- •Дистанционная защита
- •11.1. Назначение и принцип действия
- •11 2. Характеристики выдержки времени дистанционных защит
- •11.3. Принципы выполнения селективной защиты сети с помощью ступенчатой дистанционной защиты
- •11.4. Структурная схема дистанционной защиты со ступенчатой характеристикой
- •11.5. Схемы включения дистанционных и пусковых измерительных органов на напряжение и ток сети
- •11.6. Характеристики срабатывания реле сопротивления и их изображение на комплексной плоскости
- •11.7. Общие принципы выполнения реле сопротивления, используемых в дз в качестве измерительных органов, и требования к их конструкциям
- •11.8. Реле сопротивления на диодных схемах сравнения абсолютных значений двух электрических величин
- •11.9. Реле сопротивления на сравнении фаз двух электрических величин, выполняемые на имс
- •11.10. Схемы трех основных функциональных элементов pc, построенных на сравнении фаз
- •11.11. Реле сопротивления со сложными характеристиками срабатывания, выполненные на имс
- •11.12. Пусковые органы дистанционных защит
- •11.13. Погрешность срабатывания pc, обусловленная током iр
- •11.14. Искажение действия дистанционных органов
- •11.16. Выполнение схем дистанционных защит
- •11.17. Дистанционная защита типа шдэ-2801, выполняемая на имс
- •11.18. Выбор уставок дистанционной защиты
- •11.19. Оценка дистанционной защиты
11.9. Реле сопротивления на сравнении фаз двух электрических величин, выполняемые на имс
Принцип построения и способы сравнения фаз. На сравнении фаз двух величин можно получать PC с характеристиками срабатывания в виде окружности, прямой линии и в виде эллипса [47].
В качестве сравниваемых величин используются напряжения U1 и U2 образованные по (11.14) и связанные с сопротивлением на зажимах реле Zp уравнениями (11.14а):
U1= КU1 UР+ КI1 IР= КU1 IР(Zp- Z1);
(11.18)
U2= КU2 UР+ КI2 IР= КU2 IР(Zp- Z2);
Векторы сопротивлений Z1 = -иZ2 = -являютсяпостоянными величинами, определяющими положение и форму характеристики срабатывания на комплексной плоскости Z, часто называемыми векторами особых точек. Активные и реактивные составляющие этих векторов являются координатами двух "особых точек", через которые должна проходить характеристика реле. Схема PC, построенного на сравнении фаз, должна осуществлять измерение угла междуU1 и U2 и сравнение его значения с заданными углами и , определяющими границы угла(рис. 11.21, а), в пределах которых реле должно срабатывать:
. (11.19)
Для определения граничных условий срабатывания по выражению (11.19) в отечественных PC используются схемы сравнения (СС), построенные на времяимпульсном принципе.
Времяимпульсный принцип пояснялся в гл. 2 при рассмотрении устройства органов направления мощности. По этому принципу сравнение фаз двух напряжений U1 и U2 осуществляется косвенно измерением, а затем сопоставлением времени совпадения и несовпадения их мгновенных значений.
На рис. 11.21,6 показаны синусоиды мгновенных значений u1 = Um1 sint и u2 = Um2 sin (t - ), сдвинутые по фазе на угол. В заштрихованной части положительного полупериодаU1 знаки мгновенных значений u1 и u2 одинаковы, а в незаштрихованной - различны. В отрицательном полупериоде U1 картина совпадения и несовпадения повторяется. Угол несовпадения знаков =(углу сдвига фаз), угол совпадения=-. Этим значениям (и) соответствуют времена несовпадения и совпадения:
tнc = /=/;tc = /=-/. (11.20)
Из (11.20) следует вывод, что, измерив значения tнс и tc, можно однозначно определить значение сдвига фаз между сравниваемыми напряжениями (U1 и U2).
Условие срабатывания PC определяется значением tнс (tc) tу (заданная уставка) либо соотношением длительностей импульсов несовпадения и совпадения tнс к tc (или tc к tнс), например tнс < tc (или наоборот).
В первом случае реле срабатывает, если tнс > tу, и не действует, если tнс < tу. Заданному значению tу соответствует наименьший угол сдвига фаз между U1 и U2 :
== tу.
Во втором случае задается значение К в выражении tнс К tc.
Для получения круговой характеристики PC принимается tу = Т/4 = 0,005 с, К = 1. При этом tнс = tc. Тогда условие срабатывания PC (11.18) для первого и второго вариантов примет вид:
-/2/2. (11.21)
Функциональная схема устройства сравнения фаз (УС), построенного на времяимпульсном принципе, и диаграммы, характеризующие его работу, приведены на рис. 11.22 и 11.23. Устройство сравнения УС (рис. 11.22) содержит блок 1 ФИН, формирующий импульсы напряжения, характеризующие продолжительность времени tнс и tc сравниваемых величин, и блок 2 РО, сравнивающий длительность импульсов с заданным tу или друг с другом. Блок 2 действует на выходной элемент 3, формирующий сигнал срабатывания реле. Блок 1 фиксирует совпадение и несовпадение знаков мгновенных значений входных напряжений U1 и U2 и образует выходные сигналы в виде прямоугольных импульсов напряжения разных полярностей, показанных на рис. 11.23, а. В течение времени, когда знаки мгновенных значений U1 и U2 совпадают, выходной сигнал блока 1 имеет положительный знак +UС, а во время их несовпадения - отрицательный знак -Uнс. Продолжительность сигнала +UС равна времени совпадения tc, а сигнала -Uнc - времени tнс. Эти сигналы (+UС tc и -Uнс tнс) поступают на вход блока 2, который сопоставляет длительность входных сигналов, определяя таким образом соотношение времен tc и tнс, а затем сравнивает tнс с заданным временем tу либо с Ktc. Блок 2, действующий по первому варианту, принято называть PO1, а по второму - РО2. Блоки 2 и 3 рассматриваются иногда как единый орган сравнения, включающий в себя измерительный и выходной элементы.