Устройство для определения направления мощности

 

УСТРОЙСТВО,ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЙРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ, содержащее преобразователь напряжение - напряжение , подключенный выходом к одно . му входу элемента совпадения полярностей , преобразователь ток-напряжение , подключенный выходом через фазоповоротньш блок к другому входу элемента совпадения полярностей, к выходу которого подключены последовательно соединенные интегратор , пороговый элемент и выходной орган, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем использования его в схемах защиты подстанций с синхронными двигателями, дополнительно введены элементы регулирования уставок по току и напряжению, cyNiMaTop и двухполярннй пороговый эле.мент, при этом выходы элементов регулирования уставок по току и напряжению подключены к входам сумматора , выход которого через.двухИ полярный пороговый элемент подключен к блокирующем входу порогового элемента, а выходы преобразователей ток-напряжение и напряжение-напряжение подключены соответственно к входам элементов регулирования уставок по току и напряжению. ГО 00 ю

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) Н 02 Н 3 38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3476324/24-07 (22) 03. 08. 82 (46) 23. 12. 83. Вюл. P. 47 (72) А. П. Малый, Г. С. Нудельман, Л.A. Надель и О.Л. Эверсков (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени и научно-исследовательский, проектно-контрукторский и технологический институт релестроения (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Справочник по релейной защите. Под. ред. М.А. Верковича.

ГЭИ, 1963, с. 63-65.

2. "Электричество", 1975 Р 7, с. 70. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ, содержащее преобразователь напряжение — напряжение, подключенный выходом к одному входу элемента совпадения полярностей, преобразователь ток-напряжение, подключенный выходом через

„„SU„„1062823 Д фазоповоротный блок к другому входу элемента совпадения полярностей, к выходу которого подключены последо вательно соединенные интегратор, пороговый элемент и выходной орган, о т л и ч а ю ще е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем использования его в схемах защиты подстанций с синхронными двигателями, дополнительно введены элементы регулирования уставок по току и напряжению, сумматор и двухполярный пороговый элемент, при этом выходы элементов регулирования уставок по току и напряжению подключены к входам сумматора, выход которого через. двухполярный пороговый элемент подключен к блокирующему входу порогового элемента, а выходы преобразователей ток-напряжение и напряжение-напряжение подключены соответственно к входам элементов регулирования уставок по току и напряжению.

1062823

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах релейной защиты, в том числе и для защиты подстанций, подключенных к линиям электропередачи через отделители и короткозамыка- 5 тели, имеющих в составе нагрузки мощные синхронные электродвигатели.

Известно устройство для определения направления мощности, представляющие собой индукционное реле !0 типа РБМ-171, содержащее обмотки тока и напряжения, расположенные на четырехполюсной магнитной системе, и вращающийся на подшипниках барабанный якорь, на котором устано лены подвесные контакты (1 . Недостатки такого реле — сложность регулировки магнитной системы и калибровки, ненадежность контактов и большое потребление мощности от измерительных преобразователей тока и напряжения P1).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к прецлагаемому устройству является реле направления мощности, содержащее преобразователи ток-напряжение и напряжение-напряжение, блок сравнения по фазе и выходной орган ?).

Известное реле имеет независимые уставки по току и напряжению

30 срабатывания, и, следовательно, сильную зависимость мощности срабатывания от уровня, подведенных тока и напряжения. Такая зависимость и высокая чувствительность устройст- 35 ва при малых токах и напряжениях является недостатком при использовании его для защиты подстанций с нагрузкой в виде синхронных двигателей, питаемых через отпайки от распределительных линий.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается 45 тем, что в устройство для определения.направления мощности, содержащее преобразователь напряжениенапряжение, подключенный выходом к одному входу элемента совпадения полярностей, преобразователь токнапряжение, подключенный выходом через фазоповоротный блок к другому входу элемента совпадения полярностей, к выходу которого подключены последовательно соединенные интегратор, пороговый элемент и выходной орган, дополнительно введены элементы реглирования уставок по току и напряжению, сумматор и двухполярный пороговый 60 элемент, при этом выходы элементов регулирования уставок по току и напряжению подключены к входам сумматора, выход которого через двухполярный пороговый элемент подключен к блокирующему входу порогового элемента, а выходы преобразователей то; †íàïðÿæåí и напряжение-напряжение подключены соответственно к входам элементов регулирования уставок по току и напряжению.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства для определения направления мощности; на фиг. 2 - схема защищаемой сети; на фиг. 3 — вольтамперная характеристика устройства; на фиг. 4 — зависимости амплитуд токов отдельных отпаек от времени.

Устройство содержит преобразователь 1 напряжение-напряжение, преобразователь 2 ток-напряжение, подключенный выходом через фазоповоротный блок 3 к одному входу элемента

4 совпадения полярностей, к другому входу которого подключен выход преобразователя 1, последовательно включенные интегратор 5, пороговый элемент б и выходной орган 7, элементы регулирования уставок по току 8 и напряжению 9, пЬдключенные выходами к входам сумматора 10, выход которого через двухполярный пороговый элемент 11 подключен к блокирующему входу порогового элементе б. Элементы 8-11 образуют вольт амперное реле 12 элементы 4-6 блок 13 сравнения фаз.

На фиг. 2 изображена линия 14, которая питает упрощенные подстанции (УПС ) через отделители 15-17.

Сама линия питается от источника через выключатель 18. При к.з. на какой-либо УПС, например первой, отключается выключатель 18 линии, в результате чего все двигатели

УПС теряют питание. Для того, чтобы обеспечить возможность автоматического повторного включения (АПВ) линии 14, необходимо развозбудить все отключившиеся двигатели 19-21 и отключить место к.з. Команда на раэвоэбуждение двигателей образуется при срабатывании реле 22 сниже.ния частоты и возврате устройства

23 для определения направления мощности (УНМj, которое при нормальной работе двигателя находится в сработанном состоянии (поток мощности направлен от линии к шинам

УПС) и возвращается после отключения линии и снижения или реверса мощности, потребляемой соответствующими двигателями. После развозбуждения всех двигателей отключается отделитель 15, причем команда на его отключение образуется при срабатывании защиты 24 УПС 1 и возврате в бестоковую паузу трехфазного реле 25 тока. После этого происходит успешное AfIB линии и восста1062823

65 новление питания на неповрежденных

УПС 2 и УЛС 3, Время цикла AIIB существенно зависит от времени разнозбуждения всех двигателей. При этом отпадение УНМ, а значит и команда на разнозбуждение какого-либо двигателя может задержаться. Например, двигатель 21 может подпитывать не только место к.з., но и через него двигатель 19, например, при однофазном к.з., а также двигатель 20 (в зависимости от соотношений мощностей и нагрузок двигателей J. В таких случаях мощность, потребляемая двигателями 19 и 20, не меняет знака при отключении выключателя

18 линии, а медленно уменьшается при развозбуждении двигателя 21, поэтому при малой мощности срабатывания и возврата устройства для определения напранления мощности на УПС 1 и УПС 2 время возврата

УНМ будет большим, а значит будет велико и время, необходимое для успешного. АПВ выключателя 18 линии.

Подключение выхода вольтамперного реле 12 к блокирующему входу порогового элемента способствует ускоренному возврату устройства при малых токах и напряжениях, благодаря чему сокращается время, через которое может быть подан сигнал на отключение отделителя поврежденной подстанции и время цикла АПВ линии.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии отсутствуют сигналы на входе устройства, на выходах преобразователей тока,и напряжения и фазоповоротного блока. Сигналы на выходах блока 13 сравнения фаз и вольтамперного реле 12 имеют низкий уровень и выходной орган 7 не работает.

При наличии на входе устройства тока и напряжения, соответствующих протеканию по защищаемой цепи активной мощности, работа устройства зависит от значений тока, напряжения и направления активной мощности. Если активная мощность протекает по направлению от синхронного двигателя к шинам подстанции, сигнал на выходе блока 13 сравнения фаэ остается отрицательным вне зависимости от сигнала на выходе вольтамперного реле 12, значения тока и напряжения и выходной орган не работает.

Если активная мощность протекает от шин подстанций к синхронному двигателю, то работа устройства зависит от значений тока и напряжения и вольтамперной характеристики устройства, которая для угла максимальной чувствительности устройства изображена на фиг. 3, где i, U устанки реле по току и напряжению. .определяемые порогом элемента 4 совпадения полярностей н блоке 13 срав5 нения фаз, а наклонная прямая — гра,ница оны срабатывания, определяемая элементами 8 и 9 регулирования уставок по току и напряжению вольтамперного реле 12.Если ток меньше Эц или напряже10 ние меньше U>,сигнал на выходе блока 13 сравнейия фаз остаетая отрицательным вне зависимости от сигнала на выходе вольтамперного реле 12, и выходной орган не срабатывает.

Если ток и напряжение превышают уровни 7> и U> соответственно, но значения их лежат ниже наклонной прямой, сигнал на выходе вольтамперного реле остается отрицательным и не позволяет измениться на положительный сигнал на выходе блока сравнения фаз, и выходной орган не срабатывает.

Если ток и напряжение на входе реле превышают 3„ и U„ соответствен. но, и значения их лежат выше наклонной прямой, то сигнал на выходе нольтамперного реле 12 становится положительным,при этом снимается блокировка порогового элемента б блока 13 сравнения фаэ. Сигнал на выходе блока сравнения фаз станонится положительным и выходной орган 7 срабатывает.

Вольтамперная характеристика устройстна образована (фиг. 3) отрезками прямых (область срабатывания заштрихована ).

На фиг. 4 показаны изменения амплитуды и (условно ) направление переменного тока на УПС 2 ()2 ) и

УПС 3 (i>) . Из фиг. 4 видно, что если УНМ имеют характеристики как в известном устройстве (прямые 3> и () ), то на УНМ 2 отпадает при токе равном Э, т.е. через время t8 . Если же УНМ выполнены как предлагаемое устройстно, то при том же напряжении на шинах двигателя 20 УНМ отпадает при токе 3„ т.е. через время . 4 (ts . Примерно так же

2 2 происходит возврат УНМ 1.

После возврата последнего из УНМ (количество УПС,подключении к линии, может быть больше трех), подается команда на развоэбуждение последнего двигателя и тогда сможет (при спаде тока подпитки от этого двигателя) возвратиться трехфаэное реле 25 тока и подать сигнал на отключение отделителя 15. Разность времен (tg — tg ) составля-е

2 Z ет тот выигрыш в сокращении паузы

АПВ, который обеспечивает применение предлагаемого устройства.

10б2823

ВБИИП тн pаж милна г.ужг

Использование предлагаемого устройства для защиты подстанций с синхронными электродвигателями позволяет снизить время АПВ линии, питающей подстанции и тем самым умень)

g шить издержки у потребителей, связанные с перерывом питания в цикле

АПВ и заключающиеся в недоотпуске продукции в этом время и в нарушении технологического процесса.