Пусковой орган для релейной защиты энергосистем

 

ПУСКОВОЙ ОРГАН ДЛЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ЭНЕРГОСИСТЕМ, содержащи формирователь воздействующей велич ны, подключенный выходом к одному входу сумкато,.а непосредственно, а к другому входу - через два последовательно включенных блока задержки, последовательно включенные на выходе сумматора фильтр нижних частот, элемент сравнения и одновибратор, выход которого является выходом пускового органа, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него дополнительно введены фазовый детектор , фазовращатель, блок памяти, функциональный преобразователь и блок перемножения, причем фазовый детектор одним входом подключен к выходу формирователя воздействующей величины, другим входом через фазовращатель - к выходу одного из блоков задержки, а выходом через последовательно включенные блок памяти и функциональный преобразователь - к одному входу блока перемножения , другой вход которого подключен к выходу одного нз блоков задерж: и, а выход блока переьшожения .подключен к третьему входу сумматора .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ((9) ®U (ll) 3(5D H 02 Н 3/40 1Â, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТЗ ЕННЗ Й KOMHTET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 34! 6966/24-07 (22) 02.04.82 (46) 30.04.84. Бюл. Ф 16 (72) А.И.Таджибаев и А.П.Балабин (73) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И.Калинина и Районное энергетическое управление Красноярской энергосистемы (53) 521. 316.925 (088. 8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 48718, кл. Н 02 Н 3/40, 1934, 2. Авторское свидетельство СССР

У 187872, кл.Н 02 Н 3/40, 1964.

3. Гельфанд Я.С., Зисман Л.С.

Использование. быстродействующих

ЭВМ для выполнения функций релеинои защиты. 1975., с. 173-176.

4. Таджибаев А.Й. Разработка и исследование устройств дистанционной защиты. Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд. техн. наук.

1979, с. 14, рис. 3. (54) (57) ПУСКОВОЙ ОРГАН ДЛЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ЭНЕРГОСИСТЕМ, содержащий формирователь воздействующей величины, подключенный выходом к одному .Л входу сумматор);. непосредственно, а к другому входу — через два последовательно вк:)ю- енных блока задержки, последовательно включенные на выходе сумматора фильтр нижних частот, элемент сравнения и одновибратор, выход которого является выходом пускового органа, о т л и ч а ю " шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него дополнительно введены фазовый детектор, фаэовращатель, блок памяти, функциональный преобразователь и блок перемножения, причем фазовый детектор одним входом подключен к выходу формирователя воздействующей величины, другим входом через фаэовращатель — к выходу одного из блоков задержки, а выходом через последовательно включенные блок памяти и функциональный преобразователь — к одному входу блока перемножения, другой вход которого подключен к выходу одного нз блоков задержки, а выход блока перемножения подключен к третьему входу сум» матора.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в устройствах релейной защи". ты электроэнергетических систем переменного тока. 5

Известны пусковые органы, используемые в автоматических устройствах электроэиергетических систем для пуска релейной защиты (блокировки при

10 качаниях) . Такие пусковые органы содержат фильтр симметричных составляющих .(обычно фильтр обратной последовательности или комбинированный фильтр обратной и нулевой последовательности), фильтр нижних частот и регулирующий элемент, выполненный на базе электромеханического реле, контролирующего уровень несимметрии (1 .

Ввиду несимметрии в энергосистеме в нагрузочном режиме, изменения частоты и погрешности преобразова-тельных цепей на выходе фильтра симметричных составляюп х появляется сигнал, отстройка от которого приво" дит к заглублению пускового органа. г

Известны также пусковые органы,, реагирующие на аварийную слагающую контролируемого сигнала, в которьг::. ,удается увеличить чувствительность по сравнению с указанным выше пус- ЗО ковым органом (2) и 13) .

Наиболее близким Ао технической суп!ности и достигаемому эффекту к предлагаемому является пусковой орган, содержащий фильтр симметричных составляющих, входные преобразователи, последовательно включенные первый и второй блоки задержки, сумматор фиды!э нижних час тот q блок срав" нения, и одновибратор 14).

Параметры элемент ов выби р а|отся таким образом, чтобы на номинальной частоте сдвиг по фазе блоков задержки был равен 180, а сигнал на вью ходе сумматорa — ну."во. При отклонении частоты от номинальной на выходе сумматора возникает сигнал разбаланса, отстройка от которого приводит к эагрублению пускового органа.

В диапазоне частот 40-60 Гц .уровень напряжения на выходе сумматора достигает 0,2 от амплитуды контролируемого сигнала. В э-..îì случае чувствительность пускового органа оказывается недостаточной при использовании в устройствах эапц ты линий электропередачи напряжением 500 кВ и выше. .Повышение чувствителт.ности пускового органа является актуальной задачей и в сетях более низкого напряжения, непосредственно питающих нелинейную и несимметричную нагрузку, когда частотная составляющая разбаланса дополнительно накладывается на составляющие, обусловленные высокочастотным гармониками первичной сети и погрешностью преобразовательных цепей пускового органа.

Цель изобретения - повышение чувствительности пускового органа.

Поставленная цель достигается тем, что в пусковой орган для релейной защиты энергосис.тем, содержащий формирователь воздействующей величины, подключенный выходом к одному входу сумматора непосредственной, а к другому входу — через два последовательно вк.пюченных блока задержки, последовательно включенные на выходе сумматора фильтр нижних частот, элемент сравнения н одновибратор, выход которого является выходом пускового органа, дополнительно введены фазовый детектор, фазовращатель, блок памяти, функциональный преобразователь и блок перемножения, причем фазовый детектор одним входом подключен к выходу формирователя воздействующей величины, другим входом через фаэонращатель — к выходу одного из блоков задержки, а выходом через послецовательно включенные блок памяти и функциональный преобразова" тель — к одному входу блока перемножения, другой вход которого подключен к выходу одного из блоков задержки, а выход блока перемножения подключен к третьему входу сумматора.

На чертеже представлена схема пускового органа, реализованного на интегральных схемах.

Пусковой орган содержит формиро" ватель 1 воэдействующей величины, первый 2 и второй 3 блоки задержки, фазовращатель 4, фазовый детектор 5, блок 6 памяти, функциональный преобразователь 7, блок 8 перемножения, сумматор 9, фильтр !О нижних частот, блок 11 сравнения и одновибратор !2. формирователь воздействующей величины 1 может быть выполнен, например, в виде входных преобраэовате" лей 13 — 15 и фильтра 16 симметричных составляющих.

Устройство работает следующим об1эазом.

3 1О8

Сигнал с выхода формирователя 1 воздействующей величины поступает непосредственно на один вход, а также через последовательно включенные блоки 2 и 3 задержки на другой вход сумматора 9. На третий вход сумматора 9 сигнал поступает с выхода блока 8 перемножения, который в частном случае является усилителем с переменным коэффициентом усиления. 10

Блоки 2 и 3 задержки реализованы каскадным включением двух фазовых контуров mooorn попяпка и имеют передаточную функцию (5

Р -о«Р+ао Р -с г Р+О 2о 1 2 т(,1 !

tQ PtQ(0 Р +О1(P+O 2О

20 где а((,a(Q а г,, а2о IIocTQHHHMe вещественные коэффициенты, определяемые параметрами пассивных RC-элементов фазовых контуров. На частоте, близкой к номинальной, каждый из бло25 ков задержки может быть представлен идеальным звеном запаздывания с пере% даточйой функцией ехр(р ь ). Б этом случае напряжение на выходе сумматора 9 в установившемся режиме равно

П и (1+2 где 11,„ - амплитуда напряжения на выходе сумматора 9;

11„, - амплитуда напряжения на выходе фильтра 16 симметричньм составляющих; время задержки каждого из блоков 2 и 3 (выбирается из условия UI, =и )

Я - текущая частота энергосистемы.

Коэффициент усиления k меняется напряжением, формируемым на выходе 45 фазового детектора 5, которое подается через блок 6 памяти и функциональный преобразователь 7 на один вход блока 8 перемножения. На один вход фазового детектора 5 напряжение 50 подается непосредственно с выхода фильтра 16 симметричных составляющих, а на второй вход через блоки 2 и 4, имеющие сдвиг по фазе, зависимый от частоты. При этом на выходе фазового детектора 5 формируется напряжение, уровень постоянной составляющей которого зависит от разности фаз ме „qy напряжениями, подаваемыми на Вход фазового детектора, Блок 6 памяти Выделяет и запоминает постоянную составляющую продетектированного сигнала. На номинальной частоте на один Вход блока 8 перемножения поступает управляющий сигнал, при котором коэффициент K = 2, а напряжение на Выходе сумматора 9 равно нулю. При тклонении частоты от чоминальной изменяется фазовый сдвиг между на" .ениями на входах фазового,.;,ете;;;ор,-.. 5, при этом управляющее напр." .Иле, поступающее йа первый вход .пока 8, изменяет коэффициент К,,!;::1 Вьнолнении условия ь сигнал на Выходе сумматора 9 в установившемся режиме равен нулю, что исключает необходимость отстройки от этой составлявшей небаланса. Требуемый нелинейный закон изменения

К аппрсксимируется функциональным преобразователем 7. При коротком замыкании, сопровождающемся ре=-ким изменением контролируемого сигнала на Выходе сумматора 9 на время переходнага процесса, В блоках 2 н 3 saдержкн появляется напряжение раз баланса, ко "cpoe через фильтр 10;нижних :†:астот поступает на вход блока 11 сравиенiI.ÿ=...

Передний фронт положительного им- . пульса выходного сигнала блока 11 сравнения запускают одновибратор 12, который формирует сигнал длительностью, необ.. однмой для срабатывания релей -эй защиты. Коэффициент K за счет блока 6 памяти и блока 2 задержки ост"-.àòñÿ равным своему доаварийному значению I Время, достаточное для срабатыванн пускового органа.

Бведел1-;-;. Известное устройство дОполнительнь х блОкОВ и сОединение этих блоков В соответствии со схемой позволяет устранить составляющую разбаланса на гыходе сумматора при отклонении частоты от номинальной, что В кОнечном итоге обеспечивает повышение чувствительности.

ВЯИИПИ Заказ 2917151 TI(paw 614 Dc cíîå

Фнлиал ППП Иатвич, r. Ужгород,ул,Проектная, 4