5. Принцип выполнения реле сопротивления

В настоящее время в России используются реле сопротивления (РС) изготовленные на полупроводниках. Хотя сохранились и электромеханические конструкции работающие на электромагнитном принципе.

Принцип действия всех современных разновидностей РС основан на сравнении по абсолютному значению или по фазе двух векторов напряжений U_I и U_II, являющихся функциями тока и напряжения сети Ip и Up.

(5.1.)

Требования к РС:

1) Быстродействие. РС должны отключать КЗ на линиях 110-220 кВ. в пределах 1 зоны за время t_p=0,020,05 с.

2) Точность. Чтобы зоны действия ДЗ были стабильными, РС должны иметь погрешность в определении Zc.p. от заданной уставки не выше 10%.

3) Хороший коэффициент возврата. У пусковых РС коэффициент должен лежать в пределах 1,051,15.

6. Реле сопротивления на выпрямленном токе, выполняемые с помощью полупроводниковых приборов

6.1. Принцип действия реле

Реле основано на сравнении абсолютных величин напряжений U_I и U_II.

(6.1.)

Сравнение производиться непосредственным вычитанием одной величины из другой. Для устранения влияния сдвига фаз сравниваемые напряжения выпрямляют.

Меняя коэффициенты k в выражениях (6.1.) можно получать РС с различными характеристиками.

Например: приняв k₂=0, получим реле с характеристикой срабатывания в виде окружности с центром в начале координат; если k₂=k₄=K - отличное от нуля, получим реле с характеристикой в виде окружности, проходящей через начало координат; если k₂ и k₄ отличны от нуля и k₂k₄ то получим характеристику в виде окружности, смещённую относительно начала координат.

6.2. Типовая блок-схема реле

Блок-схема РС представлена на рис. 10. Цифрами на рис. обозначены:

1,2 – суммирующие устройства;

3,4 – выпрямители на полупроводниковых диодах;

5 – схема сравнения;

6 – реагирующий исполнительный орган (нуль-индикатор).

В устройствах 1, 2 напряжение подведенное к реле Up, преобразуется с помощью трансформатора в напряжение k₁Up, а ток Ip посредством трансреактора превращается в два напряжения k₂Ip и k₄Ip. Преобразованные величины суммируются согласно формулам (6.1.). Каждое из напряжений U_I и U_II выпрямляется блоками 3,4 и полученные абсолютные значения |U_I| и |U_II| подводятся к схеме сравнения 5, где вычитаются друг из друга.

Выходное напряжение со схемы сравнения 5 Uвых подводится к исполнительному органу (ИО) 6, обладающему направленностью, т.е. действующему только при определённом (положительном) знаке подведённого к нему напряжения. Полярность включения ИО подбирается так, чтобы он работал при U_II>U_I. В связи с этим напряжение U_I называется тормозным напряжением, U_II – рабочим напряжением. В целом, в РС контур, служащий для создания напряжения U_I – называется тормозным контуром, а U_II – рабочим контуром.

Таким образом поведение реле зависит от соотношения двух величин Up и Ip, т.е. от величины сопротивления подведённого к зажимам реле: .

Так в нормальном режиме напряжение подводимое к реле Up близко к номинальному, а ток Ip относительно невелик, поэтому U_I>U_II – реле не работает. При КЗ в зоне действия ток, подводимый к реле Ip резко возрастает, а напряжение Up, наоборот, снижается, в результате U_II>U_I – реле приходит в действие.