Направленное реле сопротивления Советский патент 1980 года по МПК H02H3/38 

нальный напряжению неповрежденной фазы, блок обеспечення .нанравленностн иыполнен на операционных усилителях, формирующих нанряжения памяти UAB, UBC, UcA, совпадающие по фазе с поляризующими напряжениями UAB, UBC, UCA, соединенных последовательно с полосовыми активными фильтрами, при этом инвертирующие входы операционных усилителей блока обеспечения направленности подключены соответственно через суммирующие сопротивления к выходам промежуточных трансформаторов напряжений UCA, UAB, UBC, непнвертирующие входы - соответственно к выходам трансформаторов напряжений , СА, UAB, а выходы операционных усилителей через вновь введенные фазосдвигающие конденсаторы подключены соответственно к входам формирователей поляризующих ианряжений UAB, UBC, ПСАУпрощенная электрическая схема направленного реле сопротивления приведена на чертеже.

Она содержит промежуточные трансформаторы 1-6 напряжения и тока, используемые в реле сопротивления фаз АВ, ВС, СА, блок 7 обеспечения направленности действия реле сопротивления при коротких замыканиях вблизи места установки реле, операционные усилители 8-10 в цепях формирования поляризующих величии EI измерительных органов фаз АВ, ВС, СА, оиерационные усилители И-13 в цепях формирования рабочих величин EZ измерительных органов, операционные усилители 14- 16 активных фильтров блока обесиечения направленности при коротких замыканиях вблизи места установки реле, блоки 17-19 сравнения фаз поляризующей i и Ё2 рабочей величины фаз АВ, ВС, СА.

Совокупность трансформаторов 1, 4, операционных усилителей 8 и 11, являющихся сумматорами величин, блока 17 сравнения образует для фазы АВ направленное реле сопротивления на основе сравнения фаз величин EI kiU и EZ kiU + kzl. Аналогичным образом выполнены реле сопротивления фаз ВС и СА. Для обеспечения четкой направленности и правильного действия при близких двухфазных и трехфазных коротких замыканиях, сопровождающихся исчезновением линейного напряжения, необходимо введение в величину EI дополнительного наиряжения памяти U от неповрежденной фазы, которое не должно исчезать определенное время и при трехфазных коротких замыканиях. Для указанной цели служит блок 7 обеспечения направлениости при близких коротких замыканиях, на выходе которого имеются три сигнала, каждый из которых подводится к одному из операционных усилителей-сумматоров 8-10 для реле фаз АВ, ВС, СА, в результате чего результирующее поляризующее напряжение на выходе сумматоров 8-10 имеет вид EI kiU + и (где и - напряжение, пропорциональное нанряжению неповрежденной фазы, соответственно для фаз АВ, ВС, СА).

Промежуточные трансформаторы 1-3 напряжения необходимы для регулирования уставок измерительных органов и гальванической развязки вторичных цепей реле от входных цепей напряжения.

Такая же развязка цепей нужна и для блоков запоминания предаварийного напряжения, к которым подводятся соответственно напряжения неповрежденных фаз, обеснечивая при близких двухфазных коротких замыканиях незатухающее напряжение подпитки.

В связи с этим для формирования напряжений памяти используются те же промежуточные трансформаторы 1-3 с выходными напряжениями kiUAB, , , причем наиряжения памяти 11АВ, Овс, Осл

формируются векторным вычитанием линейных напряжений соответствующих фаз, производимым так, чтобы результирующее нанряжение было пропорционально напряжению неповрежденной фазы (например,

для реле сопротивления, действующего при междуфазном коротком замыкании АВ напряжение памяти иропорционально напряжению фазы С). При этом необходим поворот по фазе указанного напряжения на

угол 90°, обеспечивающий совпадение его по фазе с линейным напряжением, подводимым к данному реле.

Учитывая, что суммирование сигналов осуществляется с иомощью операционных

уси;1ителей, необходимо совпадение фаз входных токов операционных усилителей, иропорциональных указанным напряжениям. Необходимый фазовый сдвиг тока, пропорционального нанряжению памяти, обесиечивается включением фазосдвигающих конденсаторов 20-22 между выходами блоков памяти и входами операционных усилителей формирователей поляризующих напряжений.

Векторное вычитание напряжений неповрежденных фаз осуществляется определенными соединениями между собой инвертирующих и неинвертирующих входов операционных усилителей. При этом заиоминание сигнала на необходимое время обеспечивается использованием активных полосовых фильтров достаточно высокой добротности, выполняемых на основе операционных усилителей. На входе активных фильтров включены суммирующие сопротивления 23-28, а в цепях обратной связи - двойные Т-образные мосты на рС-элементах. Переменные сопротивления 29-31 обеспечивают плавную подстройку фазы

выходных напряжений памяти.

Таким образом, фазы токов, пропорциональных напряжениям UAB, UBC, UCA, подводимым соответственно к формирователям 32-34 поляризующих напряжений, пропорциональны напряжениям памяти UAB,

(JBC, UcA, подводимым соответственно к тем же формирователям. Из-за отсутствия нелинейных элементов фазы токов, пропорциональных напряжениям памяти, практически не зависят от величины.уровня подведенных напряжений UAB, Ивс, UCA, что обусловливает более высокую селективность при коротких замыканиях вблизи места установки защиты. Так как блоки памяти и реле сопротивления фаз, выполненные на операционных усилителях, питаются от общих трансформаторов, то потребление трехфазного направленного реле сопротивления уменьшается, а конструкция его существенно упрощается.

Описанное реле обладает больщей степенью селективности по сравнению с известными реле при близких коротких замыканиях, что обеспечивается линейностью схемы блока памяти в щироком диапазоне изменения входных напряжений, а также имеет существенно меньщие габариты блоков памяти вследствие отсутствия промежуточных трансформаторов для подведения напряжения подпитки от неповрежденной фазы, что позволяет применять его в новых малогабаритных устройствах защиты.

Формула изобретения

Направленное реле сопротивления на основе сравнения фаз электрических величин, содержащее промежуточные трансформаторы тока и напряжения, подключенные к защищаемой сети, с подключенными к ним

формирователями сравниваемых напряжений, операционные усилители, в цепях формирования рабочего и поляризующего напряжений подключенные к блоку ср.авнения, и блок обеспечения направленности при коротких замыканиях вблизи места установки реле, формирующий сигнал, пропорциональный напряжению неповрежденной фазы, отличающийся тем, что, с

целью повыщения селективности при близких повреждениях, блок обеспечения направленности при близких коротких замыканиях выполнен па операционных усилителях, формирующих напряжения памяти

L/AB, ивс, IJcA, совпадающие по фазе с поляризующими напряжениями UAB, UBC. UCA, соединенных последовательно с полосовыми активными фильтрами, при этом инвертирующие входы операционных усилителей блока обеспечения направленности подключены соответственно к выходам промежуточных трансформаторов напряжений UCA, иАв, UBC, неинвертирующие входы указанных усилителей подключены соответственно к выходам трансформаторов напряжений UBC, UCA, UAB, а выходы блока обеспечения направленности при близких коротких замыканиях через вновь введенные фазосдвигающие конденсаторы подключены

соответственно к входам формирователей поляризующих напряжений UAB, UBC, UCAИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Фабрикант В. Л. и др. Элементы устройств релейной защиты и автоматики

энергосистем и их проектирование. «Высщая щкола, 1974, с. 128-132.

2.Гаевенко Ю. А. Новые реле защиты на полупроводниках. Киев, Укртехиздат, 1962,

с. 120-141.