Измерительный орган сопротивления Советский патент 1983 года по МПК H02H3/40 

Изобретение относится к электротехнике, именно к релейной защите, и может применяться в дистанционных избирательных органах поврежденных фаз устройств авто матическо10 повторного включения линий электропередач.

Известны измерительные органы сопротивления с круговыми характеристиками, содержащие промежуточные трансформаторы напряжения и тока,формирователи сравниваемых величин с использованием сумматоров На основе операционных усилителей с Нелинейными активными фильтрами в цепях обратной связи и элементы сравнения, состоящие из формирователей импульсов несовпадения сравниваемых величин и реагирующих органов (}..

Указанные измерительные органы сопротивления выполнены на современной микроэлектронной базе и обладают высоким быстродействием.

Однако они имеют ограниченную чувствич тельность к переходным сопротивлениям и отстройку от нагрузки.

Наиболее близким по технической сущ(йости и достигаемому эффекту к изобретению является измерительный орган сопротивления для избирателей поврежденных фаз устройств автоматического повторного включения с характеристикой в виде двух пересекающихся окружностей, содержащий промежуточные трансформаторь напряжения и тока, включенные на фазные напряжения и токи, компенсированные током нулевой последовательности с разными коэф1 фициентами компенсации, блок регулирования уставки по Напряжению, формирователи первой и второй сравниваемых величин с фильтрами, подключенные через первый элемент сравнеаия к одному входу логи.ческого элемента ИЛИ, формирователи третьей и четвертой сравниваемых величий с фильтрами, подключенные через второй элемент сравнения к другому входу логического элемента ИЛИ.

Указанный орган выполнен с включением по схеме ИЛИ двух (конструктивно выполненных отдельно) реле сопротивления с круговыми характеристиками. Такое включение обеспечивает лучшую отстройку от нагрузки, повышает быстродействие и чувствительность к переходным сопротивлениям. При однофазных и двухфазных замыкайиях на землю чувствительйость повышается также введением компенсации по току нулевой последовательности с разными коэффициентами компенсации 2.

Однако при коэффициенте компенсации для верхней окружности, большем коэффициента компенсации для нижней окружности, и наличии тока пулевой последовательности возможно смещение верхней, окружности вверх и уменьшение зопы пересечения окружностей, что ограничивает чувствиЬ-ельность органа к переходным сопротивлениям и снижает его быстродейстЕзие в этой

зоне. Кроме того, указанный орган сложей по В1 толнению, так как содержит четыре трансформатора напряжения с блокйми регулирования уставок в цепях напряжения.

Целью изобретения является повышение чувствительности и быстродействия измерительного органа сопр1этивления при однофазных и двухфазных замыканиях на землю.

Поставленная цель достигается тем, что в измерительный орган сопротивления, содержащий промежуточный трансформатор напряжения, подключенный выходом к вхо-. ду блока регулирования уставки по напряжению, выход которого подключен к одному из входов первого, второго, третьего и четвертого блоков формирования сравниваемых величин, один промежуточный трансформа-. тор тока с одним (большим) коэффициентом компенсации по току нулевой последовательности, другой промежуточный трансфор: матор тока с другим (меньшим) коэффициентом компенсации по току нулевой последовательности, выход которого подключен /к другому входу четвертого блока формирования сравниваемой величины, перЕ5ый блок сравнения, подключенный входами к выхо-. .дам первого и второго блоков формирования сравниваемых величин, а выходом - к одному из входов логического элемента ИЛИ второй блок сравнения, подключенный входами к выходам третьего и четвертого блоков формирования сравниваемых величин, а выходом - к другому входу логического элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства, дополнительно введен делитель Напряжения с тремя выходами, подключенный к вторичной обмотке промежуточного трансформатора тока с большим коэффициентом компенсации по току нулевой последовательйости, а каждый из блоков сравнения выполней в виде блоков сравнения по фазе трех сформированных величин, при этом соответствующие выходы делителя Напряжения подключены к другим вхоЛам первого, третьего и второго блоков формиро&ания сравниваемых величин, а выходы второго и третьего блоков формиррва- ртия сравниваемых величин подключены к Tpefтьим входам соответственно второго и nepf бого блоков сравнения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема измерительного органа сопротивлейия; на фиг. 2 и 3 - соответственно его статические и динамические характеристики срабатывания.

Устройство содержит промежуточный трансформатор I напряжения, подключенный к его выходу блок 2 регулирования уставки по напряжению, выход которого подключен к одному из входов первого 3, второго 4, третьего 5 и четвертого 6 блоков формирования сравниваемых величин, один промежуточный трансформатор 7 тока с большим коэффициентом компенсации по току нулевой последовательности, подключенный выходом к входу делителя 8 напряжеиия с тремя выходами, подключенными к соответствующим входам блоков 3, 5 и 4 формирования сравниваемых величин, другой промежуточный трансформатор 9 тока с : меньшим коэффициентом компенсации по .току йулевой последовательности, подклю; ченНый выходом к другому входу сравниваемых величин, первый блок 10 сравнения, ,подключенный входами к выходам блоков 3 и 4, а выходом - к одному из входов логического элемента ИЛИ II, второй блок 12 сравнения, подключенный входами к выходам блоков 5 и б, а выходом - к другому входу логического элемента ИЛИ 11. При этом выходы второго 4 и третьего 5 блоков формирования сравниваемых величин подключены также к третьим входам блоков 0 и 12 сравнения. Измерительный орган работает следующим образом. В нормальном режиме к измерительному органу подводятся такие входные величины, что срабатывание блоков 10 и 12 сравнения отсутствует, а выходной сигнал органа равен нулю. При установившихся значениях величин при однофазных и двухфазных замыканиях точка Z (фиг. 2), соответствующая короткому замыканию, находится внутри характеристики срабатывания органа. При этом хотя бьг один из блоков сравнения (в данном случае блок 10) срабатывает и на выходе органа появляется выходной скгнал. В этом режиме угол f расхождения крайних из векторов Z-Zi, Z-Zjj Z-Zs превышает угол срабатывания органа, равный 90°. При токе и коэффиц иентах компенсации К, jj характеристики срабатывания органарасширяются. Так как координаты особых точек Zj, Zj, Zj определяются величинами напряжений, снимаемых с выходов общих трансформаторов напряжения 1 и тока 7 с одинаковым коэффициентом компенсации, то относительное расположение точек Zj:, Zsi Zj в комплексной плоскости в установившемся режиме не изг |Меняется и исключается уменьшение зоны пересечения окружностей. Последнее повы ишет чувствительность органа R переходным сопротивлениям и повышает его быстродействие. В установившемся режиме (фиг. 2) особые точки Zj, Zj, Zj) 2 находятся й линии максимальной чувствительности органа, явЛйЮШёйся также линией максимального быстродействия. Однако в переходном режи.ме в общем случае особые точки могут отклоняться от линии максимальной чувcтвитeльнoctи, особенно для органа с нелинейными фильтрами. На фиг. 3 показаны динамические характеристики органа для случая попа.аания точ ки Z в область вблизи особой точки. В указанном режиме величина Е,) формируемая на выходе блока 5, существенно меньше величин Е1, Е2, Е4, формируемых на выходах блоков 3, 4 и 6. Поэтому нелиней:.1Й фильтр в блоке 5 обладает большей добротностью, чем в других блоках. В переходном режиме вероятно отклонение особой точки Zj от линии максимальной чувствительности в точку ZJ- При этом появляется область максимального быстродействия, ограниченная треугольником Z,, 2ц 2э , а угол У расхождения векторов Z- Z-n Z-Zj увеличивается. Последнее повышает быстродействие органа в переходном режиме. Увеличение чувствительности при однофазных И двухфазных замыканиях на землю, повыш ение быстродействия и упрощение обеспечивается принятым выполнением фазосравнивающего измерительного органа, когда формирование первой, второй и третьей сравниваемых величин обеспечивается с большим коэффициентом компенсации от общих датчиков напряжения и тока и делителя, а формирование четвертой сравниваемой величины обеспечивается с меньшим коэффициентом компенсации от общего датчика напряжения и другого трансформатора тока. Дополнительное повышение быстродействия органа, содержащего формирователи сравниваемых величин с нелинейными фильтрами в переходном режиме, обеспечивается одновременным сравнением трех сравниваемых величин в каждом из блоков сравнения. Использование данного устройства позволяет получить существенный технико-экономический эффект, заключающийся в повышении быстродействия и увеличении чувствительности при однофазных и двухфазных замыканиях на землю, чем достигается акже повышейие надежности работы электроэнергетической системы.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащий проМежуточНый трансформатор напряжения, подключеййый выходом к входу блока регулирования уставки по напряжению, выход которого подключу к одному из входов первого, второго, третьего и четвертого блоков формирования сравниваемых величин, один промежуточный трансформатор тока с одним (большим) коэффицщиейтом компенсации по току нулевой последовательности, другой промежуточный трансформатор -тока с другим (меньшим) коэффициентом компенсации по гаку нулевой последовательности, выход ) которого подключен к другому входу четвертого блока формирования сравниваемойвеличины, первый блок сравнения, подключенный входами к выходам первого и второго блоков формирования сравниваемых ве личин, а выходом -- к одному входу логи ческо -о элемента ИЛИ; второй блок срав-нения, подключенный входами к выходам третьего и четвертого блоков формирования сравниваемых величин, а выходом - к другому входу элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и быстродействия при коротких замыканиях На землю, дополнитель,чо введен делитель напряжения с тремя выходами, подключенный к вторичной обмот,ке промежуточного трансформатора тока С большим коэффициентом компенсации по (Л току нулевой последовательности, а каждый из блоков сравнения выполнен в виде блоков сравнения по фазе трех сформированных величий, при этом соответствукэщие выходы делителя напряжения подключены к . другим входам первого, третьего и второго ; блоков формирования сравниваемых величин, а выходы второго и третьего блоков формирования сравниваемых величин подел ключены к третьим входам соответственно о второго и первого блоков сравнения. со 4 00