Реле сопротивления

Союз Советских Сециаектическия Республик(22) Заявлено 250978 (21) 2666343/24-07 (53)М. Кл. с присоединением заявки Мо Н 02 Н 3/40Н 01 Н 83/16 Государствеииый комитет СССР яо делам изобретений и открытий(72) Авторизобретения Е. В, Лысенко Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственныйпроектно-изыскательский и научно-исследовательскийинститут энергетических систем и электрическихсетей "Энергосетьпроект"(54) РЕЛЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве элемента дистанционной защиты. 5Известны реле сопротивления, Основанные на сравнении синусоидальных величин, пропорциональных току, а также геометрической сумме тока и напряжения в четырехполюсной индукционной системе с цилиндрическим РОТОРОМ 1.К недостаткам этих реле относятся значительное потребление в цепях тока и напряжения, большое время действия, ненадежная работа контактов.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является время-импульсное реле сопротивления, содержащее блок формирования сравниваемых величин, блок формирования импульсов совпадения мгновенных значений величин, блок, измеряющий длительность сигналов совпадения, и выходной элемент 25 Г 23Недостатком этого реле сопротивления является его срабатывание при качаниях, если центр качаний окажется в пределах защищаемой зоны, что требует применения специальных блокировок при качаниях.Целью изобретения является исключение срабатывания реле при качаниях.Поставленная цель достигается тем, что в реле сопротивления, содержащее измерительные преобразователи тока и напряжения, подключенные входами к Фазам защищаемого элемента, а выходами - ко входам блока формирования двух сравниваемых величин, имеющего четыре выхода, подключенные ко входам блока Формирования импульсов совпадения мгновенных значений сравниваемых величин, выходы которого подключены ко входам блока измерения длительности сигналов совпадения, выход которого подключен к выходному элементу, дополнительно введены инвертиРующий элемент И.два формирователя импульсов, два интегратора, два пороговых элемента, два элемента ИЛИ, одновибратор и элемент И, причем второй и четвертый выходы блока формирования двух сравниваемых величин подключены также ко входам инвертирующего элемента И, выход которого под=, ключен к одному из входов каждого интегратора и через один из формирователей импульсов - к управляющему входу одного из интеграторов, один извыходов блока формирования импульсовсовпадения мгновенных значений сравнинаемых величин подключен также к5другим входам интеграторов и черездругой формирователь импульсов - куправляющему входу другого интеграто-ра, выход каждого из интеграторов через соответствующий пороговый элементподключен ко входу одного элементаИЛИ, выход которого через однонибраторподключен к одному из входов другогоэлемента ИЛИ, к другому входу кото, рого подключен выход элемента И, подключенного входами к выходному элемен 1 у и выходу последнего из вышеупомянутых элементов ИЛИ.На фиг. 1 приведена функциональнаясхема реле, на фиг. 2 и 3 - временныедиаграммы, поясняющие работу реле 20при наличии качаний и при возникновении повреждения соответственно. Релесопротивления содержит блок 1 формирования двух сравниваемых величин,блок 2 Формирования импульсов совпадения мгновенных значений сравниваемых величин, блок 3 измерения длительности сигналов совпадения, зыходной элемент 4, первый, второй, третийи четвертый выходы 5, 6, 7 и 8 блока формирования двух сравниваемых величин соответственно, инвертирующийэлемент И 9 интеграторы 10 и 11,формирователи 12 и 13 импульсов,порого"вые элементы 14 и 15,элементы ИЛИ16 и 17, одновибратор 18, элемент И19,Выходы измерительных преобразователей тока и напряжения подключеныко входам блока 1 формирования двухсравниваемых величин, на выходах 5 и 407 которого образуются положительныепрямоугольные импульсы со стабилизированной амплитудой, которые совпадают по времени и продолжительности с положительными полуволнамиформируемых напряжений, а на выходах б и 8 - аналогичные положительные импульсы, совпадающие с отрицательными полунолнами формируемыхнапряжений. Выходы блока 1 подключены ко входам блока 2 формирования импульсов совпадения мгновенныхзначений, а его выходы - ко входамблока 3 измерения длительности сигналов совпадения. На выходе блока 3включен выходной элемент 4. Выходыб и 8 блока 1 подключены ко входам ин.вертирующего элемента И 9, выход которого подключен к интеграторам 10 и11 и через формирователь 13 импульсонк управляющему входу интегратора 10. ЕООдин выход блока 2 подключен также к другому входу интеграторов 10 и11 и через формирователь 12 импульсов - к упранляющему входу интегратора 11. Выходы интеграторов 10 и 11 через пороговые элементы 14 и 15подключены ко входам элемента ИЛИ 16,выход которого через однонибратор 18подключен к элементу ИЛИ 17,к которому подключен также выход элементаИ 19. Ко входам элемента И 19 подключены выход элемента 4 и выход элемента ИЛИ 17.Реле сопротивления работает следующим образом.В блоке 1 производятся линейныепреобразования вторичных величин тока и напряжения, такие как гальваническое разделение цепей, геометричес-кое суммирование, сдвиг по фазе и формирование импульсов.На один вход блока 2 подаются импульсы с выходов 5 и 7, и на еговыходе образуются также положительныеимпульсы со стабилизированной амплитудой, совпадающие и равны по продолжительности нремени совпадения положительных полуволн сформированныхнапряжений. На другой вход блока 2подаются импульсы с выходов 6 и 8, ина его выходе образуются также положительные импульсы, соответствующиевремени совпадения отрицательных полунолн сформиронанных напряжений.Эти импульсы подаются на блок 3измерения длительности сигналов совпадения с уставкой 5 мс. В областисрабатывания время совпадения положительных и отрицательных полуволнпревышает установку блока 3 и на еговыходе появляются короткие импульсы,продолжительность которых равна разнрсти между продолжительностью совпадения и уставкой блока 3, период следования этих импульсов равен Т/2. Элемент 4 превращает последовательностькоротких импульсов в непрерывный положительный стандартный сигнал.К выходам б и. 8 блока 1 подключентакже элемент И 9 с инвертированиемвыходного сигнала, и при совпадениипо времени отрицательных полуволнвходных напряжений, то есть положительных импульсов на входе И 9, наего выходе появляются отрицательныеимпульсы, но время несовпадения илиотсутствия входных импульсов на выходе имеется нулевой сигнал.На вход формирователя 12 импульсов поступают отрицательные имцульсы, и на его выходе образуются короткие положительные импульсы с длительностью 0,1 - 0,15 мс, фронт которых совпадают с фронтом пусковогоимпульса. Аналогично работает формирователь 13,Импульсы совпадения положительных полуволн синусоидальных величин,имеющие положительный знак, с выходаблока 2 и импульсы совпадения отрицательных полунолн, имеющие отрицательный знак, с выхода элемента И9 подаются на входы интеграторов 10и 11, выполненных, например, на осно 771792отрицательного и положительного входного напряжения, имеется напряжениесоответствующего знака.При качаниях продолжительность каждого последующего полупериода какдо срабатывания, так и после срабатывания реле сопротивления отличается от предыдущего на 8 - 12. Уставка пороговых элементов принята большей, и при качаниях ни один из нихне срабатывает, при этом сигнал навыходе элементов 17, 18 и 19 отсутствует.При возникновении к. э. в защищаемой зоне (см. фиг. 3) продолжительность какого-либо из выходных импульсов увеличивается до значения, превышающего Т/4, что необходимо для срабатывания реле сопротивления и, следовательно, заметно отличается по продолжительности от предшествующегоимпульса, причем далее в процессек. з. продолжительность импульсов остается неизменной.При этом на выходе одного из интеграторов, в данном случае 11, возникает импульс, превышающий по амплитуде уставку порогового элемента15, а по длительности близкий к паузе между импульсами. Элемент 15 срабатывает и через элементы 16, 17 подает сигнал на второй вход элемента И 19, выходной сигнал которогочерез второй вход элемента ИЛИ 17обеспечивает удерживание кратковременного импульса порогового элемента 15.При возникновении к. э в другой момент времени может произойтиувеличение отрицательного импульсапо отношению к предыдущему положительному, что приведет к появлениюотрицательного выходного напряженияна выходе интегратора 10 и срабатыванию порогового элемента 14Данное реле сопротивления позволяет отстаивать его от качанийв системе беэ применения специальныхблокировок от качаний. Такое выполнение реле позволит повысить надежность и быстродействие дистанционной защиты. Формула изобретения ве операционных усилителей по схемес заземленным конденсатором.Во время положительного входногоимпульса выходное напряжение интегратора и напряжение на интегрирующем конденсаторе возрастает, в паузумежду импульсами интегратор переходитв режим хранения информации, при отрицательном импульсе выходное напряжение и напряжение на конденсатореуменьшаются, Поскольку амплитуды какположительного, так и отрицательноговходного импульса строго одинаковы истабилизированы, выходное напряжениеинтегратора к моменту завершения импульса пропорционально длительностиимпульса. При появлении на выходе 15блока 2 положительного импульса немедленно появляется кратковременныйимпульс на выходе формирователя 13,при помощи которого производится полный разряд интегрирующего конденса Отора интегратора 10, после чего онначинает заряжаться. После окончанияположительного импульса интеграторпереходит в режим запоминания до начала отрицательного импульса, когдаконденсатор начинает разряжаться, и,если продолжительность отрицательного импульса равна длительности положительного, то к концу отрицательного импульса конденсатор разряжается до нуля. Далее рассмотренныйпроцесс повторяется и в таком режимеработает, схема в нормальном состоянии энергосистемы при отсутствии качаний.На фиг. 2 показаны временные диа- З 5граммы работы реле при возникновении качаний, в частности, когда центркачаний приближается к границе защищаемой зоны.Номерами обозначены напряжения на 4 Овыходе элементов, обозначенных этиминомерами.В рассматриваемом режиме продолжительность каждого последующего повремени выходного импульса элементов 452 и 9 больше предыдущего.Тогда для интегратора 10 при окончании отрицательного импульса выходное напряжение интегратора приобретает некоторое отрицательное значение, пропорциональное разности длительностей последующего отрицательного и предыдущего положительного импульса,Для интегратора 11 после окончанияположительного импульса ОВы приобре тает положительное значение, пропорциональное разности длительностейпоследующего положительного и предшествующего отрицательного импульса.Каждый из интеграторов по окончанииикак положительного, так и отрицатель-.ного импульса переходит в режим запоминания, и на входе пороговыхэлементов 14 и 15, которые реагируютсоответственно на заданный уровень Реле сопротивления, содержащее измерительные преобразователи тока и напряжения, подключенные входами к фазам защищаемого элемента, а выходами - ко входам блока формирования двух сравниваемых величин, имеющего четыре выхода, подключенные ко входам блока формирования импульсов совпадения мгновенных значений сравниваемых величин, выходы которого подключены ко входам блока измерения длительности сигналов совпадения, выход которого подключен к вымодному элементу, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью исключения срабатывания реле при качаниях,дополнительно введены инвертирующийэлемент И, два формирователя импульсов, два интегратора, два пороговыхэлемента, два элемента ИЛИ, одновибратор и элемент И, причем второйи четвертый выходы блока формирования двух сравниваемых величин подключены также ко входам инвертирующего элемента И, выход которого под- Оключен к одному из входов каждого интегратора и через один из формирователей импульсов - к управляющемувходу одного иэ интеграторов, один извыходов блока формирования импульсов совпадения мгновенных значенийсравниваемых величин подключен также к другим входам интеграторов ичерез другой. формирователь импульсов - к управляющему входу другогоинтегратора, выход каждого из интеграторов через соответствующийпороговый элемент подключен ко входуодного элемента ИЛИ, выход которого .через одновибратор подключен к одному из входов другого элемента ИЛИ,к другому входу которого подключенвыход элемента И, подключенного входами к выходному элементу и выходу последнего из вышеупомянутых элементовИЛИ. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Федосеев А. М, Релейная защита электрических систем. ГЭИ, 1952,с. 175 ф Фиг, 4-9.2. Шнеерсон Э. М. Лолупроводниковые реле сопротивления, М., "Энергия",1975, с. 63, рис. 39-а.771792 Составитель Т, Щегольковедактор Т. Лошкарева Техред М.Петко орректор М. Шаро Подписно аз4/5 илиал. ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 67 ИИПИ Го по дела 5, Моск Тираж 783дарственного комитетаизобретений и открытыЖ, Раушская наб,