SU858162A1 - Реле тока - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а .именно к релейной за11хите энергосистем и может быть использова но дл  построени  измерительных реле тока. Известно измерительное реле тока, содержащее трансреактор в воспринимающей части реле, позвол ки ий ослабить вли ние апериодической слагаю щей во входной величине на замер реле , схему сравнени  преобразованного сигнала с опорным и реагирующий элемент Щ . Недостаток реле заключаетс  в том, что из-за дифференцирующих свойств трансреактора на работу реле существенно вли ют высшие гармоничес кие во входной величине. Известно также реле тока, содержащее блок пропорционального преобразовани  тока в напр жение, к выхо ду которого подключены пиковые детек торы положительной и отрицательной пол рности, разр дные цепи, соединеи ные соответственно с каждьам из пиковых детекторов, и детектор уровн . При необходимости получени  потенциального выходного сигнала к выходу детектора уровн  подключаетс  расширитель импульсов. в качестве блока пропорционального преобразовани  использован промежуточный трансформатор тока, нагруженный на резистор, пиковые детекторы вы полнены а простейшей схеме и состо т ка чфлй из диода и конденсатора, кажда  разр дна  цепь включает реаистор и стабилитрон, детектор уровн  выполнен на операционном усилителе, к однс  из входов которого подключена цепь спторного сигнеша, включающа  стабилитрошл 2. Недостатком зтого реле тока  вл етс  то, что реле удовлетворительно функционирует лишь при нулевых начальных услови х, т.е. когда ток предшествующегб режима существенно меньше периодической спагагацай тока короткого,замыкани  (КЗ). В противне случае создгиотс  уЬлови  дл  излишнего срабатывани , так кги суммарное напр жение на обоих конденсаторах может превысить величину опорного сигнала (в момент возрастани  напр жени  на одном конденсаторе сохран етс  напр жение на другом конденсаторе). Указанный недостаток реле особенно про вл етс  на лини х с двухсторонним питанием,при реверсе мацности.

когда апериодическа  слагающа  тока КЗможет существенно превосходить амплитуду периодической слагающей.

Цель изобретени  - повышение селективности работы реле путем уменьшени  вли ни  апериодической составл ющей тока короткого замыкани .

Поставленна  цель достигаетс  тем что в реле тока, содержащее первый блок пропорционального преобразова ,ни  тока в напр жение, вход которого подключен к выводам защищаемой электроустановки , выход - к входам пиковых детекторов положительной и отрицательной пол рности, выходы которых подключены к первым зажимам соЬтветствующих разр дных резисторов, последовательно соединенные детектор уровн  и первый расширитель импульсов , дополнительно введены два резистора и в-торой блок пропорционального преобразовани  тока в напр жение, вход которого включен последовательно с входом первого блока пропорционального преобразовател  тока в напр жение, выход подключен к первым зажимам дополнительныхрезисторов, вторые зажимы которых соединены с вторыми зажимами соответствующих разр дных резисторов и соответствующим входом детектора уровн , выполненного в виде двухпол рного порогового элемента,

К выходу расширител  импульса подключен элемент времени с выдержкой времени превышающей Т/2,

На фиг. 1 представлена принципиальна  электрическа  схема реле тока. на фиг, 2, 3 и 4 - временные диаграммы , по сн ющие работу реле тока (в режимах короткого замыкани , без апериодической слагающей, при наличии ее, и при наличии элемента времени на выходе расширител  импульсов

Реле тока содержит первый блок 1 пропорционального преобразовани  ток в напр жение, пиковый детектор 2 положительной пол рности, пиковый детектор 3 отрицательной пол рности, разр дные резисторы 4, 5, детектор 6 уровн , расширитель 7 импульсов, второй блок 8 пропорционального преобразовани  тока в напр жение, дополнительные резисторы 9 и 10, элементы 11.времени, ,

Вход первого блока 1 пропорционального преобразовани  тока в напр жение подключен к выводам защищаемой электроустановки, выход - к входам пиковых детекторов положительной 2 и отрицательной 3 пол рно:;ти, выходы которых подключены к первым зажимам разр дных резисторов 4 и 5 соответственно , последовательно соединенные детектор б уровн , расширител 7 импульсов, вход второго блока 8 пропорционального преобразовани  ток в напр жение включен последовательнос входом первого блока 1 пропорционального преобразовани  тока в напр жение , выход подключен к первым зажимам дополнительных резисторов 9 и 10, вторые зажим которых соединены с вторыми зажимами разр дных резисторов 4 и 5 соответственно и с соответствующим входом детектора б уровн ,выполненного в виде двухпол рного порогового элемента, К входу расширител  б импульсов подключен элемент 11 времени.

Реле тока работает следующим образом .

Дл  того, чтобы детектор 6 уровн  - двухпол рный пороговый элемент перешел в состо ние срабатывани , необходимо и достаточно чтобы результирующий сигнал, поступающий на один из выходов его, привел к запиранию соответствующего диода детектора б уровн , причем напр жение, запирающее его, превьшает падение напр жени  Л ид на другом (открытом) диоде детектора б уровн  на величину, определ емую чувствительностью операционного усилител  детектора б уровн  bU{j.ji ,

Обозначим величины разр дных резисторов 4 и 5 RP , напр жение на конденсаторе одного из пиковых детекторов - Uj- , напр жение на выходе второго блока 8 пропорционального преобразовани  тока в напр жение идоб величины дополнительных резисторов 9 и 10 - ЯдоБ напр жение смещени , подаваемое на вход детектора б уровн  - RCM величину резистора цепи смещени  детектора б уровн  UCM .

Условие срабатывани  реле тока определ етс  неравенством

iJE. - Цдоб - Цсм, RO Вдо5 RCM

,ьид, + iUax (1)

Р

Пренебрега  правой частью неравенства , определим условие срабатыкак

вани .

IE. -

(2) RfroS

хм

Напр жение на конденсаторе, одного из пиковых детекторов, когда оно возрастает, измен етс  по закону и,.. К , где i - мгновенное значение входного тока; К - коэффициент пропорциональности (т,е, полностью повтор ет напр жение на выходе блока 1 пропорционального преобразовани  тока в напр жение),

В интервале времени, когда конденсатор пикового детектора разр жаетс  т.е. начина  с момента t, , когда вводной ток достиг своего предельного значени  , до момента времени, когда напр жение на выходе блока 1 пропорционального преобразовани  вновь превьшает напр жение на конденсаторе пикового детектора, величина KC измен етс  по закону Ц °pp , где t - текущее врем , Блок 8 пропорционального преобра зовани  тока в напр жение обеспечив ет ВБКОдной сигнал К I , где K,j, - коэффициент пропорциональности Если вьшолн ть условие - - . и прин ть соответствующие обозначени , выражение (2) приведетс  к виду If - i 7, а„„ ( где Л- - значение опорного тока де тектора б уровн , Граничные услови  срабатывани  при синусоидальном входном токе соответствуют дл  выбранной начальной фазы моменту t S. j и всегда опре дел ютс  как )1-Зо. О - максимальное значение сину соидального тока, В зависимости от начальной фазы тока КЗ врем  срабатывани  реле измен етс  в пределах J - Т. Рассмотрим поведение реле при КЗ апериодичеркой слагак цей. Вначале предположим, что в момент, предшест вующий КЗ, входной ток был равен ну лю. Тогда -К ± (wtt-5-)i3me где tg - посто нна  времени сети, в которой происходит КЗ, Конденсатор одного из пиковых де текторов зар жаетс  по этому закону . Wn,) i ® 3 но на входе детектора 6 уровн  св занном с этим конденсатором, не создаетс  рабочий сигнал, так как напр жение, подводимое с блока 8 пропорционсшьного преобразовани  пол ностью компенсируетс  напр жением на конденсаторе пикового детектора, рабочий сигнал создаетс  на друг входе детектора 6 уровн , св занном с другим конденсатором одного ий пиковых детекторов, который не зар жен . Этот сигнал определ етс  напр  жением, снимаемым с блока 8 пропорг ционального преобразовани  тока. Сра батывание происходит, если |3п,) Сравнива  выражени  (5) и (9) можно прийти к выводу, что дл  срабатывани  реле в первый полупериод необходимо, чтобы -Vr.-WRpC т.е. чтобы посто нна  времени сети оказалась больше, чем посто нна  йремени разр да- конденсаторов пиковых детекторов. Если прин ть RPС 60 мс, то даже при t 300 мс расширение области срабатывани  реле тока не превысит -6,5%. Во втоуой полупериод область срабатывани  реле тока сократитс  в соответствии с выражением 8-е-. б - сокращение области срабатывани  реле тока. .OjiHaKO (.б) 0,11. Если tj RpC, то во второй полу ,период возможно расширение области срабатывани  реле тока на незначительную величину. Так при t 30 мс и tj; 20 мс расширение области срабатывани , возможное во второй полупериод , согласно (6) составит 9,3% и 14%. Наличие элемента 11 времени на . выходе расширител  7 импульсов исключает возможность излишнего срабатывани  . Установка элемента 11 времени на выходе расширител  7 импульсов полностью исключает возможность излишнего срабатывани . Однако, нет необходимости в этом элементе, если допустимо расширение области срабатывани  в пределах 120%. В случае, когда величина тока нагрузочного режима близка к периодической составл ющей тока КЗ, в первый и р д последующих нечетных периодов возникают услови  дл  срабатывани  детектора уровн . При наличии элемента времени на выходе расширител , область возможного срабатывани  увеличиваетс  не более , чем в 1.2 раза (фиг. 4), при этом скважность между импульсами на выходе детектора 6 уровн  не превышает установленную выдержку времени расширител ,7 импульсов (J) . Периодическа  составл юща  тока КЗ равна 0,85 от значени  величины срабатывани  в установившемс  режиме КЗ. Амплитуда рабочего сигнала на одном из . входов детектора 6 уровн  в течение всего времени, лока крива  тока КЗ носит однопол рный характер, близка к расчетному значению |Ь„( р , Если детектор 6 уровн  выполнить с двум  выходами и дополнить схему етце одним расширителем импульсов, выходы обоих расширителей объединить схемой И, будет полностью исключена возможность излишнего срабатывани  под воздействием апериодической составл кхцей тока КЗ в самых неблагопри тных услови х. При практической реализации реле тока оба блока пропорционального

пр.еобраэовани  тока в напр жение могут содержать р д общих элементов, в том числе и входной трансформатор тока.

Технико-экономическа  эффективность П1 €длагаемого реле тока заключаетс  в значительном снижении ущерба от аварии, благодар  расширению зоны действи  быстродействующих ступеней токовых защит и отсечек,

Таким образом, предлагаемое реле тока позвол ет повысить селективность работы реле тока, путем уменьшени  вли ни  апериодической составл ющей тока короткого замыкани .

Claims (2)

1. Реле тока, содержащее первый блок пропорциойального преобразовани  тока в напр жение, вход которого подключен к выводам защищаемой электроустановки , выход - ко входам пиковых детекторов положительной и отрицательной пол рности, выходы которых подключены к первым зажимам соответствующих разр дных резисторов, последовательно соединенные детектор уровн  и расширитель импульсов, отличающеес  тем, что, с

целью повышени  селективности работы реле путем уменьшени  вли ни  апериодической составл к цей тока короткого замыкани , дополнительно введены два резистора и второй блок пропорционального преобразовани  тока в напр жение,вход которого включен последовательно с входом первого блока пропорционального преобразовани  ток в напр жение, выход подключен к первым зажимам дополнительных резисторов , вторые зажимы которых, соединены с вторыми зажимами соответствующих разр дных резисторов и соответствующим входом детектора уровн , выполненого в виде двухпол рного порогового элемента.

2. Реле по П.1, отличают ее с   тем, что к выходу расширител  импульса подключен элемент ер&ленк с ввдержкой времени превышающей Т/2,

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1,Федосеев А. М, Релейна  защита электрических систем, Энерги .

М., 1976, с.115-120.

2.V/ltanov А., Peev N. и Тзарег- . kov V, Use of circuits In protective relays. Сб. статей СИГРЭ релейна  защита и противоаварийна  автомати-. ка. Энерги , 1976,