыты по цепи от положительного до отрицательного полюсов источника питания через резисторы 7, 8, 9 и 10.
Применение данного решения в реле сопротивления дистанционных защит линий электропередач с четырехугольной характеристикой срабатывания позволяет более чем в 2 раза сократить количество операционных усилителей в устройстве (5 усилителей вместо 12) при обеспечении необходимой чувствительности к малым входным сигналам.
Формула изобретения
Источники информации принятые во внимание при экспертизе
1, Фабрикщт В. Л. Основы теории построения измерительных органов релейной защиты и автоматики. М., "Высшая школа", 1968, с. 111 — 114.
2. Шнеерсон Э. h1. Полупроводниковые реле сопротивления. М., "Энергия", 1975, с. 79 — 82.
3. Ванин В. К., Енин А. С; Реле направления мощности на операционных усилителях.-М., "Электричество", и 7, 1975, с. 70 — 74, фиг. 2.