Многофазный дистанционный измерительный орган Советский патент 1990 года по МПК H02H3/40 

uecs - b(1es UBCR kyd eR UCAS UCAR - ЬЦ(1Сй

U BS Ry(i AS

UABR

+ -CR)

Xlj(IBS CS + IAR

xy(cs ( AR JBR Xydfts JBS)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите линий электропередачи от несимметричных коротких замыканий. Цель изобретения - повышение устойчивости функционирования. Введение в устройство четырех дополнительных множительных блоков 36 -39, четырех дополнительных сумматоров 40 - 43 и двух источников 46, 47 опорного напряжения позволяет осуществлять раздельную регулировку сторон характеристики срабатывания измерительного органа, что улучшает отстроенность от переходных сопротивлений и внешних коротких замыканий. 1 с.п. ф-лы, 3 ил.

где R „ и Х

активная и реактивная составляющие сопротивления уставки.

На седьмом 8 и восьмом 9 выходах формирователя 1 формируются соответственно реактивная и активная сое51534604

яжения, пропорциональтоков обратной последвух фаз, например В и

-ZBR I2CR

2CS

из со

К одним входам множительных блоков 36 и 37 подводится активная составляющая Ucfts, а к другим их входам подводится реактивная составляющая . К одним входам множительных блоков 38 и 39 подводится реактивная (составляющая Uft65. К третьим входам множительных блоков 36 и 38 подводится константа К, (опорное напряжение

U.

ОПЭ

от источника 46, а к третьим

входам множительных блоков 37 и 38 подводится константа К (опорное на- пряжение Uon от источника 47.

Множительные блоки 36-39 производят умножение подведенных велинин. При этом на одних и других выходах множительных блоков 36-39 формиру-

ются соответственно

CAS

UCAS U1

К3 и U К, и U

CAR

К

к.

э

CAR 4

и

ABS

i

А65

к3 и uA6R- к5;

де

К, и

К4 и K4 44 - коэффициенты, пропорциональные опорным напряжениям U on и иОП4

На один и другой входы сумматоров 0-43 поступают соответственно

CAS

.i

CAR

Г

A6S

I A6R

К3

к к, к

иU

иU

иU,

иU,

К

Ф

i

CAR

.К

Cft5 M

I

ABR

i

К

4

А65 Л4

К,

сигнал на

На выходе сумматора 40 появляетс

U г. А е. Urne/ K-j - Uraa Кл

ела ens лэ CAR Л4 выходе сумматора 41 появляется

сигнал UC,R - К, + U

СА5

4

на

выходе сумматора 42 появляется сигн uAes K3 + UABR К4 на выходе СIT

UA65

матора 43 появляется сигнал U

и

к, - и„

к,

А8Я

Авй 3 иАв-5 Л4

На одном, другом и третьем выходах каждого из четвертых множительных блоков 10-13 появляются сигналы соответственно

l

ЬС5 I

вся

UR, U5;

UЈAS Че „

UR,

us;

А85

и

и UABK

UR; us;

UecR R UCAR R; UASR ;

5

CAS

U5; U

ASS &

На один и другой входы каждого из шести сумматоров 14-19 подаются соответственно сигналы

U

5

10

JS

U,

S

5

U

S

II

UABR/UR И Ufles-Us;

ся

На выходе сумматора 14 формирует- сигнал

UB - U

6Cft US

(О

выходе

S

UR сумматораU,

15 UCAR

5

(2)

На выходе сумматора 16 U

AB5 UR

wv

(3)

сумматора 17

U

BCS us

(4)

На выходе пятого сумматора 18 (5)

Wui

+ и

CAV US

На выходе сумматора 19

35

40

(6)

4S

50

55

UABS-USМножительные блоки 20-22 осуществляют умножение входных сигналов на константу К (опорное напряжение UCn ), которая подается на другие входы этих блоков от источника 44.

Множительные блоки 23-25 осуществляют умножение на константу К2 (опорное напряжение Uoni), которая подается на другие входы этих блоков от источника 45.

Сигналы на выходах множительных блоков 20-25 соответственно имеют вид

(7) (8) Х9) (10) (11) (12)

и поступают соответственно на другие входы первого 26, второго 27, третьего 28, четвертого 29, пятого 30 нала, подводимого к другому входу.f и шестого 31 компараторов.При этом на выходах первого, второго,

третьего, четвертого, пятого и шестоНа выходе каждого из компараторов 5 го компараторов появляется сигнал, появляется сигнал 1, если сигнал, подводимый к одному входу больше сигЧ вса- я - UR + UBCS- U5)-K, °5

если выполняется соответствующее условие

(13)

.-uVs- (UcAR-UR + Cs-V °; (U)

u;wuft-iCR- s- (u;BR-uR + u;65-u5) к,о; 15

- - OWUR + Uecs V (16)

(17)

-3 i

к

и6СК

-u ftR-u5- (u.uR + ui AVus)

U4) (18)

-u

ABR.

U4 - U ;6R-UR + u«es-sСигналы с выходов первого 26 и четвертого 29 компараторов поступают на первый элемент ИЛИ 32 с выходов второго 27 и пятого 30 компараторов - на второй элемент ИЛИ 33, а с выхо- дов третьего 28 и шестого 31 компараторов - на третий элемент ИЛИ 34.

На выходе первого элемента ИЛИ появляется сигнал при выполнении одного из условий (13) или (16), на выходе второго элемента ИЛИ аналогично - (14) или (17) и. на выходе третьего элемента ИЛИ - (15) или (18).

Устройство срабатывает, если на входах элемента И 35 присутствуют все три сигнала.

Рассматриваются свойства данного многофазного измерительного сигнала.

Прежде всего следует отметить, что введение в схему четырех дополнитель- ньгх множительных блоков 36-39 с соответствующими опорными напряжениями и четырех дополнительных сумматоров 40-43 обеспечивает поворот компенсированного линейного напряжения Осд на фазовый оператор а -0,5 + з4з72, а напряжение ийв - на а -0,5 -j-4p/2. Так, например, Ucft a

-(Ucfl5+ JU CAR) -0,5 + j-$/2

UcftS(-0,5)-u;ftR(5/2) + (0,5) + U Us- (-0/2) .

После их введения обозначенные К3 -0,5. К4 $12 имеет выходные величины сумматоров 40 и 41.,

Учитывая, что напряжение U пропорционально разности токов обратной последовательности фаз В и С, условие срабатывания может быть представлено в виде

го компараторов появляется сигнал

CS- U5)-K, °5

если выполняется соответствующее условие

(13)

/

О 6 arg lr 6 180° ,

Ул где arg - аргумент;

UA - общее обозначение компенсированного линейного напряжения.

Данное условие в комплексной плоскости может быть отображено в виде прямой линии (при отсутствии нагрузки) , проходящей через особую точку, в которой обращается в ноль компенсированное линейное напряжение. Для поврежденной фазы характеристика проходит через точку Zu параллельно действительной оси (прямая 48, фиг. 2)„ Область выполнения условия (19) расположена под прямой (показан штриховкой).

Для поворота характеристики на угол (прямая 49, фиг. 2) достаточн сдвинуть в (19) напряжение U на заданый угол у. При этом условие (19) принимает вид , ;«

0Ј arg jjf- 180°. (20)

л

Очевидно, что условие (20) выполняется, если.

IM|f- 0,(21)

где Iw - выделение мнимой части комплексного числа.

Выражение О и U через их ортогональные составляющие U - U5+ j UR и Уд

и их подстановка и выражение (21) после преобразований позволяет найти

иЛ5+

s-UR-lCu5-(lV ) tgr 0. (22)

Условие (22) получено путем преобразования условия (20). Следовательно, в комплексной плоскости сопротивления граничной линией условия (22) является прямая 49 (фиг. 2), образующая угол У с положительным направлением действительной оси.

Сопоставление (22) с (13), (14) и (15) указывает на их идентичность при подстановке соответствующего линейного напряжения и К tg Y „ Обозначают у, arc tg К,. Тогда граничной линией 13 будет прямая ВС (фиг. 3). образующая угол у, с положительным направлением действительной оси а граничными линиями 14 и 15 являются прямые СА , и АВ ,. проходящие через особые точки РСА и Ffte и образующие с прямой ВС углы 60°.

Аналогично на идентичность указывает сопоставление (22) с (16). (17) и (18) при Кг tgjf. Обозначают у arc-tg K4. Тогда граничными линиями условий (16), (17) и (18) будут прямые ВСг, CA и АВ4, которые пересекаются под углом 60°. Причем прямая ВС образует с действительной осью угол $ «г..

Сигнал на выходе элемента ИЛИ появляется при выполнении одного из двух условий, например (13) или (16). При этом область комплексной плоскости, соответствующая выполнению условий (13) и (16), представляет собой сумму областей, ограниченных двумя лучами, один из которых представляет часть прямой ВС, , а другой BCie Аналогично другие условия дают границы СА j и СА АВ, и АВ.

Устройство срабатывает при одновременном присутствии сигналов на всех входах элемента И 35. При этом область срабатывания ограничена шестью лучами ВС,, ВС4, СА,, СА2, АВ, и АВг (фиг. 3).

Изменяя коэффициенты К, и Ка (опорное напряжение), можно раздель- o регулировать положение граничных иний ВС, , СА, , АВ, и ВС САг и АВв. Раздельная регулировка расширяет ункциональные возможности устройства, упрощая раздельное регулирование чувствительности к переходным сопротивлениям (прямая СА) и отстро- енности от внешних КЗ (прямая ВС).

с

22)

153460410

Формула изобретения

Многофазный дистанционный измерительный орган, содержащий формирователь ортогональных составляющих сравниваемых величин, первый выход которого подключен к первым входам первого и второго множительных блоков, 10 второй выход подключен к первым входам третьего и четвертого множительных блоков, третий выход формирователя подключен к четвертым входам первого и четвертого множительных 15 блоков, четвертый выход подключен к четвертым входам второго и третьего множительных блоков, два выхода первого множительного блока подключены соответственно к одним входам перво- 20 го и второго сумматоров, один выход третьего множительного блока подключен к другому входу второго сумматора, а другой выход указанного блока подключен к одному входу тре- 25 тьего сумматора, три выхода четверто- , го множительного блока подключены соответственно к одним входам четвертого, пятого и шестого сумматоров, к другим входам которых подключены 30 соответствующие выходы второго множительного блока, выходы первого, второго и третьего сумматоров подключены соответственно к одним входам . первого и четвертого, второго и пятого, третьего и шестого компараторов, пятый, шестой, седьмой, восьмой, -девятый и десятый множительные блоки подключены выходами к другим входам соответственно первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого компараторов, выходы четвертого, пятого и шестого сумматоров подключены соответственно к одним входам пятого и восьмого, шестого и девятого, седь- 45 мого и десятого множительных блоков, один источник опорного напряжения, подключенный выходом к другим входам пятого, шестого и седьмого множительных блоков, второй источник опорного 0 напряжения, подключенный выходом к другим входам восьмого, девятого и десятого множительных блоков, выходы первого, второго и третьего компараторов подключены соответственно к од- с ним входам первого, второго и третьего элементов ИЛИ, к другим входам которых подключены выходы соответственно четвертого, пятого и шестого компараторов, а выходы упомянутых

35

40

элементов ИЛИ подключены к входам элемента И, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости функционирования, дополнительно введены одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый и четырнадцатый множительные блоки, седьмой, восьмой, девятый и десятый сумматоры и третий и четвертый источники опорного напряжения, а формирова™ ортогональных составляющих сравниваемых величин выполнен в виде формирователя ортогональных составляющих компенсированных линейных напряжений и напряжения, пропорционального разности токов обратной последовательности двух фаз, при этом пятый выход формирователя подключен к одним входам одиннадцатого и двенадцатого множительных блоков другие входы которых подключены к шестому выходу формирователя, седьмо выход которого подключен к одним входам тринадцатого и четырнадцатого множительных блоков, другие входы которых подключены к восьмому выходу формирователя, третьи входы одиннадцатого и тринадцатого множительных блоков подключены к выходу третьего

JX

источника опорного напряжения, третьи входы двенадцатого и четырнадцатого множительных блоков подключены к выходу четвертого источника опорного напряжения, одни выходы одинад- цатого, двенадцатого, тринадцатого и четырнадцатого множительных блоков подключены к соответствующим входам

седьмого, восьмого, девятого и десятого сумматоров, другие выходы упомянутых множительных блоков подключены соответственно к другим входам восьмого, седьмого, десятого и девятого

сумматоров, выход,седьмого сумматора подключен к вторьл входам первого и второго множительных блоков, выход восьмого сумматора подключен к вторым входам четвертого и третьего множительных блоков, выход девятого сумматора подключен к третьим входам первого и второго множительных блоков, выход десятого сумматора подключен к третьим входам четвертого и третьего

множительного блоков, третий выход, первого множительного блока подключен к другому входу третьего сумматора, а третий выход третьего множительного блока подключен к другому

входу первого сумматора.

Редактор Г. Гербер

Составитель Т. Щеголькова

Техред Л.Сердюкова Корректоре. Черни

Заказ 49

Тираж 467

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

ФигЗ

Подписное