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

1

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в дистанционной защите линий электропередачи в качестве пускового или дистанционного органа.

Известно импульсное реле сопроти-вления l, содержащее трансформаторы, промежуточные трансформаторы напряжения, блоки формирования импульсов и выходной блок.

Недостатком известного реле является низкая точность при дуговых коротких замыканиях и искажении Формы вторичного тока трансформаторов тока из-за насыщения их магнитопроводов.

Таким же недостатком обладает быстродействующая дистанционная защита с использованием статических элементов 2 ,содержащая блоки формирования импульсных и гармонических сигналов из тока и напряжения и блок контроля совпадения полярностей гармонических сигналов в моменты генерации импульсных сигналов.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является время - импульсное направленное реле сопротивления з , содержащее трансформатор тока, трансреактор, промежуточный трансформатор напряжения с фазосдвигающим элементом во вторичной обмотке, блок формирования импульсов , интегриру ощий контур с нелинейным элементом и активно-емкостным фильтроми блок контроля совпадения сигналов.

Недостатком известного реле явля10ется низкая точность при отклонении от синусоиды формы тока на входе реле из-за насыщения магнитопроводов трансформаторов тока или при дуговых коротких замыканиях, сопровождающихся погасанием электрической дуги в

15 конце полупериодов тока и зажиганием ее, спустя некоторое время после пробоя дугового промежутка. Этот недостаток 9бусловлен тем, что в реле

20 сравниваются периодические сигналы, являющиеся векторными суммами сигналов, сформированных из тока и напряжения, и характеристика срабатывания реле соответствует расчетной лишь

25 при синусоидальной форме тока и напряжений на входе реле.

Целью изобретения является повышение точности реле сопротивления при искажении формы тока на его вы30ходе . Это достигается тем, что в юлпульсное реле сопротивления, содержащее измерительные трансформаторы, тока и напряжения, первичные обмотки которых подключены к фазам защищаемой сети, трансреактор, промежуточный трансформатор напряжения,подключенныя ко вторичной обмотке измерительного трансформатора напряжения, блок формирования импульсов, фазосдвигающий блок и блок сравнения на выходе которого включен исполнительный орган, дополнительно введены блок формирования величины, пропорциональной мгновенным значениям тока, пик-трансформатор, выпрямитель и сумматор, причем ко вторичной обмотке измерительного трансформатора тока подключены последовательно включенные трансреактор и блок фор- мирования величины, пропорциональной мгновенным значениям тока, выход которого подключен к измерительному входу блока формирования импульсов, к управляющему входу которого подклю чен выход пик-трансформатора, подключенного к выходу трансреактора, выход блока формирования импульсов подключен к рабочему входу блока сравнения, один выход промежуточного .трансформатора напряжения через выпрямитель подключен к одному входу сумматора, другой его выход через фазосдвигающий блок подключен к другому входу сумматора, выход которого подключен к тормозному входу блока сравнения. На фиг. 1 изображена функциональная схема реле; на фиг. 2 - эллиптическая и прямолинейная характерис тика срабатывания реле; на фиг.З временные диаграммы, поясняющие его работу. Реле содержит трансформатор 1 то ка, ко вторичной обмотке которого подключены последовательно включенные блок 2 мгновенных значений тока и трансформатор 3 с пик-трансфор матором 4 на выходе. К выходам блока 2 и пик-трансформатора 4 подключ ны входы соответственно измерения и управления блока 5 форм1 рования им .ПульйОВ, выход которого подключенк рабочему входу блока 6 сравнения. Ко вторичной обмотке трансформатора 7 напряжения подключен промежуточны трансформатор 8 напряжения, ко втоDHitHbiM обмоткам которого подключены выпрямитель 9 и фазосдвигающий эле.мент 10, выходы которых подключены к вход&м сумматора 11, подключенног выходом к тормозному входу блока 6. Характеристика срабатывания импульсного реле сопротивления- в зави симости от соотношения козффициентов трансформации вторичных обмоток трансформатора 8 может быть кривой второго порядка с фокусом в начале координат или прямой, не проходящей через начало координат. Обобщенное уравнение кривых второго порядка в полярной системе координат HO2icp мин Р + со5(ч)р-фр где эксцентриситет соответствует: О - окружности, 04Е i 1 - эллрпсу,Е 1 - параболе и - гиперболе. Эллиптическая характеристика срабатывания реле (фиг. 2) может быть представлена и в другом виде t(-)Zcp макс P% ecosl(pp-fp..,) в этих формулах: 2(.р.мин cp.ff.axc соответственно минимальное и максимальное сопротивление срабатывания реле; Cf j).Hr. УГОЛ максимальной чувствительности реле. Умножение числителя и знаменателя функции ZCP на коэффициент передачи цепи формирования сигнала из напряжения К ц (.) и ср.мин Р Ku + ekuCos(.M.r) Ku ei uCosCqjp-vfp.. дает в числителе импульсный коэффициент передачи цепи формирования периодического импульс.ного сигнала из тока, а в знаменателе - функцию передачи цепи формир- жания периодического сигнала из напряжения. Уравнение прямолинейной характеристики срабатывания реле в полярной системе -координат {фиг. 2). .мин Ср.МИН СР COS((fp-(,p) k,COS((fp-Cpp.) KuCOS(Cfp-tpp.,) Блок запускается выходным сигналом пик-трансформатора 4 в моменты времени, соответствующие однополярным амплитудным значениям тока, из которых блок 5 формирует периодический импульсный.сигнал, описываемый импульсной, функцией при Wt+ti-, (2K + 0,5)i i О при (2k + a,5)K,X OH,2..., где Ij; - начальная фаза тока. Из напряжения на входе реле сопротивленияUp-UpmS n(wt4-(,)-4(p)

посредством элементов 8-11 формируется периодический непрерывный сигнал

bu uUpmD ecos(wt + .M.ri (а)1 + ц,-+Срр-фр р).

Первое слагаемое - постоянное напряжение - формируется из одного вторичного напряжения трансформатора 8 с помощью выпрямителя 9, а второе слагаемое - гармоническое напряжение - формируется из другого вторичного напряжения трансформатора 8 с помощью элемента 10, и затем эти слагаемые суммируются сумматором 11. Коэффициенты передачи цепи формирования обоих слагаемых 6 ц регулируются коэффициентами трансформации трансформатора 8, а фазовый угол Чр.мг элементом 10. В частности,у импульсного реле полного сопротивления эксцентриситет , второе слагаемое 2и и элементы 10 и 11 отсутствуют, а у реле с прямолинейной характеристикой срабатывания отсутствуют выпрямитель 9 и сумматор 11.

Сформированные импульсный и непрерывный б ц периодические сигналы сравниваются в блоке 6 и если рабочий импульсный сигнал превышает соответствующее мгновенное значение тормозного непрерывного сигнала то блок 6 срабатывает (фиг. 3).

В.полярной системе координат Z,p (фиг.2) направление оси OZ р соответствует моментам формирования периодических импульсных сигналов , сформированных блоком 5 из тока ip. Длина вектора Zp пропорциональна моUpmдулю сопротивления 2р г , а его

ргр

аргументс р (у ц-( характеризует фазовый сдвиг гармонических составляющих напряжения Up и тока in, отсчитываемый от оси OZp в положительном направлении, т.е. против часовой стрелки. Условию срабатывание блока 6, а следовательно, и реле сопротивления , соответствует расположение конца вектора Zp в области, ограниченной характеристикой срабатывания, в которой еи(фиг.З).

Высокая точность реле сопротивления обусловлена импульсным принципом действия, в котором импульсные сигналы формируются из амплитудных значений тока в середине однополярных полуволн тока, где отсутствует насыщение магнитопроводов трансформатора тока и минимально влияние сопротивления электрической дуги.

Применение данного реле повышает надежность энергоснабжения потреби- телей за счет исключения излишних срабатываний и отказов дистанционной защиты.

0

Формула изобретения

Импульсное реле сопротивления, содержащее измерительные трансформаторы тока и напряжения, первичные об5мотки которых подключены к фазам защищаемой сети, трансреактор, промежуточный трансформатор напряжения, подключенный ко вторичной обмотке измерительного трансформатора напряжения, блок формирования импульсов, фа0зосдвигающий блок и блок сравнения, на выходе которого включен исполнительный орган, отлич ающеес я Чем, что, с целью повышения точ;ности реле при искажении формы тока,

S на его входе дополнительно введены блок формирования величины, пропорциональной мгновенным значениям тока, пик-трансформатор, выпрямитель и сумматор, причем ко вторичной об0мотке измерительного трансформатора тока подключены последовательно включенные трансреактор и блок формирования величины, пропорциональной мгновенным значениям тока, выход коSторого подключен к измерительному -ВХОДУ блока формирования импульсов, к управляющему входу которого подключен выход пик-трансформатора, подключенного входом к выходу трансреакто0ра, выход блока формирования импульсов подключен к рабочему входу блока сравнения, один выход промежуточного трансформатора напряжения через выпрямитель подключен к одному входу сумматора, другой его выход через фа5зосдвигающий блок подключен к«другому входу сумматора, выход которого подключен к тормозному входу блока сравнения.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 230945, кл. Н 02 Н 3/40, 1968.

2.Патент Франции № 1436596, кл. Н 02 Н 3/40, 1966.

5

3.Авторское свидетельство СССР W 202287, кл. Н 02 Н 3/40, 1967.