Используемые для обеспечения направленности ТЗНП основного и резервного комплектов блоки М101, М104 выполнены на основе общих схемных решений, описанных в [11], однако отличаются количеством и видом реализованных в них реле.
Рис. 31. Схема разрешающего реле OHM блока типа Ml 04
Блок Ml01 содержит два реле: разрешающее, которое срабатывает при направлении мощности нулевой последовательности от линии к шинам, и блокирующее, которое срабатывает при обратном направлении мощности. В состав блока М 104 входит только разрешающее реле. Необходимость применения двух видов реле OHM, каждое из которых сочетает в себе свойства реле тока, напряжения и сдвига фаз, обусловлена тем, что в ряде случаев чувствительность разрешающего реле оказывается недостаточной. Указанное имеет место, например, при установке ТЗНП вблизи мощных автотрансформаторов, когда сопротивление нулевой последовательности системы, приведенное к шинам подстанции с защищаемой BЛ, мало. Однако следует учитывать, что блокирующее реле может использоваться только в ступенях защиты, действующих с выдержкой времени, так как для обеспечения селективности функционирования ТЗНП время срабатывания ступени должно превышать времена как срабатывания, так и возврата блокирующего реле. Кроме того, применение разрешающего реле обычно более эффективно по соображениям надежности.
Принципиальная схема разрешающего реле блока М104 приведена на рис. 31.
Сигналы от преобразователей тока и напряжения поступают на входы масштабных усилителей, выполненных соответственно на ОУ А1
Рис. 32. Временная диаграмма функционирования сравнивающей части разрешающего реле OHM блока типа Ml 04
и А2. Двуханодные стабилитроны VD5, VD6, ограничивая выходные сигналы указанных ОУ, уменьшают времена возврата реле и погрешности его фазосравнивающей части.
Частотно-избирательные свойства реле обеспечиваются, главным образом, посредством реализованных на ОУ A3, А4 селективных активных фильтров с многоконтурной обратной связью, амплитудно-частотные характеристики которых идентичны и приведены на рис. 29. Кроме того, дополнительное подавление высших гармоник в напряжении нулевой последовательности обеспечивается вследствие интегрирующих свойств расположенной в блоке преобразователей Д105 фазоповоротной цепи.
Способ действия фазосравнивающей части реле основан на сравнении времени совпадения полярностей входных воздействующих величин, характеризуемых определенной амплитудой, с временем несовпадения этих величин. Применение указанного способа позволяет обеспечить высокую устойчивость функционирования реле и практически независимость значений/ср и Ucp.
Фазосравнивающая часть реле, функционирование которой характеризуется временной диаграммой, приведенной на рис. 32, выполнена согласно [12] посредством ОУ А5—А 7. Под действием выходного сигнала ОУ А6 через резисторы R28, R30, R32 протекает ток iA6 к инвертирующему входу ОУ А5, куда через резисторы R21, R23, R25 поступает ток ц с выхода фильтра схемы формирования по току. В свою очередь, под действием выходного сигнала ОУ А5 через резисторы R27, R29, R31 поступает ток к инвертирующему входу ОУА6, где ток 5 суммируется с протекающим через резисторы R22, R24, R26 током iu, обусловленным сигналом на выходе фильтра схемы формирования по напряжению.
Вследствие описанных связей между ОУ А5, А б при отсутствии входных воздействующих величин выходные сигналы указанных ОУ - разнополярны (см. интервал 11 — 0). При поступлении к реле OHM только одной входной воздействующей величины достаточного уровня (|i,| > > \iA6\ или |г'ы1 > I/4.51), что имеет место в течение интервала (г2 - — fi), выходные сигналы ОУ AS, Аб синхронно с указанной величиной 62
изменяют свои полярности, однако остаются по-прежнему противоположными по знаку. В случае поступления к реле воздействующих величин достаточного уровня (|г,-| > Ua6\ и |iu| > Iм51) состояния ОУ А5 и А 6 определяются соответственно токами г) и iu. При этом возможно как совпадение, так и несовпадение полярностей сигналов 1,45, 'лб в зависимости от сдвига фаз сигналов // и iu. Например, в течение одного периода изменения сигналов i^s, iа 6 несовпадение их полярностей имело место в течение интервалов времени (Г5 - t4) и (r7 t6), а совпадение — в течение интервалов (r4 - h) — полярности отрицательные и (Jб ?s) - полярности положительные.
При несовпадении полярностей сигналов на выходах ОУ А5, А6 потенциал общей точки резисторов R33, R34 близок к нулю и диоды выпрямительного моста VI открыты через цепь, образованную резисторами R35, R36. Последнее обусловливает положительные полярности сигналов на выходе ОУ А 7 t/4 7 и на конденсаторе С17 Ucj 7, а также отрицательную полярность выходного сигнала триггера, выполненного на ОУ А8 Ua8. Вследствие включения диода VD9 отрицательное опорное напряжение триггера £/°J будет определяться падением напряжения на резисторе R42, который входит в состав делителя R42-R44. Из-за наличия диода VD7 максимальное положительное значение напряжения на конденсаторе С17 Ug17 ограничено падением напряжения на резисторах R40, R41, которые вместе с резистором R39 также образуют делитель.
Совпадение полярностей сигналов на выходах ОУ А5, А6 независимо от того, принимают они положительные или отрицательные значения, приводит к изменению потенциала общей точки резисторов R33, R34, полярностей напряжения на входе и выходе ОУ А 7 и перезаряду конденсатора СП. В момент f3, когда напряжение U^j7 станет отрицательным и превысит по абсолютной величине опорное напряжение тригге- ра триггер срабатывает, и UA8 = t/"ac. Также положительным становится опорное напряжение триггера, значение которого t/Qnn из-за связи через диод VD8 будет определяться падением напряжения на резисторе R41. Вследствие указанного изменения опорного напряжения триггера его возврат произойдет только тогда, коща напряжение Ucn вновь станет положительным, что обеспечивает четкое срабатывание реле OHM. Из-за наличия диода VD10 предельное отрицательное значение напряжения на конденсаторе С17 U°J? ограничено падением напряжения на резисторах R42, R43. Ввиду того, что предельные значения напряжений UCj 7, Uon определяются падениями напряжения на резисторах, входящих в состав одного делителя, всегда обеспечивается выполнение условий
Рис. 33. Вольт-амперные характеристики срабатывания разрешающего реле OHM блока типа Ml 01 при /ном = 1 А:
1 - Icр = 0,18 A; Ucр = 2,25 В; /см= ос, 2- /Ср = 0,18 А; {/ср = 2,25 В; /см = 0,5 А; 3 - /ср = = 0,04 A; Ucp = t),5 В; /см = 4 - I = 0,04 А; 1/ср=0,5 В; /см=0,5 А
По этой причине наличие ограничений напряжения Uсп, улучшающих быстродействие реле, не приводит к его отказам срабатывания даже при существенном отклонении сопротивлений резисторов R39 — R44 от номинальных значений, которое может быть вызвано возникновением дефектов.
Сигнал с выхода ОУ А8 через токоограничивающий резистор R45 поступает на базу транзистора VT1, коллектор которого подключен к логической части ТЗНП. В цепь коллектора указанного транзистора включен светодиод VD12, сигнализирующий срабатывание реле.
Разрашающее реле OHM блока М101 отличается от реле блока М104 следующим:
а) реле блока М101 характеризуется более широкими диапазонами уставок по /ср и С/ср;
б) для повышения чувствительности в реле блока М 101 предусмотрено "смещение по току" характеристики срабатывания реле. При введении "смещения", когда между выходом преобразующей части по току и входом компаратора, подключенного к выходу преобразующей части по напряжению, включается резистор, условия срабатывания указанного компаратора будут определяться не одним напряжением U0, а суммой
где /см — задаваемое значение тока, которое
определяет степень смещения. Как видно из вольт-амперных характеристик реле, приведенных на рис. 33, наличие "смещения" делает возможным срабатывание реле при U0 < Ucp. При i0 /см срабатывание реле может происходить и при отсутствии напряжения U0. При правильно выбранном значении тока /см введение "смещения" не приводит к потере направленности реле, так как при КЗ "за спиной" значение напряжения U0 велико и оно правильно ориентирует реле.
Помимо расширенных диапазонов уставок блокирующее реле блока М101 отличается от реле блока М104 наличием на выходе герконового реле и реализацией фазосравнивающей части, схема которой приведена на рис. 34.
Условия срабатывания двухвходового компаратора на ОУ А7 определяются сравнением напряжения поступающего с выхода фильтра 64
Рис. 34. Схема фазосравнивающей части блокирующего реле OHM блока типа М101
схемы формирования по току, и напряжения которое представляет собой часть выходного напряжения ОУ А8, обусловленную падением напряжения на резисторах R44-R47. Компаратор на ОУ А8 осуществляет сравнение напряжение Uu, поступающего с выхода схемы формирования по напряжению, с напряжением которое в свою очередь является частью выходного напряжения ОУ А 7, определяемой падением напряжения на резисторах R48-R51.
Вследствие описанных связей между ОУ А7, А8 сигналы на выходах зтих ОУ имеют противоположные полярности только в случае, когда IUj\ > |£/°"| и |Uu\ > It/jj'g|, причем полярности сигналов £/, и Uu не совпадают. При этом отрицательный сигнал с выхода одного из указанных ОУ через выпрямительный мост VI воздействует на неинвертирующий вход ОУ А10, а положительный сигнал с выхода второго ОУ — на его инвертирующий вход. Значения напряжений U^jq, прикладываемых соответственно к неинвертирующему и инвертирующему входам ОУ А10, ограничиваются открытыми диодами VD7, VD8. Поскольку U^jQ < обеспечивается Uaio = U^lc.
Во всех остальных режимах работы OHM полярности сигналов I/4 7, UAg совпадают, вследствие чего они могут воздействовать только на один из входов ОУ А10. Если UA 7 = UAs = то указанные сигналы воздействуют на инвертирующий вход ОУ А10, причем положительное
значение напряжения ограничивается открытым диодом VD8, а
= ипит При иА? = UA8 = U^lc обеспечивается воздействие на неинвертирующий вход ОУ А10, отрицательное напряжение прикладываемое к этому входу, ограничивается открытыми диодом VD7, в то время как Q = — С/пит. Таким образом, совпадение полярностей сигналов UA 7, UA8 независимо от того, принимают ли эти сигналы положительные или отрицательные значения, обусловливает > UAjo uUA10 = f/Hnac.
Блок M101 реализован так, что масштабные усилители и частотные фильтры преобразующих частей по току и напряжению являются общими для обоих входящих в его состав реле. Учитывая, что возникновение требования срабатывания одного из реле OHM автоматически означает отсутствие требования к срабатыванию второго реле, при неисправностях в общей части OHM, которые одинаковым, образом сказываются на функционировании обоих реле, одно из них при возникновении КЗ на BЛ все равно будет функционировать правильно. Ввиду этого, а также потому, что неисправности в общей части органа будут выявляться при отказе функционирования любого из реле, указанное решение позволило не только упростить структуру OHM, но и повысить его надежность.
