RU2220486C1 - Resistance relay - Google Patents
Resistance relay Download PDFInfo
- Publication number
- RU2220486C1 RU2220486C1 RU2002115069/09A RU2002115069A RU2220486C1 RU 2220486 C1 RU2220486 C1 RU 2220486C1 RU 2002115069/09 A RU2002115069/09 A RU 2002115069/09A RU 2002115069 A RU2002115069 A RU 2002115069A RU 2220486 C1 RU2220486 C1 RU 2220486C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- inputs
- converter
- counter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве реле сопротивления дистанционной защиты с четырехугольной характеристикой, выполняемое на основе сравнения фаз четырех величин в одной схеме сравнения. The invention relates to electrical engineering and can be used as a resistance relay of distance protection with a quadrangular characteristic, performed on the basis of a comparison of the phases of four quantities in one comparison circuit.
Известно устройство, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик, дешифратор, формирователь импульсов и исполнительный элемент, выполненный в виде транзистора [1]. A device is known that contains a series-connected clock generator, a binary counter, a decoder, a pulse shaper and an actuator made in the form of a transistor [1].
Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие использовать его в качестве реле сопротивления. The disadvantage of this device is the relatively narrow functionality that does not allow its use as a resistance relay.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее блок формирования сравниваемых напряжений, выполненный в виде промежуточного трансформатора тока и промежуточного трансформатора напряжения, выходы каждого из которых соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого, второго, третьего и четвертого сумматоров, выходы которых соединены с входами соответствующих частотных фильтров, выходы которых являются выходами блока формирования сравниваемых напряжений, а также преобразователь сравниваемых напряжений, первый, второй, третий и четвертый входы которого соединены с соответствующими выходами блока формирования сравниваемых напряжений, и исполнительный элемент, вход которого соединен с выходом преобразователя сравниваемых напряжений [2, стр. 414, рис. 11.32]. The closest in technical essence to the proposed one is a device containing a unit for generating the compared voltages, made in the form of an intermediate current transformer and an intermediate voltage transformer, the outputs of each of which are connected respectively to the first and second inputs of the first, second, third and fourth adders, the outputs of which are connected with the inputs of the corresponding frequency filters, the outputs of which are the outputs of the unit for forming the compared voltages, as well as a converter with equalized voltages, the first, second, third and fourth inputs of which are connected to the corresponding outputs of the unit for comparing the compared voltages, and an actuator whose input is connected to the output of the converter of the compared voltages [2, p. 414, Fig. 11.32].
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая точность в условиях возможных изменений частоты входного сигнала и других внешних условий, например температуры, поскольку известные конструкции преобразователей сравниваемых напряжений выполнены на аналоговых элементах, затрудняющих их оперативную подстройку. The disadvantage of the closest technical solution is the relatively low accuracy under the conditions of possible changes in the frequency of the input signal and other external conditions, for example, temperature, since the known designs of the converters of the compared voltages are made on analog elements that impede their operational adjustment.
Техническим результатом изобретения является повышение точности. The technical result of the invention is to increase accuracy.
Этот технический результат достигается тем, что в устройстве, содержащем исполнительный элемент, преобразователь сравниваемых напряжений, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, и блок формирования сравниваемых напряжений, входы которого соединены с выводами для подключения цепей контроля линейного напряжения Up между двумя фазами контролируемой цепи и с выводами для подключения цепей контроля разности токов Iр в указанных фазах, а первый, второй, третий и четвертый выходы соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами преобразователя сравниваемых напряжений, при этом на первом, втором, третьем и четвертом выводах преобразователя сравниваемых напряжений формируются соответствующие напряжения U1, U2, U3 и U4, определяемые соотношениями
U1=КU1•Up+К11•Ip=КU1•Ip•ΔZ1, ΔZ1=Zp-Z1, Z1=-K11/KU1; U2=КU2•Up+К12•Ip=КU2•Ip•ΔZ2, ΔZ2=Zp-Z2, Z2=-K12/KU2; U3=КU3•Up+К13•Ip=КU3•Ip•ΔZ3, ΔZ3=Zp-Z3, Z3=-K13/KU3, U4=КU4•Up+К14•Ip=КU4•Ip•ΔZ4, ΔZ4=Zp-Z4, Z4=-K14/KU4; Zp=Up/Ip,
где KU1. . .KU4 - постоянные коэффициенты, определяющие форму и уставки характеристики срабатывания реле сопротивления,
К11...K14 - комплексные коэффициенты, имеющие размерность сопротивлений;
Zp - комплексное сопротивление на зажимах реле сопротивления;
Z1...Z4 - комплексные сопротивления, определяющие форму характеристики и уставки срабатывания реле сопротивления;
ΔZ1...ΔZ4 - разностные сопротивления.This technical result is achieved by the fact that in the device containing the actuator, the converter of the compared voltages, the output of which is connected to the input of the actuator, and the unit for generating the compared voltages, the inputs of which are connected to the terminals for connecting the control circuits of the linear voltage U p between the two phases of the controlled circuit and with conclusions for connecting control circuits of the difference of currents I r in the indicated phases, and the first, second, third and fourth outputs are connected respectively to the first, second, the third and fourth inputs of the converter of the compared voltages, while at the first, second, third and fourth terminals of the converter of the compared voltages the corresponding voltages U 1 , U 2 , U 3 and U 4 are formed , determined by the relations
U 1 = K U1 • U p + K 11 • I p = K U1 • I p • ΔZ 1 , ΔZ 1 = Z p -Z 1 , Z 1 = -K 11 / K U1 ; U 2 = K U2 • U p + K 12 • I p = K U2 • I p • ΔZ 2 , ΔZ 2 = Z p -Z 2 , Z 2 = -K 12 / K U2 ; U 3 = K U3 • U p + K 13 • I p = K U3 • I p • ΔZ 3 , ΔZ 3 = Z p -Z 3 , Z 3 = -K 13 / K U3 , U 4 = K U4 • U p + K 14 • I p = K U4 • I p • ΔZ 4 , ΔZ 4 = Z p -Z 4 , Z 4 = -K 14 / K U4 ; Z p = U p / I p ,
where K U1 . . .K U4 - constant coefficients that determine the shape and settings of the response characteristics of the resistance relay,
K 11 ... K 14 are complex coefficients having the dimension of resistances;
Z p - complex resistance at the terminals of the resistance relay;
Z 1 ... Z 4 - complex resistances that determine the shape of the characteristics and settings of the operation of the resistance relay
ΔZ 1 ... ΔZ 4 - differential resistance.
Преобразователь сравниваемых напряжений содержит первый, второй, третий и четвертый компараторы, первые входы которых являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами упомянутого преобразователя, а вторые входы являются входами задания нулевого порога сравнения, первый элемент И, первый, второй, третий и четвертый входы которого соединены с выходами "Больше" соответственно первого, второго, третьего и четвертого компараторов, второй элемент И, первый, второй, третий и четвертый входы которого соединены с выходами "Меньше" соответственно первого, второго, третьего и четвертого компараторов, первый элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, первый и второй счетчики, третий элемент И, регистр памяти, информационный вход которого соединен с выходом первого счетчика, пятый компаратор, первый вход которого соединен с выходом регистра памяти, второй вход является входом задания порога срабатывания, а выход является выходом упомянутого преобразователя, второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в ноль первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, одновибратор, вход которого подключен к выводу напряжения питания реле сопротивления, генератор тактовых импульсов, вход запуска которого соединен с выходом одновибратора, с первым входом второго элемента ИЛИ, с входом установки в ноль регистра памяти и с входом установки в ноль второго счетчика, а выход соединен со вторым входом третьего элемента И и со счетным входом второго счетчика, выход которого соединен с управляющим входом регистра памяти и со вторым входом второго элемента ИЛИ. The converter of the compared voltages contains the first, second, third and fourth comparators, the first inputs of which are the first, second, third and fourth inputs of the said converter, and the second inputs are the inputs of the reference zero comparison threshold, the first element And, the first, second, third and fourth the inputs of which are connected to the outputs "More", respectively, of the first, second, third and fourth comparators, the second element And, the first, second, third and fourth inputs of which are connected to the outputs "Men above "respectively the first, second, third and fourth comparators, the first OR element, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the first and second elements of And, the first and second counters, the third element of And, a memory register, the information input of which is connected to the output of the first counter, the fifth comparator, the first input of which is connected to the output of the memory register, the second input is the input of the threshold setting, and the output is the output of the aforementioned converter, the second OR element, the output of which is connected inen with the zero input of the first counter, the counting input of which is connected to the output of the third AND element, the first input of which is connected to the output of the first OR element, a one-shot oscillator, whose input is connected to the output of the voltage of the resistance relay, the clock generator, the start input of which is connected to a single-vibrator output, with the first input of the second OR element, with the installation input at zero memory register and with the installation input at zero of the second counter, and the output is connected to the second input of the third AND element and with the counting input the second counter, the output of which is connected to the control input of the memory register and to the second input of the second OR element.
На чертеже представлена электрическая структурная схема реле сопротивления. The drawing shows an electrical block diagram of a resistance relay.
Реле сопротивления содержит исполнительный элемент 1, преобразователь 2 сравниваемых напряжений, выход которого соединен с входом исполнительного элемента 1, и блок 3 формирования сравниваемых напряжений, вход которого соединен с выводами контролируемой сети, а первый, второй, третий и четвертый выходы соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами преобразователя 2 сравниваемых напряжений, входы которого соединены с выводами для подключения цепей контроля линейного напряжения Up между двумя фазами контролируемой цепи и с выводами для подключения цепей контроля разности токов Iр в указанных фазах, а первый, второй, третий и четвертый выходы соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами преобразователя сравниваемых напряжений, при этом на первом, втором, третьем и четвертом выводах преобразователя сравниваемых напряжений формируются соответствующие напряжения U1, U2, U3 и U4 по приведенным выше формулам, и он содержит первый 4-1, второй 4-2, третий 4-3 и четвертый 4-4 компараторы, первые входы которых являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами упомянутого преобразователя 2, а вторые входы являются входами задания нулевого порога сравнения, первый элемент И 5-1, первый, второй, третий и четвертый входы которого соединены с выходами "Больше" соответственно первого 4-1, второго 4-2, третьего 4-3 и четвертого 4-4 компараторов, второй элемент И 5-2, первый, второй, третий и четвертый входы которого соединены с выходами "Меньше" соответственно первого 4-1, второго 4-2, третьего 4-3 и четвертого 4-4 компараторов, первый элемент ИЛИ 6, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого 5-1 и второго 5-2 элементов И, третий элемент И 7, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 6, а выход соединен со счетным входом первого счетчика 8, регистр 9 памяти, информационный вход которого соединен с выходом первого счетчика 8, пятый компаратор 10, первый вход которого соединен с выходом регистра 9 памяти, второй вход является входом задания порога срабатывания, а выход является выходом упомянутого преобразователя 2, одновибратор 11, второй счетчик 12, второй элемент ИЛИ 13, выход которого соединен с входом установки в ноль первого счетчика 8, генератор 14 тактовых импульсов (ГТИ), вход запуска которого соединен с выходом одновибратора 11, с первым входом второго элемента ИЛИ 13, с входом установки в ноль регистра 9 памяти и с входом установки в ноль второго счетчика 12, а выход соединен со вторым входом третьего элемента И 7 и со счетным входом второго счетчика 12, выход которого соединен с управляющим входом регистра 9 памяти и со вторым входом второго элемента ИЛИ 13.The resistance relay contains an actuator 1, a converter 2 of the compared voltage, the output of which is connected to the input of the actuator 1, and a unit 3 for generating the compared voltage, the input of which is connected to the terminals of the controlled network, and the first, second, third and fourth outputs are connected respectively to the first, the second, third and fourth inputs of the converter 2 of the compared voltage, the inputs of which are connected to the terminals for connecting the control circuit of the linear voltage U p between the two phases is controlled th circuit and with conclusions for connecting the control circuits of the difference of currents I r in the indicated phases, and the first, second, third and fourth outputs are connected respectively to the first, second, third and fourth inputs of the converter of the compared voltages, while at the first, second, third and the fourth conclusions of the converter of the compared voltages the corresponding voltages U 1 , U 2 , U 3 and U 4 are formed according to the above formulas, and it contains the first 4-1, second 4-2, third 4-3 and fourth 4-4 comparators, first inputs which are respectively the first the second, second, third and fourth inputs of the aforementioned converter 2, and the second inputs are the inputs of the reference zero comparison threshold, the first element And 5-1, the first, second, third and fourth inputs of which are connected to the outputs "More" respectively the first 4-1, second 4-2, third 4-3 and fourth 4-4 comparators, the second element And 5-2, the first, second, third and fourth inputs of which are connected to the outputs "Less", respectively, of the first 4-1, second 4-2, third 4-3 and the fourth 4-4 comparators, the first element OR 6, the first and second inputs of which connected to the outputs of the first 5-1 and second 5-2 elements AND, the third element AND 7, the first input of which is connected to the output of the first element OR 6, and the output is connected to the counting input of the first counter 8, memory register 9, the information input of which is connected with the output of the first counter 8, the fifth comparator 10, the first input of which is connected to the output of the memory register 9, the second input is the input of the threshold setting, and the output is the output of the aforementioned converter 2, one-shot 11, the second counter 12, the second element OR 13, the output to The generator 14 of the clock pulse (GTI), the trigger input of which is connected to the output of the one-shot 11, with the first input of the second element OR 13, with the input to the zero register 9 of the memory and with the input to the zero, is connected to the input to the first counter 8; the second counter 12, and the output is connected to the second input of the third element And 7 and to the counting input of the second counter 12, the output of which is connected to the control input of the memory register 9 and to the second input of the second element OR 13.
Исполнительный элемент 1 может быть выполнен в виде обмотки реле с замыкающим контактом, которая через усилитель или непосредственно соединена с выходом пятого компаратора 10. Блок 3 может иметь конструкцию, приведенную в [2, стр.416]. Остальные элементы устройства являются стандартными элементами цифровой техники. Цепи питания на чертеже опущены как несущественные. The actuating element 1 can be made in the form of a relay coil with a make contact, which is connected via an amplifier or directly to the output of the fifth comparator 10. Block 3 can have the design shown in [2, p. 416]. The remaining elements of the device are standard elements of digital technology. The power circuits in the drawing are omitted as non-essential.
Работает реле сопротивления следующим образом. The resistance relay operates as follows.
В основу его работы положен принцип сравнения фаз четырех напряжений U1, U2, U3 и U4, формируемых из напряжения и тока защищаемой сети по приведенным выше соотношениям. Как показано в [2, стр.413-414 и на рис.11.31,б], при повреждении в зоне реле сопротивления мгновенные значения напряжений U1, U2, U3 и U4 в каждый момент полупериода имеют разные знаки, т.е. совпадение знаков исключается. При наличии повреждения в течение полупериода имеется хотя бы кратковременное совпадение знаков всех четырех напряжений.The basis of his work is the principle of comparing the phases of the four voltages U 1 , U 2 , U 3 and U 4 formed from the voltage and current of the protected network according to the above ratios. As shown in [2, pp. 413-414 and Fig. 11.31, b], if the resistance relay is damaged in the zone, the instantaneous voltage values U 1 , U 2 , U 3 and U 4 at each moment of the half-period have different signs, i.e. e. coincidence of characters is excluded. If there is damage during the half-cycle, there is at least a short coincidence of the signs of all four voltages.
Этот принцип реализуется в предложенном устройстве следующим образом. This principle is implemented in the proposed device as follows.
При включении устройства питание подается на все его элементы, в том числе на вход одновибратора 11, который вырабатывает одиночный импульс, поступающий на вход запуска ГТИ 14, через второй элемент ИЛИ 13 - на вход установки в ноль первого счетчика 8, а также на входы установки в нулевое состояние второго счетчика 12 и регистра 9 памяти. When the device is turned on, power is supplied to all of its elements, including the input of a single-shot 11, which generates a single pulse supplied to the start of the GTI 14, through the second element OR 13 - to the installation input to zero of the first counter 8, as well as to the installation inputs in the zero state of the second counter 12 and the register 9 memory.
На входы блока 3 формирования сравниваемых напряжений поступают входные сигналы напряжения и тока контролируемой сети, из которых формируются четыре напряжения, поступающие на входы соответствующего им первого 4-1, второго 4-2, третьего 4-3 и четвертого 4-4 компараторов, вторые входы которых являются входами задания нулевого порога сравнения. Выходы "Больше" первого 4-1, второго 4-2, третьего 4-3 и четвертого 4-4 компараторов соединены с входами первого элемента И 5-1, а выходы "Меньше" - с входами второго элемента И 5-2. Поэтому на выходе первого элемента ИЛИ 6 сигнал с уровнем логической единицы формируется в течение интервалов времени, когда знаки сравниваемых напряжений одинаковы. В эти интервалы времени через третий элемент И 7 импульсы ГТИ 14 поступают на информационный вход первого счетчика 8, число которых пропорционально времени совпадения знаков сравниваемых напряжений. Одновременно с этим импульсы ГТИ 14 поступают на информационный вход второго счетчика 12, который выполняет роль таймера. При достижении числа импульсов, соответствующего половине периода длительности сигнала сети, сигнал с выхода переполнения второго счетчика 12 приводит к его обнулению, к перезаписи содержимого первого счетчика 8 в регистр 9 памяти и после малой задержки во втором элементе ИЛИ 13 к обнулению первого счетчика 8. Содержимое регистра 9 памяти сравнивается в пятом компараторе с уровнем срабатывания, и при ситуации, когда на его выходе "Меньше" формируется уровень логической единицы, что сигнализирует наличие короткого замыкания в контролируемой сети, срабатывает исполнительный элемент 1. The inputs of the unit 3 for the formation of the compared voltages receive the input voltage and current signals of the monitored network, from which four voltages are generated, which are supplied to the inputs of the first 4-1, second 4-2, third 4-3, and fourth 4-4 comparators, second inputs which are the inputs of the job zero comparison threshold. The outputs "More" of the first 4-1, second 4-2, third 4-3 and fourth 4-4 comparators are connected to the inputs of the first element And 5-1, and the outputs "Less" to the inputs of the second element And 5-2. Therefore, at the output of the first element OR 6, a signal with the level of a logical unit is formed during time intervals when the signs of the compared voltages are the same. In these time intervals through the third element And 7, the pulses of the GTI 14 are fed to the information input of the first counter 8, the number of which is proportional to the coincidence time of the signs of the compared voltages. At the same time, the pulses of the GTI 14 are fed to the information input of the second counter 12, which acts as a timer. Upon reaching the number of pulses corresponding to half the period of the network signal duration, the signal from the overflow output of the second counter 12 leads to its zeroing, to overwriting the contents of the first counter 8 into the memory register 9 and after a short delay in the second element OR 13 to zeroing the first counter 8. Content register 9 memory is compared in the fifth comparator with the level of operation, and in a situation when at its output "Less" is formed the level of the logical unit, which signals the presence of a short circuit in the controlled network, actuating element 1.
Таким образом, предложенное устройство обладает более высокой точностью, поскольку в нем облегчается подстройка к частоте входного сигнала путем изменения выходного разряда второго счетчика 12. Кроме того, преобразователь 2 выполнен, в основном, на цифровых элементах, что уменьшает влияние изменений внешних условий, например, температуры. Thus, the proposed device has higher accuracy, since it facilitates tuning to the frequency of the input signal by changing the output bit of the second counter 12. In addition, the converter 2 is made mainly on digital elements, which reduces the influence of changes in external conditions, for example, temperature.
Источники информации
1. Электротехнический справочник, в 4-х томах, т. 2. Электротехнические изделия и устройства. Под общей редакцией В.Г. Герасимова и др. - М.: Издательство МЭИ, 1998 г., с.390, рис.35.10.Sources of information
1. Electrotechnical directory, in 4 volumes, t. 2. Electrotechnical products and devices. Under the general editorship of V.G. Gerasimova et al. - Moscow: Publishing House MPEI, 1998, p. 390, Fig. 35.10.
2. Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита Энергетических систем. - М.: Энергоатомиздат, 1998. стр.414 (прототип). 2. Chernobrovov N.V., Semenov V.A. Relay protection of Energy systems. - M .: Energoatomizdat, 1998. p. 414 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002115069/09A RU2220486C1 (en) | 2002-06-07 | 2002-06-07 | Resistance relay |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002115069/09A RU2220486C1 (en) | 2002-06-07 | 2002-06-07 | Resistance relay |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2220486C1 true RU2220486C1 (en) | 2003-12-27 |
| RU2002115069A RU2002115069A (en) | 2004-06-20 |
Family
ID=32066630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002115069/09A RU2220486C1 (en) | 2002-06-07 | 2002-06-07 | Resistance relay |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2220486C1 (en) |
-
2002
- 2002-06-07 RU RU2002115069/09A patent/RU2220486C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR870001709A (en) | D / A Converter | |
| RU2220486C1 (en) | Resistance relay | |
| RU2227942C1 (en) | Resistance relay | |
| RU2205466C1 (en) | Power direction relay | |
| RU2208231C1 (en) | Power direction relay | |
| RU2237312C1 (en) | Phase-difference relay | |
| RU2219614C1 (en) | Differential relay | |
| RU2208864C1 (en) | Frequency relay | |
| RU2205465C1 (en) | Relay | |
| JPS5780826A (en) | Waveform shaping circuit | |
| SU1126888A1 (en) | Method of measuring periodic signal constant component | |
| SU718909A1 (en) | Pulse-phase discriminator | |
| RU2223569C1 (en) | Differential relay | |
| RU2213387C1 (en) | Phase-frequency relay | |
| RU2223568C1 (en) | Current relay | |
| RU2208865C1 (en) | Frequency relay | |
| RU2224321C1 (en) | Synchronization relay | |
| RU2210132C1 (en) | Phase-frequency relay | |
| RU2237311C1 (en) | Frequency-phase relay | |
| SU1374176A1 (en) | Two-threshold device | |
| RU2248653C2 (en) | Current relay | |
| SU1275765A1 (en) | Device for determining error of phase shifter | |
| SU1571753A1 (en) | Pulse repetition period-voltage converter | |
| RU2216813C1 (en) | Static power relay | |
| SU1125740A1 (en) | Phase comparator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20051003 |
|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20091026 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120608 |