Реле сопротивления Советский патент 1980 года по МПК H02H3/40 H01H83/16 

1

Изобретение относится к релейной защите энергосистем.

Известны реле сопротивления и направления мощности, содержащие блоки совпадения знаков двух синусоидальных электрических величин и основанные на принципе сравнения времени совпадения с заданным времен,ем I и 2 или же со временем несовпадения 3.

Реле, построенные по первому принципу, нуждаются в применении расширителей импульсов. Для надежного устранения вибрации импульсы должны Сыть расширены на время,превышающее период Т 20 мс, что снижает помехоустойчивость реле и увеличивает время его возврата. Реле, построенным по второму принципу, присуща резко выраженная зависимость времени и действия от разности фаз.

Известно реле, в котором вибрация и резкая зависимость времени действия от разности фаз принципиально устранены 4 и 5. Его особенность заключается в разделении функций срабатывания и возврата и передачи их разным блокам. Указанное реле содержит входной сумматор, формирующий измеряемую величину .

2

интегратор, нуль-индикатор, инвертор, пороговый элемент и блок возврата для установки интегратора в нулевое положение (быстрый разряд интегратора). в тех случаях, когда данное реле используется в качестве реле сопротивления или направления мощности, блок возврата выполняется в виде двУхполупериодного

10 фазочувствительного органа, подключенного ко входу установка на нуль интегратора.

Однако это реле не обладает высокой помехоустойчивостью, ложно срабатывает при подаче на его входы знакопостоянных сигналов. Кроме того, блок возврата выполнен в нем так, что он реагирует на про2Сдолжительность интервалов несовпадения, вследствие чего реле ложно срабатывает, если на его вход подается сигнал повышенной частоты. Цель изобретения - повышение

25 помехоустойчивости реле.

Цель достигается тем, что в реле, содержащее сумматор, интегратор и пороговый элемент дополнительно введены блок совпадения положительных значений и блок совпадения отрицательных значений сравниваемых величин, интегратор, ограничитель напряжения, двухступенчатый делитель напряжения и двухполупериодный фазочувстЕительный орган, причем выход каждого из блоков совпадения положительных и отрицательных значений сравниваемых величин подключен ко входу соответствующего интегратора и ко входам двухполупериоДного фазочувствительного органа, выход которого подключен ко входам установки на ноль интеграторов, а их выходы подключены ко входам сумматора и ограничителя напряжения, выход которого подключен к одной ступени делителя напряжения, к другой ступени и средней точке которого подключены соответствующие входы установки значений порогов срабатывания и возврата порогового элемента, вход которого подключен к выходу вышеуказанного сумматора, а выход является выходом устройства.

На фиг, 1 изображена функциональная схема, реле; на фиг. 2 - диаграммы, иллюстрирующие его работу в зоне срабатывания; на фиг, 3 - диаграммы, характеризующие поведение реле при воздействии помех.

Устройство содержит блоки 1 и 2 совпадения положительных и отрицательных значений сравниваемых величин, интеграторы 3 и 4, сумматор 5, ограничитель 6 напряжения, двухступенчатый делитель 7 напряжения, пороговый элемент 8,двухполупериодный фазочувствительный орган 9.

Дополнительный интегратор создает второй канал измерения, и реле срабатывает лишь в том случае, если измерения в обоих каналах дадут положительный результат. Отсюда следует, что предлагаемому реле можно придать столь же высокую помехоустойчивость, как и реле двойного сравнения фаз 6, Но поскольку уровень ограничения выхЬдных напряжений интеграторов и напряжение срабатывания порогового элемента повышены, обеспечивается более высокая помехоустойчивость.

Если в известном сумматор установлен на входе реле,т.е.до интегратора, и предназначен для формирования измеряемой величины из двух входных величин, то в предлагае;мом реле сумматор включен между интеграторами и пороговым элементом и предназначен для сравнения сумма выходных напряжений интеграторов с напряжениями срабатывания и возврата порогового элемента.

Если напряжения U и Ug, равны нулю напряжения О на выходах блоков 1 и 2 совпадения имеют нулевой или, быть может, отрицательный уровень. Как следствие, нулевой

уровень и напряжение на выходе фазочувствительного органа 9, Интеграторы 3 и 4 при этом разряжены, т.е, находятся в нулевом положении, и напряжения (,(4 тоже имеют нуj.левой уровень. Напряжение того же уровня возникает и на выходе суммаfopa 5:0 о. Но пороги срабатывания и возврата порогового элемента 8 превышают нулевой уровень; напряQ жение срабатывания U -U Q-t-U , где а и - прямое падение напряжения на диоде в цепи установки напряжения срабатывания, а напряжение возврата Upj,U jj-AU , гдели -- прямое

падение напряжения на диоде в цепи

установки напряжения возврата. Если учесть, что Uf,( выбирается большим величины и , то становится ясно, что в рассматриваемом режиме пороговый элемент должен находиться в не0 .сработанном состоянии, и напряжение Uj-o на его выходе имеет максимально возможный положительный уровень, соответствующий несрабатыванию реле. Если же на входы пеле поданы обе

5 величины 0 и Uj и помеха отсутствует, то на входы блоков 1 и 2 совпадения поступают синусоидальные напряжения (фиг. 2), На интервалах совпадения их знаков напряжения Ug или

0 -ьо будут иметь положительный уровень и двухполупериодный фазочувствительный орган 9 вступает в действие. Пусть Месть разность фаз напряжений U и U , фазочувствитед ь ный орган 9 срабатывает в диапазоне

углов - , где граница рабочей зоны.

Интеграторы 3, 4 вступают в действие лишь после срабатывания двуполупериодного фазочувствительно0 го органа 9. Вместе с сумматором 5, ограничителем б и пороговым элементом 8 они образуют измерительную часть реле, которая в конечном счете и решает, должно ли оно сработать. Но возврат реле целиком и полностью определяется двухполупериодным фазочувствительным органом 9, так как при его возврате интеграторы 3, 4 практически мгновенно устаQ навливаются в нулевое положение порогового элемента 8, а если он до этого сработал, то сразу же возвращается ,

На интервалах совпадения знаков 5 напряжений U и U интеграторы 3, 4 попеременно заряжаются с постоянной времениГ , т.е. напряжения Up,j возрастают по линейному закону , Поскольку опредёление ширины ра0 бочей зоны может быть возложено на фазочувствительный орган 9, на интервалах несовпсщения знаков напряжений и и Uj интеграторы 3, 4 могут поддерживать уровень своего напряжения неизменным, как в известном

(фиг. 2). Однако при необходимости возможно, разряукая интеграторы 3, 4 на интервалах несовпадения с некоторой постоянной времени tp, получить регулируемую зависимость времени срабатывания от разности фаз Ч

Если бы реле содержало всего чишь.один интегратор, то при воздействии помехи, вызвавшей срабатывание фаэочувствительного органа, он мог бы зарядиться до уровня срабатывания порогового элемента, что привело бы к ложному срабатыванию реле. Но в предлагаемом реле такая опасность исключена, потому что ограничитель 6 не позволяет одному из интеграторов 3 или 4 поднять свое . выходное напряжение настолько, чтобы это могло привести к срабатыванию порогового элемента 8. Напряжения ограничиваются порогом UorrrU o лО , где - прямое падение напряжения на одном из диодов ограничителя 6. Если выходное напряжение одного из интеграторов 3 или 4 достигло порога -.р , то выходное напряжение U сумматора 5

.и

ео

составит Uorp/2.- Но порог срабатывания порогового элемента 8 устанавливается с таким расчетом, чтобы имело место неравенствоtJ(p UQpp/2. И условие ..p , приводящее к срабатыванию реле, сложится лишь в том случае, если к напряжению вы ходе одного из интеграторов добавится еще и напряжение на выходе второго интегратора,хотя и меньшееUopf,но все же достаточно болыиое для того, чтобы была исключена ложная работа реле., Причем всегда имеется возможность, подняв порог U(.(,, добиться при незначительном увеличении времени срабатывания заметного повышения помехоустойчивости реле (фиг. 2). Разумеется, величина должна оставаться меньшей .

Двухполупериодный фазочувствительный орган 9, вообще говоря, может быть построен по любому способу. Единственное предъявляемое К нему требование заключается в том, чтобы в рабочей зоне напряжение Uex) Hj3 его выходе было непрерывным / Вибрация фазочувствительного органа 9 на краю рабочей зоны допустима, так как при этом интеграторы 3, 4 периодически разряжаются и не могут развивать напряжение, достаточное для срабатывания порогового элемента 8.

Реализация фазочувствительного органа 9 по способу сравнения времени совпадения с заданным при однавременном контроле продолжительности интервалов несовпадения еще в большей степени повышает помехо7 устойчивость реле, поскольку длительность каждого интервала времени подвергается проверке, а именно проверяется, действительно ли интервалы совпадения превышают заданную величину 6 tj. , а интервалы несовпадения, наоборот, не превышают Зсщанной величины utg.

Применение данного реле сопротивления в дистанционной защите повьлшает ее помехоустойчивость, в результате чего уменьшается вероятность излишних срабатываний и отказов защиты, НТО в целом повышает надежность эне 57оснабжения потребителей .

Формула изобретения

20

Реле сопротивления, содержгицее , сумматор, интегратор и пороговый элемент, отличающе-еся тем, что с целью повышения помехоустойчивости, дополнительно введены блок совпадения положительных значений и блок совпадения отрицательных значений сравниваемых величин, интегратор, ограничитель напряжения, двухступенчатый делитель напряжения и Двухполупериодный фазочувствительный орган, причем выход каждого из блоков совпадения положительных и отрицательных значений сравниваемых величин подключен ко

входу соответствующего интегратора и ко входам двухполуцериодного фазочувствительного органа, выход которого подключен ко входам установки на ноль интеграторов, а их выходы

подключены ко входам сумматора и ограничителя напряжения, выход которого подключен к одной ступени делителя напряжения, к другой ступени и средней точке которого подключены

соответствующие входы установки

значений порогов срабатывания и возврата порогового элемента, вход которого подключен к выходу выше указанного сумматора, а выход является выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР М 146843, кл. Н 02 И 3/38, 1961. .

2.Авторское свидетельство СССР № 480134, кл. Н 01 Н 83/16, 1973.

3.Патент Великобритании

1374425, кл. Н 02 Н 3/40, 1974. 4. Авторское свидетельство СССР № 462229, кл. Н 01 Н 83/00, 1973.

5. Быстродействующее,устройство автоматического повторного включения ВЛ 750 кВ Типа АПВ-750. Отчет ВНИИЭ № 73013627, М. , 1974. 6. С,Айодгльо1л , L.Weacpone . Реле сопротивления на принципе двоРгного сравнения фаз. выполненное на полупроводниковых триодах. Сб. Полупроводниковые триоды в аппаратуре .релейной зайшты, измерений и телемеханики для энергосистем. М., Госэнергоиэдат, 1958, с. 41-49.

U,

ас, fo

-do ч со

fo /о

tit5