Реле сопротивления

:Вф ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Овчаренко Н.И. Полупроводниковые элементы автоматических устройств энергосистем. - И.: Энерго- издат, 1981, с. 346-372.(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите. Цель - повышение точности реле путем улучшения отстройки от свободных составляющих переходных процессов. При повреждении в системе через 1,7 мс после срабатывания пускового органа исчезают запрещающий сигнал с управляющего входа элемента ЗАПРЕТ 2 и сигнал сброса с управляющих входов коммутируемых фильтров 5, б, 11 и 12 и появляется запрещающий сигнал на управляющих входах элементов ЗАПРЕТ 3 и 4 на время 15 мс, Следовательно, сигнал с рабочего входа блока формирования сравниваемых величин 1 сможет проходить через элемент ЗАПРЕТ 2, коммутируемые низкодобротные фильтры промышленной частоты 5 и 6, усилитель-ограничитель 8, умно- Я житель 9 частот 50 и 600 Гц и коммутируемый фильтр 11. 1 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты энергетических обьектов,Цель изобретения - повышение точности реле путем улучшения отстроен- ности от свободных составляющих переене 1) а 1 1 ) тоа.)5 ь)Й ч ястоть Вь -рабатывает сину(:оидальный сигнал частотой 600 Гц, амплитуда и фаза кото -рого соответственно равны 1 и Ч5 в течение всего времени, пока на егоуправляющем входе присутствует сигналот пускового органа (устройства блокировки при качаниях), При подачесигнала частотой 600 Гц на вход де 1 О лителя 16 частоты, который уменьшаетчастоту входного сигнала в 20 раз,на его выходе появляется синусоидальный сигнал с периодом Т 20/600 =33,3 мс и амплитудой Б15 Если принять, что формирователь 17управляющих сигналов вырабатываетсигнал на своем прямом входе все время, пока У,(г.)0,15 Б , а на инверсном выходе - все время, пока20 111 ;Т)1 ( 0,15 11 , то через 1,7 мспосле запуска генератора 15 управляющий сигнал исчезает с инверсноговыхода формирователя 17 и в течение15 мс присутствует на прямом выходеэтого формирователя. Затем в течение1,7 мс сигнал вновь появляется наинверсном выходе, а затем в течение15 мс - на прямом выходе формирователя 17 и т.д, Этот процесс продолЗС жается в течение всего времени работы генератора 15 тональной частоты.Следовательно, в режиме дежурства,когда отсутствует сигнал на выходепускового органа, а значит и на выходе генератора 15 и делителя 16, управляющий сигнал присутствует только на инверсном выходе формирователя 17 и на выходе элемента 18 выдерж-.ки времени, При этом запрещается продО хождение любых сигналов через элемент ЗАПРЕТ 2, закорочены коммутируемые фильтры 5, 6, 11 и 12, на входахэлемента 13 сравнения сигналы отсутствуют и реле не срабатываег,При повреждении в системе через1,7 мс после срабатывания пусковогооргана исчезают запрещающий сигнал суправляющего входа элемента ЗАПРЕТ.2и сигнал сброса с управляющих входово коммутируемых фильтров 5, б, 11 и 2и появляется запрещающий сигнал науправляющих входах элементов ЗАПРЕТ 3и 4 на время 15 мс. Следовательно,втечение 15 мс сигнал с "рабочего"выхода блока 1 формирования сравниваемых величин может проходить черезэлемент ЗАПРЕТ 2, коммутируемые низкодобротные (Я 1,1) фильтры 5 и б1259промышленной частоты, усилитель-ограничитель 8, умножитель 9 частот 50 и 600 Гц и коммутируемый фильтр 11 добротностью Ц, равной 22, настроен,ный на частоту 650 Гц. 5Для определения места повреждения (на защищаемом участке или вне его) достаточно сравнить го фазе "рабочую" ЗДС, которая на рабочем выходе формирователя 1 для реле сопротивления, включенного на фазы А и В, равна= Е, яп(и)+ )и тормозную ЭДС 15КаПде = Едзхп (о+ ч ) где К и К - коэффициенты, определяющие диапазон углов, при которых работает реле;Е -вторичная уставка реле;20о - промышленная частота.При подключении резонансного фильтра к источнику синусоидальной ЭДС время установки фазы сигнала на его выкоде с погрешностью 5 Х по отношению 25 к фазе сигнала на его входе равнос = 0 7 = 1 4 О/и). (1)Прй добротности фильтров 5 и 6 0 в = 0 = 1,1 через 9,3 мс после подключения этих фильтров к рабочему выходу блока 1 фаза сигнала на выкоде фильтра б не более, чем на 57, отличается от фазы ЭДС Е равнойч,. . Однако в реальных условиях эти фильтры подключаются.к несинусоидальной ЭДС и любая гармоника, расположенная за пределами полосы пропускания каждого фильтра, обуславливает возникновение на его выходе свободных колебаний промышпенной частоты вида40Кр ч,г 1 я 1 п 1(соя ф 1 гздпсдС ,) 3.--- -) +соя Ч зпадг. е С,2 Я цггде 1- амнлитуда;о 1 -частота гармоники с1р - угол начальная фазаК = 1/1+Я ( -- . - )3 - коэфо 3л.г) гфициент затухания фильтра на частотегармоники.1 - 50Если в соответствии с равенством(1) принять, что в наихудшем случаепри Чф = - отношение амплитуд ЭДС про 2мышленной частоты и ближайшей к ней 55гармоники с о-, = 18,6 Гц равно и0,53, то на выходе фильтра 5 этоотношение составит пв = пе,/Кис 390 ,41,45, а на выходе фильтра 6 - п,Результирующий сигнал с выходафильтра 6 поступает на вход усилителя-ограничителя 8, в котором сигналс большей амплитудой подавляет сигнал с меньшей амплитудой, причем есги отношение амплитуд сигналов на входе ограничителя равно и = 4, товхсотношение амплитуд этих же сигналов на выходе ограничителя равно пвых с = 5,4. Так как остальные гармоники переходногопроцесса ослабляются фильтрами 5 и б на порядок сильнее, чем гармоника 18,6 Гц, то влиянием этих гармоник на выходе усилителя ограничителя можно пренебречь. Усилитель-ограничитель 8 является безынерционным элементом, поэтому через 9,3 мс после подключения коммутируемых фильтров 5 и 6 к рабочему выходу блока 1 даже без учета затухания свободных составляющих в этих фильтрах на выходе усилителя-ограничителя 8 получают сигнал11 = яп (дг. +Ч, ) - 0,185 созна.Сигнал 0 . поступает на первый вход умножителя 9 частот, на другой вход которого поступает сигнал с генератора 1515 ( т т)На выходе умножителя получают сигналБ = 0,5 яп (в 3,.+о Т + М,+ М 3 -- 0,0925 з 1 п (о) +ц) )е +у+++ 0,5 з 1 п Г ( ) - о )+ Ч- 0,0925 я 1.п (а) -ф 1 ) г. + М +П2Сигнац Б проходит через настроенный на частоту (сИ + о 3)/25 = 650 Гц коммутируемый фильтр 11 с добротностью ( = 22 и на выходе этого фильтра получают сигналБр Б = 0,5 яп 2 П 650 + + Ч, + Ч 1 - Кь,я 0,0925 яп 2 П618 с + у +- К 0,0925зхп (2 п 582 с + Ч, + ) + Квв0,5 язп (2550+ Чт - ,20 25 ЗО ких передач. 35 4 О 45 50 3 125 гдн К - коэффициент затухания Фильтра 11 на частотеи.Тормозная ЭДС Е = Е зп 1(иЭ +,р ) проходит через полосовой (Я = 1 С) фильтр 7, поэтому в течение60 мс фаза сигнала Ч на выходе этого Фильтра остается неизменной, осуществляя для реле сопротивления Функцию памяти при близких к .з. Следовательно, после прохождения через умножитель 10 и коммутируемый Фильтр 12, характеристики которого аналогичны характеристикам фильтра 11, тормозной сигнал на выходе фильтра 12 имеет только две составляющиеП = .Б, = 0 5 з 1 п (211 650+у +9 )++ 0,067 ядп (2 П 550 + У, - ср )Так как время установки фазы сигналов в коммутируемых фильтрах 11 и 1.2= 6,3:мс, то через 15 мс после подключения фильтров 5 и 6 к Формирователю 1 (к моменту пре 1 ращерия прохождения сигнала Е через элемент ЗАПРЕТ 2 и к моменту разрешения прохождения сигналов Б и б через элемент ЗАПРЕТ 3 и 4) на входы элемен - та 13 сравнения поступают сигналы 11, и У Фазыкоторых равны соответственно+ у, и - +, причем втсвязи с тем, что максимальная амплитуда помехи меньше амплитуды полезной составляющей в 7,4 раза, макси- мальная Фазовая погрешность сигналов Б и 11, вызванная помехами и нижними боковыми частотами, образующимися в результате перемножения сигна-. лов тональной и промышленной частот, не превьппает 2,5%. Элемент 13 сравнения с нуль-индикатором 14 ча выходе реагирует наагд (Ц Б ) = 4, "+Ф - М -ЧР т. ч. т1Следовательно, при сравнении Фаз сигналов О, и У сохраняется необходимая характеристика реле сопротивления. Процесс сравнения Фаз сигналов П и Б в элементах 13 и 14 происходит в течение 1,5 мс до появления сигнала на выходе элемента 18 выдержки времени, который на 0,2 мс закорачивает коммутируемые фильтры 5, 6, 11 и 12, что приводит к исчезновению информации, накопленной в этих Фильтрах в течение предыдущих 15 мс, и вновь подготавливает эти фильтры к работе с нулевыми начальными условиями. Следовательно, элемент 13 срав 9390 бнения, работающий на частоте 650 Гцможет быть выполнен двухполупериодным,что повьппает точность определениямест к.з. в защищаемой зоне или вне ееЕсли выполнить блокировку при ка,чаниях с е= 2-2,5 мс, то суммарное время срабатывания реле с погрешностью о = 2,5% и указанной отстройкой от составляющих переходного процесса равноср п,с иб.ср м Ф- 20,2 мси практически не превьппает периода промьппленной частоты. Таким образом, благодаря переносу сравниваемых величин в диапазоне тональных частот и применению для выделения принужденной составляющей рабочей ЭДС последовательно включенных коммутируемых низкодобротных фильтров в сочетании с усилителем-ограничителем удается выполнить однопериодное реле сопротивления или реле направления мощности с повышенной надежностью, отстройкой от составляющих переходного процесса, возникающих на линиях электропередачи сверхвысокого напряжения, что повышает надежность и устойчивость работы таФормула изобретения Реле сопротивления, содержащее блок формирования сравниваемых величин, генератор тональной частоты, нод" ключенный выходом к одним входам двух умножителей частот, полосовой частотный фильтр и элемент сравнения, подключенный выходом к входу нуль-индикатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности реле путем улучшения отстройки от свободных составляющих переходных процессов, в него введены три элемента ЗАПРЕТ, два коммутируемых низкодобротных фильтра, усилитель в ограничитель, два коммутируемых высакодобротных фильтра, делитель частоты, формирователь управляющих сигналов и элемент выдержки времени, при этом один выход блока формирования сравниваемых величин подключен чер з поГследовательно соединенные один элемент ЗАПРЕТ, два коммутируемых низкоцобротных фильтра и усилитель-ограничитель к другому входу первого ум59390 О Составитель Т. ЦегольковаРедактор И. Дербак Техред М.Ходанич Корректор В. Бутяга Заказ 5132/53 Тираж 612 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 ножителя частот, подключенного выходом через последовательно соединеннеодин коммутируемый высокодобротныйфильтр и другой элемент ЗАПРЕТ к одному входу элемента сравнения, другой выход блока формирования сравниваемых величин подключен через полосовой частотный фильтр к другомувходу второго умножителя частот, выход которого подключен через последовательно соединенные другой коммутируемый высокодобротный фильтр итретий элемент ЗЛГ".ЕТ к другому входу элемента сравнения, управляющие входы всех коммутируемых фильтровподключены к выходу элемента выдержки времени, подключенного входом кодному выходу формирователя управляющих сигналов, к которому подключентакже. управляющий вход одного элемента ЗАПРЕТ, другой выход формирователя управляющих сигналов подключен куправляющим входам двух других элементов ЗАПРЕТ, а вход формирователяуправляющих сигналов подключен к выходу делителя частоты, подключенноговходом к выходу генератора тональнойчастоты.