Быстродействующее направленное реле сопротивления

Быстродействующее направленное реле сопротивления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Юф

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а54 i( — ) Союз Советских

Социалистических

Республик (<>) 478376 (61}Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.01.73 (21) 1865163/24-7 с присоединением заявки № (23} Приоритет (43) Опубликовано 25.07 75фюллетень № 27 (51) M. Кл.

Н 01 g 83/16

Н 02 k 3/40

Государственный комитет

Совета Министров СССР

ll0 делам изооретений и открытий (SS) ДК 621. 316.925 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 02.12.75

В. В. Бабыкин, Э. И. Басс, В. В. Будкин, В. Г. Дорогунцев, (72) Авторы изобретения

Н. И. Овчаренко и P. В. Темкина

Московский ордена Ленина : энергетический., институт ч (71} Заявитель (54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮШЕЕ НАПРАВЛЕННОЕ

СОПРОТИВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области релейной защиты электроэнергетических систем и может быть использовано в устройствах релейной зашиты линий электропередач высокого и сверхвысокого напряжения, в ча- 5 стности в быстродействующих дистационных защитах, правильно работающих прн переходных процессах коротких замыканий (к. з.) на линиях с распределенными параметрами. Особенностью токов и напря- 10 жений к. з. таких линий электропередач является наличие гармонических свободных составляющих, соизмеримых с принужденными составляющими и медленно затухающих. Свободные составляющие приводят к И неправильным действиям измерительных реле, в особенности реле сопротивления, устройств релейной защиты.

Известны направленные реле сопротивления с измерительным блоком, выполняемым на схемах сравнения фаз электрических величин, правильное действие которых в условиях переходных процессов к. з. достигается установкой в цепях сравниваемых электрических величин корректирующих элементов: частотных фильтров или изби-. рательных усилителей.

Для снижения времени срабатывания такие направленные реле сопротивления содержат диодные ограничители мгновенных энач ений сравниваемых величин (напряжений).

Недостатком известных направленных реле сопротивления с измерительным блоком, выполняемым на схеме сравнения фаз электрических величин, является недопустимо большое (по условию сохранения ди- намической устойчивости электроэнергетической системы) время срабатывания реле при к. з.в защищаемой зоне, обусловленное ,длительйыми переходными процессами в корректирующих элементах, имеющимИ . места при больших кратностях изменения абсолютных значений и фаз напряжений на их входах (например от 100в в нормальном режиме до 1-2 в при к. з.,изменений фазы вплоть до 180 эл. град.), а также неправильное срабатывание реле при к. э. вне защищаемой зоны из-эа искажений характеристики срабатывания, обусловленных диодными ограничителями, а именно -1

478376

2О тем, что фаза основной гармоники напря- ) жения на выходе диодного ограничителя сильно 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 С измерительным блоком, выполняемым на схеме сравнения фаз, практически не может быть обеспечено введением блока об( ратной связи.

Цель изобретения-повышение быстродействия реле сопротивления с измерительным блоком, выполняемым на схеме сравнения фаз электрических величин, при переходных процессах коротких замыканий в защищаемой зоне и повышение надежности несрабатывания реле при переходных процессах коротких замыканий вне защищаемой зоны на линиях электропередач высо- кого и сверхвысокого напряжений. 25

Это достигается тем, что реле снабжено, блоком ускорения срабатывания, в котором имеются логические элементы И, НЕ, ИЛИ

-HF, элемент задержки и ждущий мультивибратор, причем выход элемента ИЛИ- 30

HE 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 35 входом элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого подключен к пусковому органу реле, выходы элементов И, HE включены во входные цепи корректирующкто элемента, вторые входы элементов И соеди- 40 нены с элементом формирований сравниваемой величины и схемой сравнения фаз измерительного блока, а выход одного из элементов И соединен с исполнитель(ным органом реле.

Эта цель достигается также выполнением корректирующего элемента в виде индуктивно — емкостного частотного фильтра типа 1К с граничной частотой, определяемой из условия обеспечения независимости фазы напряжения на выходе частотного фильтра от сопротивления нагрузки, и выполнением исполнительного органа на тиристорах.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого быстродействующего направленного реле сопротивления.

Репе состоит из пускового органа 1, в качестве которого применяется (яд один из известных пусковых орга нов дистанционных защит, срабатывающий под воздействием напряжения, тока, произ- водной напряжения или приращения вектора напряжения (тока) обратной последовательности; измерительного блока 2, содержащего элементы 3, 4, формирующие сравниваемые электрические величины (напряжения) — поляризующие и рабочие

0 из напряжения ц и тока 1 „ подводимых к реле от измерительных трансформаторов напряжения и тока линии электропередачи, и схему сравнения фаз 5 на 1 е / пряжений Ц и (; корректирующих

I элементов 6 и 7, включенных между формирующими элементами 3, 4 и схемой сравнения фаз 5, причем корректирующий элемент 6 в цепи рабочего напряжения

1 выполнен в виде индуктивно-емко?. стного частотного фильтра типа Я с ограниченной частотой, обеспечивающей

° / независимость фазы напряжения U от сопротивления нагрузки фильтра, блока Я ускорения срабатывания реле, состоящего из логических элементов 9 (ИЛИ-НЕ), 1O(HE)

11 (задержки) 12,13,14 (И) и ждущего мультивибратора 15, причем выход, элемента 9 соединен со входами элементов (10 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 измери(тельному 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 пускового

478376 органа 1 ммеется напряжение, соответствую-. шее сигналу "1", поэтому на входе элемента 14, подключенного к выходу элемента 9, напряжения нет, что соответствует, сигналу "О". Напряжение U не проходит на выход частотного фильтра.

При этом на выходе элемента 10 имеется сигнал "1", на выходе элемента 11 и входах элементов 12 и 13 — сигналы 10

"О, поэтому исполнительный орган 16 оТключен от схемы сравнения, а мультивибратор 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 "О".

На выходе элемента 9 появляется "1", а на выходе элемента 10 — сигнал "О".

Поэтому от входа частотного фильтра оТ- 20 ключается гасительный резистор, а часто ный фильтр подключается к рабочему напряжению 1) формируюшего элемента 3.

Е

Таким образом создаются нулевые начальные условия собственного переходно- 25 го процесса в частотном фильтре, íà его вход поступает напряжение, которое бывает при к. з. на линии, абсолютное значение и фаза которого сильно отличаются от значения и фазы при нормальных режимах ра- З0 боты линии.

За счет этого длительность собственного

50 переходного процесса резко уменьшается, чем и обеспечивается ускорение срабатывания реле.

Через 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. з. 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 элемента 9, На выходе элемента 9 и соответствуюшем -входе элемента 14 появляется

"О", а на выходе элемента 10-"1 . Частотный фильтр отключается от формирующего элемента 3, и к его входу подключается

6 гасительный резистор. Таким образом частотный фильтр снова приводится к нулевым начальным условиям. Если к. з. вне зашишаемой 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 защитой, в зоне действия которой оно находится.

Время срабатывания реле при к. з. в зашишаемой зоне практически определяется временем срабатывания пускового органа 1 и временем задержки элементом 11 прохождения рабочего сигнала с выхода схе мы сравнения 5, сумма которых не пре— вышает длительности одного периода промыш(ленной частоты.

Время задержки перекрывает длительность собственного переходного процесса в корректирующем элементе 6 (при нулевых начальных условиях), чем сбеспечивается повышение надежности правильного действия (несрабатывания) реле при к. з. вне зашишаемой зоны.

Предмет изобретения

1. Быстродействуюшее направленное реле сопротивления, содержащее пусковой орган, измерительный блок с элементами формирования сравниваемых электрических величин, корректирующие элементы, например частотные фильтры и исполнительный орган, о т л и ч а ю ш е е с я тем,что,с целью повышения быстродействия реле при переходных процессах коротких замыканий в защищаемой зоне на линиях электропередач высокого и сверхвысокого напряжения, оно снабжено блоком ускорения срабатывания, содержащим логические элементы И, НЕ, ИЛИ-НЕ, элемент задержки и ждущий мультивибратор, причем выход элемента ИЛИ-НЕ соединен со входами элементов И, НЕ, элемент задержки подключен к элементу НЕ и к первым входам двух элементов И, а ждуший мультивибратор соединен с выходом элемента И и со вторым входом элемента ИЛИ вЂ” HE, первый вход которого подключен к пусковому органу реле, выходы элементов И, НЕ включены во входные цепи корректи рующего,элемента, вторые входы элементов

И соединены с элементом формирования сравниваемой величины и схемой сравнения фаз измерительного блока, а выход одного из элементов И соединен с исполнительным органом реле.

2.Релепоп. 1,отличающеес я тем, что,с целью повышения надежности, корректируюший элемент выполнен в виде индуктивно- емкостного частотно— го фильтра типа Ю, 478376

Составите. ь Г.Дамская

Редактор T.ÇàãðåáåëüíàéåõÐåä I-I.?(анеева <орректор Л.БРнхнннн

Заказ (р Ианк М 86k Тираж 833 По, писное

llIlIIIIIIII I осуларствеиного комитета Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г б9, Бережковская иаб., 24