Устройство для автоматического прекращения асинхронного хода в энергосистеме на первом цикле

 

УСТРОЙСТВ ДЛЯ АВТОМАТИЧЁС-КОГО ПРЕКРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ХОДА В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ НА ПЕРВОМ ЦИКЛЕ, содержащее последовательно соединенные блок определения длительности периода биений полного тока, вход которого подключен к измерительному трансформатору тока, блок управления и блок генерации и формирования импульсов, а также исполнительный блок, блок разрушения, выход которого подключен к второму входу исполнительного блока, и арифметический блок, состоящий из двух реверсивных счетчиков импульсов , входы .которых соединены с выходами блока генерации и формирования импульсов а выход первого из нихс переключающим входом блока управления, элемента, задания времени отключения выключателя, выход которого подключен к приемным входам реверсивных счетчиков импульсов , и логического элемента ИЛИ, входы которого связаны с выходами реверсивных счетчиков импульсов, а выход - с первым входом исполнительного блока, отличающеес я тем, что, с целью обеспечения срабатывания устр|рйства на первом циклеасинхронно1го хода, оно снабжено блочком сравнения и блоком запоминания максимального ..значения огибающей биений полного тока, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, а первый вход - к второму выходу блока определения длительности периода биений полного тока, причем выходблока сравнения подключен к третьему входу блока управления, а вход блока определения длительности периода биений полного тока и вторые входы .блока запоминания максимального зна-чения .огибающей биений полного то .ка и блока сравнения соединены между собой.

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

П9) (l1) з(511 Н 02 J 3/24 э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3344317/24-07 (22) 08.10.81 (46) 15.07.83. Вюл. Р 26 (72) Г.С. Ордуян, A.È. Аракелян и В.И. Сааков (71) Армянское специализированное отделение Ордена Октябрьской Рево люции всесоюзного государствейного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (53) 621.316.925:621.316.96(088.8) (56) 1. Иофьев Б.И. Принципы построения устройств автоматического прекращения асинхронного режима в энергосистемах, "Электричество", 1976, 9 9 с. 6-11.

2. Авторское свидетельство СССР.

М 714573, кл. Н 02 J 3/24, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР по. заявке Р 3234264/24-07, кл. Н 02 J 3/24, 09. 01. 81. (54 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ABTOMATH×ÅÑ

КОГО ПРЕКРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ХОДА

В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ HA ПЕРВОМ 1(ИКЛЕ, содержащее последовательно соединенные блок определения длительности периода биений полного тока, вход которого подключен к измерительному трансформатору тока, блок управления и блок генерации и формирования импульсов, а также исполнительный блок, блок разрушения, выход которого подключен к второму входу исполнительного блока, и арифметический блок, состоящий из двух реверсивных счетчиков импульсов, входы которых соединены с выходами блока генерации и формирова. ния импульсов, а выход первого из них — с переключающим входом блока управления, элемента задания времени отключения выключателя, выход которого подключен к приемным входам рРВерсивных счетчиков импульсов, и логического элемента ИЛИ, входы которого связаны с выходами реверсивных счетчиков импульсов, а выход — с первым входом исполнительного блока, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения срабатывания устройства на нервом цикле асинхронного хода, оно снабжено блоком сравнения и блоком запоминания максимального значения огибающей биений полного тока, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, а первый вход — к второму выходу блока определения длительности периода биений полного тока, причем выход блока сравнения подключен к третьему входу блока управления, а вход блока определения длительности периода бие ний полного тока и вторые входы блока запоминания максимального зна.чения огибающей биений полного тока и блока сравнения соединены между собой.

1029326

Изобретение относится к электротехнике, а именно, к противоаварийной автоматике энергосистем, пред-. назначено для определения оптимального момента времени отключения электрической цепи в режиме асинхронного хода (AX и может быть использовано в системах, где по условиям эксплуатации требуется от.. ключение ЛЭП уже на первом цикле АХ.

° Известно устройство автоматического прекращения асинхронного хода

АПАХ, первая ступень которого, выявляющая AX на первом цикле при малых (наиболее опасных) скольжениях, имеет рабочий орган в виде чувствительного и грубого реле сопротивлений 1 .

Недостатком этого устройства является то, что выходные сигналы вы рабатываются независимо от собственного времени отключения выключателя, вследствие чего в момент отключения линий ЭДС могут оказать.ся в противофазе, что приводит к утяжелению условий работы выключателей и увеличению внутренних перенапряжений в сети.

Известно также устройство, в котором производится анализ взаимного расположения нулей и максимумов, огибающих биений полного и активного токов и их производных, измеряется четверть периода АХ, и прогнозируется величина поЛупериода для того, чтобы с учетом величины собственного времени отключения выключателя отключение произошло в момент, близкий к синфазному положению векторов напряжений по концам ЛЭП t2 .

Однако укаэанное устройство требует дублирования другим устройством при скольжениях с очень большим периодом биений и может иметь большую погрешность, так как кривая огибающей биений активного тока может не проходить через свое нулевое значение при 180е (когда, ЭДС на концах линии противофазны), а сдвинута в ту или иную сторону в зависимости от параметров линии и места замера активного тока.

Кроме того, при малых значениях периода биений, в интервале измерения (вторая четверть первого цикла AX) возможны значительные погрешности из-за искажения кривой биений тока под влиянием электромагнитных переходных процессов, обусловленных первопричиной AX.

Наиболее близким техническим ре-. шением к предлагаемому является устройство автоматического прекращения асинхронного хода в энергосистеме, содержащее блок определения длительности периода биений полного тока, блок управления, блок генерации и формирования импуль-сов, арифметический блок, состоящий из двух электронных реверсивных счетчиков импульсов, элемента задания времени отключения выключателя и логического элемента ИЛИ, исполнительный блок и блок разрешения 3 j.

Недостатком указанного устройства является невозможность отклю.чения электрической цепи в первом цикле АХ, обусловленная тем, что для увеличения точности отключения измеряется не часть .периода, а целый период биений АХ.

15 Цель изобретения — обеспечение срабатывания устройства на первом цикле асинхронного хода.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического прекращения асинхронного хода в энергосистеме на первом цикле, содержащее последовательно соединенные блок определения длительности периода биений полного тока, 25 вход которого подключен к измерительному трансформатору тока, блок управления, блок генерации и формирования импульсов, а также исполнительный блок, блок разрешения, выход которого подключен к второму входу исполнительного блока, и ариф. метический блок, состоящий из двухреверсивных счетчиков импульсов, входы которых соединены с выхода ми блока генерации и формирования импульсов, а выход первого из нихс переключающим входом блока управления элемента задания времени отключения выключателя, выход которого подключен к приемным

40 входам реверсивных счетчиков импульсов, и логического элемента ИЛИ, входы которого связаны с выходами реверсивных счетчиков импульсов, а выход — с первым входом испол45 нительного блока, дополнительно снабжено блоком сравнения и блоком запоминания максимального значения огибающей биений полного тока, выход которого подключен к первомувходу блока сравнения, а первый вход — к второму выходу блока апре целения длительности периода биений полного тока, выход блока сравнения подключен к третьему входу блока управления, а вход блока определения длительности периода биений полного тока и вторые входы блока запоминания максимального значения огибающей биений полного тока и блока сравнения соединены

60 между собой

На фиг. 1 и 2 показаны кривые биений полного тока в режиме AX и последовательные этапы работы устройства соответственно при слу чаях Т/4,больше tg и T/4 меньше kg.

10293 2б для частного примера измерения длительности четверти периода AX) на фиг. 3 — блок-схема устройства.

На фиг. 1 и 2 приведены период биений полного тока (период AX), Т; собственное время отключения выключателя 4g,oäèíàðíàÿ частота следования рабочих импульсов устройства г, моменты 1 и 2 максимумов биений полного тока, порог 3 чувствительности устройства, момент 4 приема в устройство информации о

1р момент 5 уменьшения текущего значения огибающей биений полно- го тока до величины, в V2 раза меньшей максимального, момент 6 подачи команды на отключение выключателя, область 7 подачи команды на отключение выключателя, момент

8 отключения выключателя (момент синфазности ЭДС), последовательные этапы 9 — 15 работы отдельных блоков устройства, Энергосистемы 16 и 17 (фиг. 3) связаны между собой через шины 18 и 19 линией 20 электропередачи, имеющей выключатели 21 и 22 и измерительный трансформатор 23 тока.

Устройство также содержит блок 24 запоминания максймального значения огибающей биений полного тока, блок 25 сравнения, блок 26 оп-„ ределения длительности периода биений полного тока, блок 27 управления, блок 28 генерации и формирования импульсов, арифметический блок 29, состоящий из двух реверсивных счетчиков 30 и 31 импульсов, элемента 32 задания времени отключения выключателя и логического элемента ИЛИ 33, исполнительный блок 34 И блок 35 разрешения. Вход блока 26 определения длительности периода биений подключен к измерительному трансформатору тока и соединен с вторыми входами блока

24 запоминания максимального значения огибающей биений и блока 25 сравнения. Выход блока 26 определения длительности периода биений через блок 27 управления соединен с входом блока 28 генерации и формирования импульсов. Первый вход блока 24 подключен к второму выходу блока 26, а выход — к первому входу блока 25 сравнения. Выход блока 25 соединен с входом блока 27 управления. Входы реверсивных счетчиков 30 и 31 импульсов подключены к выходу блока 28 генерации и формирования импульсов, а приемные входы — к выходу, элемента 32 задания времени отключения выключателя. Выход первого реверсивного счетчика 30 импульсов подключен к переключающему входу блока 27 управления. Входы логического элемента ИЛИ 33 соединены с выходами реверсивных счетчи-65 ся, и если записанное к этому вреков 30 и 31 импульсов, а выход— с первым входом исполнительного блока 34, втОрой вход которого подключен к выходу блока 35 разрешения.

5 Устройство работает следующим образом.

Возникающие при асинхронном ходе биения полного тока от. измерительного трансформатора 23 тока поступают одновременно на входы блока 24 запоминания величины максимального значения огибающей биений полного тока, блока 25 сравнения и блока 26 определения длитель15 ности периода биений полного тока.

Последний, начиная с мОмента 4, сравнивает смежные полуволны синусоид биений полного -тока и выда ет на выходе сигнал отрицательной полярности, если амплитуда предыдущей полуволны биений полного тока меньше амплитуды последующей полу- . волны (подъем огибающей), и сигнал положительной полярности — в противном случае (спад огибающей).

25 Эти сигналы поступают в блок 27 управления, который в моменты перемены полярности входных сигналов (моменты максимумов огибающей), а также по команде от блока сравнения. запус3О кает блок 28 генерации и формирования импульсов, выходные сигналы (рабочие импульсы) которого с частотой следования т или 2т. поступают в арифметический блок 29.

З5 В момент 4 превышения порога

3 чувствительности устройства из элемечта 32 в оба счетчика прини мается в дополнительном коде отрицательная величина -2Q {в единицах 1/g). В момент первого мак4О симума 1 из блока 28 в первый счетчик 30 поступают импульсы 10 с частотой следования 2, а во второй счетчик 31 — импульсы 12 с частотой следования т,, заставляя счет45 чики работать в режиме сложения. В этот же момент 1 времени блок 24 запоминает максимальное значение огибающей биений полного тока и выдает на вход блока сравнения в5О 2 раза меньшую величину. На дру- гой вход блока сравнения непрерывно поступает текущее значение биений полного тока. Блок 25 сравнивает входные сигналы и выдает на выходе сигнал в момент 5, когда текущее значение биений полного тока станет меньше или равно seличине, в Г2 раза меньшей максималь ной. При этом интервал времени между моментами 1 и 5 будет равен четверти периода асинхронного хода

Т/4, так как огибающая биений пол ного тока изменяется по синусоидальному закону. В момент 5 режим сложения счетчика 30 прекращает10293 26 мени в счетчике в тех же единицах

1/$ число (-2 щ+Т/2) окажется положительной величиной, о чем сигнализирует в блок управления импуль

11 прямого переноса при "переполнении" счетчика 30 (фиг. 1), то блок 28 начинает Формировать импульсы 14 удвоенной частоты 2, заставляющие работать счетчик 30 в реверсивном режиме (режиме вычитания) до его полного "опорожнения" в один иэ моментов 6 области 7, когда содержимое счетчика станови гся равным нулю. Этот процесс займет время, равное (T/4 - kg), отсчитанное от момента 5. В момент 6 импульс обратного переноса счетчика 30 поступает на вход элемента ИЛИ, который выдает сигнал 15 в исполнительный блок. Последний подает команду на отключение выключателя, отключающего линию чеРез время Ь в момент 8 (в конце первого цикла), когда ЭДС синфазны.

При отрицательном 4-2 + Т/2), . когда длительность четверти перио- да биений AX меньше времени отключения выключателя (фиг. 2), сиг. нал 11 прямого переноса счетчика

30 отсутствует,, так как его "переполнения" не происходит. В этом случае в момент 5 прекращает свою работу счетчик 30, а счетчик 31 продолжает режим сложения до момента 2 второго максимума, после наступления которого в счетчике 31 окажется записанным положительное.число (-2tg+ T), о чем свидетельствует импульс 13 прямого переноса счетчика 31. В момент 2 импульсы б удвоенной частоты 2т из блока 28 по команде блока управления поступают на вход счетчика 31. Включается реверсивный режим, и команда на отключение выключателя по сигналу 15 подается в момент 6 из области 7, т.е. через время (T/2 -1 )

10 отсчитанное от момента 2 второго максимума. Отключение происходит в момент 8 — в конце второго цикла AX.

Устройство имеет-возможность производить замер длительности части периода АХ, отличную от четверти периода, что позволяет расширить диапазон скольжения, при котором возможно срабатывание устройства на первом цикле AX. Это достигается изменением коэффициента п .редачи блока запоминания величины максимального значения биений полного тока с одновременным соответ5 .ствующим изменением частоты вычитания, поступающей из блока генерации и формирования импульсов в арифметический блок.

Достигаемое при применении устройства сокращение длительности асинхронного хода в энергосистеме повышает надежность и безаварийность работы энергосистемы, снижает внутренние перенапряжения в сети и облегчает условия работы выключателей.

1029326

1029326

10293?6

Составитель К. Фотина

Редактор И. Касарда Техред М.Тепер

Корректор А, Ференц

Заказ 4995/54 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государствен «ого комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4