РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ


RU (11) 2218644 (13) C1

(51) 7 H02H3/42 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2002111950/09 
(22) Дата подачи заявки: 2002.05.06 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.05.06 
(45) Опубликовано: 2003.12.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 547900 А, 15.07.1977. RU 2061287 С1, 27.05.1996. RU 2014701 С1, 15.06. 1994. GB 1374909 А, 10.10.1972. 
(72) Автор(ы): Вайнштейн Р.А.; Русол Д.А.; Шестакова В.В. 
(73) Патентообладатель(и): Томский политехнический университет 
Адрес для переписки: 634034, г.Томск, пр. Ленина, 30, ТПУ, отдел интеллектуальной и промышленной собственности 

(54) РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ 

Использование: в релейной защите и автоматике энергосистем. Технический результат заключается в обеспечении надежной работы реле как при синусоидальных сигналах, в случае устойчивого замыкания, так и при несинусоидальных сигналах, в случае перемежающихся дуговых замыканий на землю, путем замены операции суммирования сигналов, пропорциональных току и напряжению нулевой последовательности операцией перемножения. Реле направления мощности нулевой последовательности содержит преобразователь напряжения и преобразователь тока, подключенные к электрической сети, реагирующий орган, первый фильтр, вход которого подключен к выходу преобразователя напряжения, второй фильтр, вход которого подключен к выходу преобразователя тока, перемножитель, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго фильтров, и детектор среднего значения, вход которого подключен к выходу перемножителя, а выход к реагирующему органу. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в релейной защите и автоматике энергосистем.

Известно реле направления мощности нулевой или обратной последовательностей [А.с. СССР 535653, кл. Н 02 Н 3/42, БИ 42, 1976], содержащее преобразователь тока и преобразователь напряжения, подключенные соответственно к первому и второму входам блока преобразования сигналов в три последовательных по времени существования сигнала, блок сравнения по фазе, вход которого подключен к выходу блока преобразования сигналов в три последовательных по времени существования сигнала, а выход к исполнительному органу.

Недостаток данного реле заключается в том, что оно не обладает достаточно высокой помехоустойчивостью в случае возникновения в зоне действия реле перемежающегося дугового замыкания, в результате которого в сети появляются гармонические составляющие с частотой значительно отличающейся от промышленной.

Известно также реле направления мощности нулевой последовательности [А. с. СССР 541235, кл. Н 02 Н 3/42, БИ 48, 1976], содержащее три пофазных преобразователя ток-напряжение и три пофазных преобразователя напряжение-напряжение, подключенные через блок формирования двух электрических величин, состоящий из двух операционных усилителей, через блок сравнения абсолютных значений этих величин, состоящий из двух прецизионных однополупериодных выпрямителей, и через сумматор схемы сравнения к компаратору.

Такое реле может неправильно фиксировать направление мощности при перемежающихся дуговых однофазных замыканиях в системе, так как рассчитано только на синусоидальную форму сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому реле направления мощности нулевой последовательности является реле направления мощности нулевой или обратной последовательностей [А.с. СССР 547900, кл. Н 02 Н 3/42, БИ 7, 1977], выбранное в качестве прототипа и содержащее преобразователь напряжения, преобразователь тока, причем преобразователь напряжения через блок суммирования, а преобразователь тока непосредственно подключены ко входам блока сравнения, на вход которого включен реагирующий орган. Между выходом преобразователя тока и вторым входом блока сумматора включен блок смещения и регулирующий блок, регулирующий вход которого соединен с блоком торможения.

К недостатку такого реле относится возможность его неправильного срабатывания под влиянием токов непромышленной частоты при возникновении в зоне действия реле перемежающегося дугового замыкания.

Задача изобретения - обеспечить надежную работу реле как при синусоидальных сигналах, в случае устойчивого замыкания, так и при несинусоидальных сигналах, в случае перемежающихся дуговых замыканий на землю, путем замены операции суммирования сигналов, пропорциональных току и напряжению нулевой последовательности операцией перемножения.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в реле направления мощности нулевой последовательности, содержащее преобразователь напряжения и преобразователь тока, подключенные к электрической сети и реагирующий орган, согласно изобретению вводятся первый фильтр, вход которого подключен к выходу преобразователя напряжения, второй фильтр, вход которого подключен к выходу преобразователя тока, перемножитель, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго фильтров, и детектор среднего значения, вход которого подключен к выходу перемножителя, а выход к реагирующему органу.

Именно заявленное выполнение реле позволяет обеспечить его надежную работу как при синусоидальных сигналах в случае устойчивого замыкания в зоне действия реле, так и при несинусоидальных сигналах в случае перемежающихся дуговых замыканий, тем самым выполняется задача изобретения.

Использование предлагаемого реле, по сравнению с существующим, позволяет с расчетной вероятностью не менее 95% обеспечить правильную работу реле, как при устойчивом, так и при перемежающемся замыкании на землю. Это достигается за счет изменения принципа формирования сигнала, на который реагирует реле. Важно отметить, что по данным статистики не менее 80% от общего числа замыканий на землю являются перемежающимися дуговыми замыканиями.

На чертеже представлена схема реле направления мощности нулевой последовательности.

Реле содержит подключенные к электрической сети, преобразователь напряжения 1, представляющий собой трансформатор напряжения нулевой последовательности, и преобразователь тока 2, представляющий собой трансформатор тока нулевой последовательности, первый фильтр 3, выполненный по структуре Рауха, вход которого подключен к выходу преобразователя напряжения 1, второй фильтр 4, выполненный по структуре Рауха, вход которого подключен к выходу преобразователя тока 2, перемножитель 5, выполненный на типовой интегральной микросхеме, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого фильтра 3 и второго фильтра 4, детектор среднего значения 6, выполненный на операционных усилителях, вход которого подключен к выходу перемножителя 5, а выход к реагирующему органу 7.

Реле работает следующим образом. Напряжение с преобразователя напряжения 1 подается через первый фильтр 3, который необходим для ограничения полосы частот сигнала, на первый вход перемножителя 5, напряжение преобразователя тока 2 подается через второй фильтр 4, который также необходим для ограничения полосы частот сигнала, на второй вход перемножителя 5. С выхода перемножителя 5 сигнал подается на вход детектора среднего значения 6, в котором формируется величина, пропорциональная среднему значению произведения мгновенных значений сигналов, пропорциональных напряжению и току нулевой последовательности защищаемого объекта. При превышении этой величиной некоторого заданного значения срабатывает реагирующий орган 7.

При устойчивом замыкании среднее значение произведения токов и напряжения нулевой последовательности содержит одну гармонику с частотой 50 Гц, а при перемежающихся замыканиях - сумму составляющих, определяемых произведением гармоник только равных частот.

Таким образом, реле работает в соответствии со следующим соотношением:

,

где k - номер гармоник, Uk, k и Iv, - амплитуды и начальные фазы гармоник напряжения и тока нулевой последовательности. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Реле направления мощности нулевой последовательности, содержащее преобразователь напряжения и преобразователь тока, подключенные к электрической сети, реагирующий орган, отличающееся тем, что в него дополнительно введены первый фильтр, вход которого подключен к выходу преобразователя напряжения, второй фильтр, вход которого подключен к выходу преобразователя тока, перемножитель, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго фильтров, и детектор среднего значения, вход которого подключен к выходу перемножителя, а выход - к реагирующему органу.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru