Реле сопротивление – ещё один вид реле, используемый в релейной защите. Отличием данного реле является то, что оно является реле с двумя подводимыми величинами, а его срабатывание определяется попаданием входной величины (замера) в некую характеристику срабатывания. Замером в данном случае является комплексное сопротивление Z.
Выделяют большое количество реле сопротивления с различными характеристиками срабатывания [1]:
- с круговой характеристикой, в том числе со смещением;
- с эллипсовидной характеристикой;
- с полигональной характеристикой и др.
В данной статье рассмотрим пример реализации реле сопротивления с круговой характеристикой со смещением в Simulink. Для начала приведём математическое описание данной характеристики. Сама характеристика приведена на рис. 1. Следует отметить тот факт, что центр характеристики располагается на линии максимальной чувствительности (это линия, проходящая через центр координат под углом максимальной чувствительности φм.ч.).
Реле сопротивления, в основном, применяется в качестве реле минимального действия. У данного типа реле сопротивления есть несколько уставок:
- уставка срабатывания Zс.р, Ом;
- сопротивление смещения характеристики Zсм, Ом;
- угол максимальной чувствительности φм.ч., градус;
- коэффициент возврата kв, определяющий возврат реле в несработанное состояние (характеристика, указанная на рис. 1 штриховой линией).
Срабатывание реле происходит при попадании замера в характеристику, указанную на рис. 1 сплошной линией, а возврат реле – при последующем уходе замера из характеристики, указанной на рис. 1 штриховой линией. Для определения условий срабатывания реле отметим на характеристике срабатывания центр характеристики Z0 и её радиус R (рис. 2).
Срабатывание реле происходит при выполнении условия
| Z - Z0| <= R
где Z – замер сопротивления на входе реле, Z0 – координата центра характеристики; R – радиус характеристики.
Таким образом, для того, чтобы смоделировать данное реле сопротивления, необходимо определить значение координаты центра характеристики Z0 и значение её радиуса R. Учёт того факта, что центр характеристики располагается на линии максимальной чувствительности, приводит к следующим уравнениям:
R = | Zс.р - Zсм | / 2,
Z0 = (Zс.р + Zсм) / 2,
где значения Zс.р и Zсм определяются по следующим равенствам:
Zс.р = Zс.р ⋅ exp(1j ⋅ φм.ч.)
Zсм = - Zсм ⋅ exp(1j ⋅ φм.ч.)
где Zс.р, Zсм, φм.ч. – уставки реле.
Возврат реле осуществляется при выходе замера из характеристики срабатывания, которая отличается только большим радиусом при неизменном центра характеристики (рис. 1). Для реализации характеристики возврата достаточно только умножить величину R на коэффициент возврата kв.
Реле сопротивления с круговой характеристикой со смещением реализовано в Simulink в файле circle_impedance_relay.mdl. Вид схемы приведён на рис. 3. Отметим, что дополнительная логика, такая как учёт тока точной работы реле и др., в данном примере не рассмотрена.
Протестируем данное реле с использованием замера Z, у которого угол постоянный и равен углу максимальной чувствительности. Уставки реле выставлены следующие: Zс.р = 100 Ом, Zсм = 50 Ом, φм.ч. = 75°, kв = 1,05. На рис. 4 приведён вид схемы для тестирования.
На рис. 5 приведён модуль входного замера и результат срабатывания и возврата реле сопротивления.
Для более подробного тестирования на нашем сайте в дальнейшем дополнительно будет приведён специальный скрипт.
Однако, остаётся открытым вопрос правильности моделирования характеристики возврата реле сопротивления и расчёта самого коэффициента возврата.
Список использованной литературы:
- Чернобровов Н.В., Семёнов В.А. Релейная защита энергетических систем. – М.: Энергоатомиздат, 199