Быстродействующее направленное реле сопротивления

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл, Н 01 1 т 83/16 единением за 0 2 Государственный иомитеСовета Министров СССРпо делам изооретенийи открытий 23) итет етен 53) УДК е 2 1. 316,92,07,75 Рю ликоваио ия 02.1 7, Басс, В. В. Будкин, В 72) Авторы изобретения В. В. Бабыкин, Э Н. И. Овчаренко и орогунцев,В. Темкин Московский орде Ленина : энергетическийинстит ч) Заявител 54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮШЕЕ РЕЛЕ СОПРОТИВЛЕНИ РАВЛЕННО.Е 2 астотных филь или изби-. ем характеристик ных диодными абатыван условленименно ани Изобретение относится к области релейной защиты электроэнергетических системи может быть использовано в устройствахрелейной зашиты линий электропередач высокого и сверхвысокого напряжения, в частности в быстродействующих дистационных защитах, правильно работающих припереходных процессах коротких замыканий (к, з,) на линиях с распределеннымипараметрами. Особенностью токов и напряжений к. з, таких линий электропередачявляется наличие гармонических свободныхсоставляющих, соизмеримых с принужденными составляющими и медленно затухающих, Свободные составляющие приводят кнеправильным действиям измерительныхреле, в особенности реле сопротивления,устройств релейной защиты,Известны направленные реле сопротивления с измерительным блоком, выполняемым на схемах сравнения фаз электрическихвеличин, правильное действие которых вусловиях переходных процессов к, з, достигается установкой в цепях сравниваемых электрических величин корректирующих3 рательных усилителеи,Для снижения времени срабатывания такие направленные реле сопротивления содержат диодные ограничители мгновенных энач ений сравниваемых величин (напряжений),Недостатком известных направленныхреле сопротивления с измерительным блоком, выполняемым на схеме сравнения фазэлектрических величин, является недопустимо большое (по условию сохранения ди-намической устойчивости электроэнергетической системы) время срабатывания релепри к, з, в защищаемой зоне, обусловленное,длительйыми переходными процессами вкорректирующих элементах, имеющимиместа при больших кратностях изменения абсолютных значений и фаз напряженийна их входах (например от 100 в в нормальном режиме до 1-2 в при к, зизмененийфазы вплоть до 180 эл. град,), а такженеправильное срабатывание реле при к, э.вне защищаемой зоны из-эа искажений10 20 тем, что фаза основной гармоники напря-жения на выходе диодного ограничителясильно отличается от фазы основной гармоники напряжения на его входе.В направленных реле сопротйвления,содержащих блок обратной связи, перечисленные недостатки устраняются, но только в реле с измерительным блоком, выполняемым на схеме сравнения абсолютных значений электрических величин.Быстродействие реле сопротивления сизмерительным блоком, выполняемым насхеме сравнения фаз, практически не может быть обеспечено введением блока об 1ратной связи.Цель изобретения-повышение быстродействия реле сопротивления с измерительнымблоком, выполняемым на схеме сравненияфаз электрических величин, при переходных процессах коротких замыканий в защищаемой зоне и повышение надежностинесрабатывания реле при переходных процессах коротких замыканий вне защищаемой зоны на линиях электропередач высо-кого и сверхвысокого напряжений. 25Это достигается тем, что реле снабжено, блоком ускорения срабатывания, в которомимеются логические элементы И, НЕ, ИЛИ-НЕ, элемент задержки. и ждущий мультивибратор, причем выход элемента ИЛИНЕ соединен со входами элементов И,НЕ, элемент задержки подключен к элементу НЕ и к первым входам двух элементов И, а ждущий мультивибратор соединен с выходом элемента И и со вторым 35входом элемента ИЛИ-НЕ, первый входкоторого подключен к пусковому органуреле, выходы элементов И, НЕ включеныво входные цепи корректирующюто элемента, вторые входы элементов И соединены с элементом формирования сравниваемой величины и схемой сравнения фазизмерительного блока, а выход одногоиз элементов И соединен с исполнитель ным органом реле.45Эта цель достигается также выполнением корректирующего элемента в видеиндуктивно-емкостного частотного фильтра типа 1 В с граничной частотой, определяемой из условия обеспечения независимости фазы напряжения на выходечастотного фильтра от сопротивления нагрузки, и выполнением исполнительногооргана на тиристорах,На чертеже изображена структурная схема предлагаемого быстродействующегонаправленного реле сопротивления.Репе состоит из пускового органа 1,в качестве которого применяется50 Один из известных пусковых Органов дистанционных защит, срабатывающийпод воздействием напряжения, тока, произ-водной напряжения или приращения векторанапряжения (тока) обратной последовательности; измерительного блока 2, содержащего элементы 3, 4, формирующие сравниваемые электрические величины (напряжения) - поляризующиеи рабочие1 Физ напряжения ц и тока 1подводимых к реле от измерительных трансформаторов напряжения и тока линии электропередачи, и схему сравнения фаз 5 на/пряжений Ц и; корректирующих1элементов 6 и 7, включенных между фор. мирующими элементами 3, 4 и схемой сравнения фаз 5, причем корректирующий элемент 6 в цепи рабочего напряжения1выполнен в виде индуктивно-емко 2стного частотного фильтра типа Я с ограниченной частотой, обеспечивающей независимость фазы напряжения О от сопротивления нагрузки фильтра, блока 8 ускорения срабатывания реле, состоящего из логических элементов 9 (ИЛИ-НЕ), 10(НЕ) 11 (задержки) 12,13,14 (И) и ждущего мультивибратора 15, причем выход, элемента 9 соединен со входами элементов10 и 14, элемент 11 подключен к эле. - менту 10 и к первым входам элементов 12 и 13, а ждущий мультивибратор 15 соединен с выходом элемента 13 и со вторым входом элемента 9, первый вход которого подключен к пусковому органу 1 реле, выходы элементов 10 и 14 включены во входные цепи часютного фильтра, вторые входы элементов 12, 13, и 14 соединены с рабочим и тормозным выходами схемы сравнения фаз 5 и элементом 3 формирования сравниваемого напряжения, а выход элемента 12 соединен с исполнительным органом 16 реле, выполненным на тиристорах и подключенным к измерительному блоку 2 реле через элемент 12 (И) блока 8 ускорения срабатывания реле,Быстродействующее направленное реле сопротивления работает следующим образом. В нормальных режимах работы линии электропередачи напряжения (токи) линии практически симметричны, пусковой орган 1 не срабатывает, частотный фильтр отключен от формирующего элемента 3, а к его входу подключен гасительный резистор (на схеме не показан), ток на рабочем выходе схемы сравнения 5 отсутствует, и тиристор исполнительного органа 16 закрыт, Реле не срабатывает.Это обеспечивается тем, что в нормальных,режимах работы на выходе пусковогооргана 1 ммеется напряжение, соответствую-. щее сигналу "1", поэтому на входе элемента 14, подключенного к выходу элемента 9, напряжения нет, что соответствует ,сигналу "О". Напряжение О не проходит на выход частотного фильтра.При этом на выходе элемента 10 имеется сигнал "1", на выходе элемента 11 10 50 и входах элементов 12 и 13 - сигналы "О, поэтому исполнительный орган 16 оч ключен от схемы сравнения, а мупьтивибратор 15 не запущен: на его выходе "О".При возникновении к, з, на линии пусковой орган 1 реле срабатывает, при этом 15 напряжение на его выходе исчезает, что соответствует сигналу фО".На выходе элемента 9 появляется "1", а на выходе элемента 10 - сигнал фО", Поэтому от входа частотного фильтра оч 20 ключается гасительный резистор, а частот ный фильтр подключается к рабочему наВпряжению 1) формируюшего элемента 3.ЕТаким образом создаются нулевые начальные условия собственного переходно го процесса в частотном фильтре, на его вход поступает напряжение, которое бывает при к. з. на пинии, абсолютное значение и фаза которого сильно отличаются от значения и фазы при нормальных режимах ра- З 0 боты линии.За счет этого длительность собственного переходного процесса резко уменьшается, чем и обеспечивается ускорение срабатывания реле.35Через некоторое время задержки, равное половине длительности периода промышленной частоты, на выходе элемента 11 появляется сигнал "1 ", поступающий на входы элементов 12 и 13, которые разрешают 40 прохождение токов с рабочего выхода схемы сравнения фаз 5 на исполнительный орган 16 реле, а с тормозного выхода схемы сравнения 5 - на мультивибратор 15. При этом, если к. 3, в защищаемой 45 зоне (реле должно срабатывать), током рабочего выхода схемы сравнения 5 открывается тиристор исполнительного органа 16 и реле срабатывает, т. е. действует на отключение выключателя линии.Если к. з. вне защищаемой зоны (реле не должно срабатывать), появляется ток тор-, мозного выхода схемы сравнения фаз, 5, запускающий ждущий мультивибратор 15, который выдает сигнал "1" на вход эле- ф 5 мента 9, На выходе элемента 9 и соответствующем входе элемента 14 появляется "О", а на выходеэлемента 10-ф 1". Частотный фильтр отключается от формирующего элемента 3, и к его входу подключается 6гасительный резистор, Таким образом частотный фильтр снова приводится к нулевым начальным условиям. Если к. з, внезащищаемой зоны продолжает существовать, то такое действие блока 8 ускорения срабатывания реле циклически повторя=ется до тех пор, пока к, з, не будет от,ключено другой зашитой, в зоне действиякоторой оно находится.Время срабатывания реле при к. з. взашишаемой зоне практически определяется временем. срабатывания пускового органа 1 и временем задержки элементом 11прохождения рабочего сигнала с выхода схемы сравнения 5, сумма которых не пре -вышает длительности одного периода промышленной частоты.Время задержки перекрывает длительность собственного переходного процессав корректирующем элементе 6 (при нулевых начальных условиях), чем сбеспечивается повышение надежности правильногодействия (несрабатывания) реле при к. з,вне зашишаемой зоны,Предмет изобретения1. Быстродействуюшее направпепное реле сопротивления, содержащее пусковойорган, измерительный блок с элементамиформирования сравниваемых электрическихвеличин, корректирующие элементы, например частотные фильтры и исполнительныйорган, о т л и ч а ю ш е е с я тем,что,сцелью повышения быстродействия реле припереходных процессах коротких замыканийв защишаемой зоне на линиях электропередач высокого и сверхвысокого напряжения, оно снабжено блоком ускорения срабатывания, содержащим логические элементы И, НЕ, ИЛИ-НЕ, элемент задержкии ждущий мультивибратор, причем выходэлемента ИЛИ-НЕ соединен со входамиэлементов И, НЕ,элемент задержки подключен к элементу НЕ и к первым входамдвух элементов И, а ждущий мультивибратор соединен с выходом элемента Ии со вторым входом элемента ИЛИ - НЕ,первый вход которого подключен к пусковому органу реле, выходы элементов И,НЕ включены во входные цепи корректирующего,элемента, вторые входы элементовИ соединены с элементом формированиясравниваемой величины и схемой сравнения фаз измерительного блока, а выхододного из элементов И соединен с исполнительным органом реле.2.Релепоп. 1,отличающеес я тем, что,с целью повышения надежности, корректирующий элемент выполнен в виде индуктивно- емкостного частотно - го фильтра типа Ю,478376Составите. ь Г.ДамскаяРедактор Т.Загребельнайекред 1.Ханеева Корректор Л,БРАнинаЗаказ(р 1 ад, М 36 Тираж 833 11 одписноеЦ 11111111 осударствеиного комитета Совета Министров СССРло делам изобретений и открытийМосква, 113035, Раушская наб., 4Предприятие Патент, Москва, Г 59, Бережковская иаб 24