Многофазное реле сопротивления

зобре ожет ейной дуфа линииповь ым ко орами ответ ктротехни- устройстропередацианий, осоль изобрести к межза трансций на ли- содержит ение относится к эле быть использовано в защиты линии элект ных коротких замык с ответвлениями. Це шение чувствительно ротким замыканиямотпаечных подстан влениями. Устройство ке и м вах рел от меж бенно тения - дуфазн формат ниях с о/д в/с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Уфимский нефтяной институт(56) Авторское свидетельство СССР66343, кл. Н 02 Н 3/40, Н 01 Н 81944.Патент США3898530, кл. Н 02 Н 31974 орское свидетельство СССР284, кл. Н 02 Н 3/40, 1981.НОГОФАЗНОЕ РЕЛЕ СОПРОТИ формирователь сравниваемых величин 1, преобразователь синусоидальных импульсов в прямоугольные (ПСИ) 2, избиратель особой сразы 7, элемент И 8 и преобразователь импульсных сигналов в непрерывный сигнал. Введение четырехвходового элемента И 9, элемента ИЛИ 11, расширителя импульсов (РИ)5 и блока сдвига передних и задних фронтов импульсов (БС)О обеспечит селективность устройства в случае коротких замыканий на смежных линиях. Высокая чувствительность устройства при двухфазных коротких замыканиях на землю в защишаемой зоне через переходное сопротивление обеспечивается за счет регулирования параметра угла 11 в РИ 5. Регулировать форму характеристики зашиты можно а также меняя параметры р, и ф в БС 10. Мно- ф гофазное реле сопротивления имеет высокую фу чувствительность при двухфазных коротких Ц ф замыканиях на зсхглю, при двухфазных ко- Сф ротких замыканиях между фазами, при междуфазных коротких замыканиях за трансформатором на линиях с ответвлениями. 6 ил.Изобретение относится к электротехникеи может быть использовано в устройствахрелейной защиты линии электропередачиот междуфязных коротких замыканий, особенно линии с ответвлениями.Цель изобретения - повышение чувствительности к междуфазным коротким замыканиям за трансформаторами отпаечныхподстанций на линиях с ответвлениями.На фиг. 1 представлена функциональнаясхема предлагаемого реле; на фиг. 2 и 3 - 10временные диаграммы напряжений; нафиг. 4 - 6 - - характеристики срабатыванияреле в комплексной плоскости сопротивления петли короткого замыкания.Устройство содержит формирователь 1сравниваемых величин, осуществляющийформирование компенсированных линейныхнапряжений и напряжения, пропорционального разности токов обратной последовательности двух фаз, два выхода которогоподключены непосредственно к соответствующим входам преобразователя 2 синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы, а два других выхода - через фазосдвигающие элементы 3 и 4, выходы преобразователя 2 синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы подключены к входам 25расширителя 5 импульсов и входам одногоблока 6 сдвига передних и задних фронтовимпульсов, избиратель 7 особой фазы, подключенный выходами к управляющим входам расширителя 5 импульсов, четырехвходовые элементы И 8 и 9, подключенные первыми входами к выходу другого блока 10сдвига передних и задних фронтов импульсов, а остальными входами соответственнок выходам расширителя 5 импульсов и блока 6 сдвига передних и задних фронтовимпульсов, элемент ИЛИ 1, подключенныйвходами к выходам элементов И 8 и 9, авыходом - к входу преобразователя 12импульсных сигналов в непрерывный сигнал.Устройство работает следующим образом.На входы формирователя 1 поступают напряжения и гоки соответствующих фаз А,В, С, на его выходах формируется напряжение в, пропорциональное разности токообратной последовательности двух фаз,например, фаз С и В 45/с (В = Иг - 1 ВЬ ),где и - коэффициент пропорциональности икомпенсированные линейные напряжения(,( =и - К, - с),50- (-АВ Р(1 Л 1 В)где 7( - сопротивление уставки;у55ОАВ, / Вс,0 сл - соответствующие линейные напряжения. Возможно формирование напряжений Й на основе токов обратной последовательности других фяз, но при этом соответству(ощим образом необходимо изменить компенсированные линейные напряжения.Напряжения Й и Ос поступают на входы преобразователя 2 синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы, знак которых совпадает со знаком мгновенных значений соответствующих напряжений.Напряжения с(лв и (.(сА поступают на фазосдвигающие элементы 3 и 4, осуществляющие преобразования(лв =а (лв1( ,1и СА=а и.л,)( ( 1где а - фазовый оператор.Далее эти напряжения поступают насоответствующие входы преобразователя 2 синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы. Г выходов преобразоваСтелянапряжения поступают на входы раси(ирителя 5 импульсов и блоков 6 и 1 О сдвига передних и задних фронтов, производящие смсгцение фронтов импульсов. На фиг. 2 и 3 изображены временные диаграммы напряжений. Кривая 13 (фиг. 2 а) соответств; ет няпряжени(о Ь"1(я выходе формирователя 1, пропорционального разности токов обра гной последовательности двух фяз. Из напряжений О преобразователем 2 формируются прямоугольные логические импульсы 14 (фиг. 2 б), длительность которых соответствует длительности положительной полуволны напряжений (:(,. Блок 10 сдвига фронтов импульсов из прямоугольного импульса 14 (фиг. 2 б) формирует импульс 15 (фиг. 2 в) длительностью Ч" ь нэичем начало импульса 15 совпадает с окончанием импульса 1. Кривая 16 (фиг. 3 а) соответствует компенсипованным линейным ня( 1 11нряжениям (,(вс, Олв, сл ня выходе формирователя 1 (Ьвс и на выходах фазосдвигающих устройств 3 и 4 (Ьлс, (сл). Из напря 1 У "//ЖЕНИй (/вс, (лв, (.1 спрЕОбраЗОВатЕЛЕМ 2 формиру(отся прямоугольные логические импульсы 17 (фиг. Зб), длительность которых соответствует длительности полуволны соответствующего няпрякения. Импульсы 17 поступают на входы расширителя 5 импхльсов и блока 6 сдвига передних 4 и задних фронтов, причем в расширителе 5 происходит расширение импульса 17 на угол ( (фиг. Зг) - импульс 18. Наличие избирателя 7 особой фазы позволяет при коротких замыканиях на землю сдвигать на величину , фронты только одного из импульсов соответствуюгце, ( "иго напряжения Г, Олв, Осл. Так при двухфазном коротком замыкании фаз А и В на земл(о пя выходе АВ избирателя 7 особой фазы, ня входы которого подаются фазные токи, появляется непрерывнь(й сигнал, который далее подается на расширитель 5 импульсов. При этом расширяется на уголтолько импульс, соответствующий напряжению У, а два других импульса, соответствующих напряжениям 0, и Ось оста/ются без изменения. Аналогично при коротком замыкании фаз С и А на землю, появляется непрерывный сигнал на другом выходе СА избирателя 7 особой фазы и расширяется на угол рз только импульс, соответствующий напряжению Улв Одновременноимпульсы 17 с выхода преобразователя 2поступают на входы блока 6 сдвига перед Оних и задних фронтов импульсов, в котором формируется импульс 19 (фиг. 3 в),причем начало импульса 19 сдвинуто относительно начала импульса 7 (фиг. 3 б) наугол ь а окончание импульса 19 сдвинуто относительно окончаний импульса 17 наугол р 2. Импульсы 19 с выхода блока сдвига передних и задних фронтов и импульс15 (фиг. 2 в) поступают на входы элемента И 9. Аналогично импульсы 18 и импульс15 поступают на входы элемента И 8. Импульсы с выходов элементов И 8 и 9 поступают на входы логического элемента ИЛИ 11,на выходе которого появляется импульсныйсигнал, далее поступающий на вход преобразователя 12 импульсных сигналов в непрерывном сигнале, осуществляющий преоб- г 5разование короткого импульсного сигналав непрерывный сигнал.Для срабатывания устройства необходимо появление импульса на выходе одногоиз элементов И 8 и 9. На выходе элемента И 8 импульс появляется в том случае, ЗОесли в момент появления на его первом входе импульса 15 (фиг. 1 и 2); сформированного из напряжения Й на трех других входах элемента И 8, одновременно присутствуют импульсы 18, сформированные из на"1рпряжений ОьсУдь, Ос.л. Это имеет место,когда одновременно выполняются следующиенеравенства (условие 1):- рзЕ (агд - (180,ц 1(2)1-2ф П- зЬ(агд сл (180 о. (3)45где Рз - угол, регулируемый в расширителе 5 импульсов; Ь - логические переменные, принимающие значение, равное 1при наличии сигнала соответственно на первом, втором и третьем выходах избирателя 7 особой фазы, и равные 0 при отсутствии указанных сигналов.В нормальном режиме работы защищаемой линии электропередачи отсутствуют токи обратной последовательности, поэтому отсутствует напряжение Й, логические переменные Ь, Ь, Ь равны О, а пучок векторовнапряжений (7 в, (/в, (/ нельзя охватить углом 180. При этом неравенства (1), (2) и (3) не выполняются.При двухфазных коротких замыканиях на землю, например при замыкании фаз В и С, неравенства (1), (2) и (3) принимают вид(5)- рз(агд - ф (180, (6)йНа фиг, 4 для рассмотренного случая показана область срабатывания в комплексной плоскости сопротивления петли короткого замыкания при отсутствии доаварийного тока, соответствующая одновременному выполнению условия (4), (5) и (6). Как видно из характеристики, для данного случая прямая СА получает в точке Р излом на угол рз. При других сочетаниях замкнувшихся фаз область срабатывания аналогична. Расположение особых точек Р, и Р,характеристики, определяется параметрами сети энергосистемы. Причем заданием параметра рз можно регулировать форму характеристики. При этом обеспечивается высокая чувствительность устройства при двухфазных коротких замыканиях на землю в защищаемой зоне через переходное сопротивление. В случае коротких замыканий между фазами без земли, например, В и С избиратель особой фазы по принципу своего действия не способен выявить особую фазу, т. е. сигналы на его выходах отсутствуют. При этом неравенства (1), (2) и (3),гринимают следующий вид;0( агд - ( 180, (7)г 0(агд - -"ф( 180,(8) 0( агд - ,"( 180,(9) Об. асть одновременного выполнения неравенств (7), (8) и (9) соответствует области выполнения неравенств (4), (5) и (6) при рз= 0 и ограничена правильным треугольником (показано пунктиром на фиг. 4). Таким образом, работа описанной части схемы, обеспечивающей выполнение условий 1, а так же характеристика (фиг. 4) аналогичны принципу действия и характеристике известного устройства. Недостатком известного устройства с такой областью срабатывания является невозможность резервирования зашит трансформаторов, установленных на подстанциях ответвлений.Действительно, если на защищаемой линии в точке У (фиг. 4) имеется ответвле 1234912ние (сопротивление до ответвления 7.-), т. е. к зашишаемой линии подключена подстанция без выключателя на высокой стороне, то область срабатывания на фиг. 4 может не охватывать сопротивление трансформатора 2: при коротких замыканиях за трансформатором на подстанции ответвления. При этом в случае отказа защиты трансформатора или в случае отказа короткозамыкателя трансформатор остается без за плиты.Для осуществления резервирования зашит трансформаторов при сохранении селективности в случае коротких замыканий на смежных линиях в схему устройства дополнительно введены упомянутые элементы.15Импульс на выходе элемента И 9 появляется в том случае, если в момент появления кратковременного импульса 15 одновременно на трех других его входах присутствуют импульсы 19, сФормированные изЙнапряжений бв, Ола, Ом. Это имеет место при одновременном выполнении следующих трех неравенств:- (3(агд .(180 - Р (10)тг25- р( агд, ," ( 180 -и- р (аг 1 - (180 - ( (12)12гле р и р - углы, регулируемые в блоке 6зо сдвига передних и задних фронтов импульсов.В нормальном режиме работы загцишаемой линии электропередач отсутствует К так как отсутствуют токи обратной последовательности, при этом условия (1 О), (1)35 и (12) не выполняются, на выходе элемента И 9 сигнал отсутствует.При двухфазном коротком замыкании появляется напряжение, пропорциональное разности токов обратной последователь ности двух фаз. Условия срабатывания выполняются и на выходе элемента И 9 появляется сигнал. На фиг. 5 показана характеристика срабать 1 ва ни я данной части схемы в комплексной плоскости петли корот кого замыкания при отсутствии доаварий ного тока. При этом обеспечивается охват сопротивления трансформаторов ответвлений при двухфазных коротких замыканиях за трансформатором. Причем регулированием параметров р иможно регулиро 50 вать форму характеристики. Выходы элементов И 8 и 9 подключены к входам элемента ИЛИ 11 и для срабатывания устройства достаточно появления сигнала на выходе одного из элементов И 8 и 9. При этом область срабатывания устройства в целом соответствует выполнению одного из условий: условия 1 или условия 2, На фиг. 6 представлена результируюшая область срабатывания устройства в комплексной плоскости сопротивления петли короткого замыкания, представляющая собой сумму областей срабатывания, показанных на фиг. 4 и 5.Таким образом, описанный дистанционный орган имеет высокую чувствительность при двухфазных коротких замыканий на землю и двухфазных коротких замыканий между фазами, а также обеспечивает чувствительность к междуфазным коротким замыканиям за трансформатором на линиях с ответвлениями, что позволяет обеспечить резервирование защит трансформаторов ответвления,Формула изобретенияМногофазное реле сопротивления, содержащее блок формирования сравнивае. мых величин, подключенный двумя выходами непосредственно, а двумя другими выходами через соответствующие фазосдвигаюшие элементы к входам преобразователя сннусоидальных величин в прямоугольные импульсы, три выхода которого подключены через блок сдвига передних и задних фронтов импульсов к трем входам четырехвходового элемента И, избиратель особой фазы и преобразователь импульсных сигналов в непрерывный сигнал, выход которого является выходом реле, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности к междуфазным коротким замыканиям за трансформаторами отпаечных подстанций на линиях с ответвлениями, в него дополнительно введены четырехвходовой элемент И, элемент ИЛИ, расширитель импульсов и блок сдвига передних и залних фронтов импульсов, при этом три указанных выхода преобразователя синусоидальных величин в прямоугольные импульсы подключены также через расширитель импульсов к трем входам вновь введенного элемента И, четвертый выход преобразователя синусоидальных величин в прямоугольные импульсы подключен через вновь введенный блок сдвига передних и задних фронтов импульсов к четвертым входам обеих элементов И, подключенных выходами к входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу преобразователя импульсных сигналов в непрерывный сигнал, а выходы избирателя особой фазы подключены к управляющим входам расширителя импульсов.