Устройство для определения сопротивления до места короткого замыкания в трехфазной сети с изолированной нейтралью

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения места короткого замыкания в распределительной сети. Цель изобретения - повышение достоверности определения сопротивления до места короткого замыкания. З стройство содержит датчики 1 режима работы линии по числу контролируемых линий. Каждый датчик содержит преобразователь 2 переменного тока в напряжение постоянного тока, измерители максимального 3 и минималь8 (Л м JЗ сл 00

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

119) (11)

151) 4 С 01 К 31/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

/ з;„-,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13 ;,,1

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2-1) 3735006/24-21 (22) 04.05.84 (46) 15.01.86. Бюл. ¹ 2 (71) Винницкий политехнический институт (72) В.M.Кутин, В.Н.Вышневский, А.Г.Разумный, А.В.Кобылянский, А.Е.Рубаненко и В.В.Зигора (53) 621.317.333.4(088.8) (56) Стасенко Р.Ф., Фещенко П.П.

Автоматизация сельских электрических сетей. Киев: Техника, 1982, с. 68.

Шабад M.À. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. M. Энергия, 1976, с, 2?2.

Авторское свидетельство СССР

¹ 883806, кл. С 01 R 31/08, 1980, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СОПРОТИВЛЕНИЯ ДО МЕСТА КОРОТКОГО

ЗАМЫКАНИЯ В ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ С ИЗОЛИ.

Р0ВАНН0А НЕЙТРАЛЬ10 (57) Изобретение относится к измери- тельной технике и может быть использовано для определения места короткого замыкания в распределительной сети. Цель изобретения — повышение достоверности определения сопротивления до места короткого замыкания.

Устройство содержит датчики 1 режима работы линии по числу контролируе. мых линий. Каждый датчик содержит преобразователь 2 переменного тока в напряжение постоянного тока, измерители максж ального 3 и минималь1205081 ного 4 токов и формирователь 5 импульсов, блок 6 преобразования напряжения, блок 7 преобразования тока, блок 8 регистрации сигналов, посту- пающих с блоков 6 и 7, элемент 9 выдержки времени, блок 10 управления, содержащий элементы ИЛИ 11-13, блок 14 памяти, элемент И 15, элемент 16 памяти, элемент ИЛИ-НЕ 17, блок 19 вычисления сопротивления до места короткого замыкания и блок 20 считывания. Введение датчиков 1 реИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения места корот,кого замыкания в распределительной сети.

Цель изобретения — повышение достоверности определения сопротивления до места короткого замыкания устройства.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит и датчиков 1 режима работы линии (по числу контролируемых линий),. предназначенных для измерения и преобразования тока в отходящей линии в дискретные сигналы, каждый из которых содержит преобразователь 2 переменного тока линии в постоянное напряжение, выход которого подсоединен к входам измерителей максимального 3 и минимально—

ro 4 токов, предназначенных для преобразования непрерывных сигналов в дискретные, формирователь 5 импульсов, генерирующий одиночные импульсы при включении и отключении контролируемой линии, вход которого подключен к выходу .измерителя 4 минимального тока, блок 6 преобразования напряжения и блок 7 преобразования тока ввода в секцию системы сборных шин, измеряющие соответственно реактивную составляющую напряжения аварийного режима и ток ввода, преобразуя их в постоянные напряжения, блок 8 регистрации, предназначенной для кратковременного запоминания сигналов, поступающих на его первый и второй жима работы линии, элементов ИЛИ 11—

13, элемента И 15, элемента ИЛИНЕ 17, элемента 16 памяти и образование новых связей между элементами устройства позволяют исключить отказы в работе устройства и ложную фиксацию информации, обусловленные кратковременным изменением нагрузки, самозапуском двигателей при сохранении высокой чувствительности устройства к коротким замыканиям. 1 з.п. ф-лы. 1 ил. входы с блоков б и 7, блок 9 выдержки времени„ предназначенный для отстройки от апериодической составляющей тока короткого замыкания, выход

Б которого подключен к третьему входу блока 8 регистрации, блок 10 управления, содержащий логические элементы ИЛИ 1 l — 13, предназначенные для логического сложения сигналов, поступающих на их входы, п входов элемента ИЛИ 11 соединены с первыми выходами и датчиков 1 режима работы линий, и входов элемента ИЛИ 12 соединены с вторыми выходами и датчиков 1 режима работы линии, и входов элемента ИЛИ 13 соединены с третьими выходами и датчиков 1 режима работы линии, выход элемента ИЛИ 11 соединен с четвертым входом блока 8 ре20 гистрации и входом блока 9 выдержки времени, а выход элемента ИЛИ 13 с пятым входом блока 8 регистрации и вторым входом элемента 14 памяти, предназначенного для запоминания срабатывания измерителя 3 максимального тока, первый вход элемента 14 памяти соединен с выходом логического элемента ИЛИ 11, логический элемент И 15, предназначенный для логического

30 умножения сигналов о срабатывании измерителя 3 максимального тока и от. ключения линии, первый вход которого, подсоединен к прямому выходу элемента 14 памяти, а второй — к выходу логического элемента ИЛИ 12, эле35 мент 16 памяти, предназначенный для запоминания сигнала отключения линии после срабатывания измерителя 3 максимального тока, первый вход

120508!

25 которого подключен к выходу логического элемента И 15, а второй — к выходу логического элемента ИЛИ 13, логический элемент ИЛИ-НЕ 17, предназначенный для формирования управляющего сигнала на возврат схемы устройства в исходное состояние, первый вход которого подсоединен к выходу логического элемента ИЛИ 11, второй вход — к инверсному выходу элемента 14 памяти, а третий вход— к выходу элемента 16 памяти, элемент 18 задержки сигнала, предназначенный для задержки сигнала возврата схемы на время гашения дуги при отключении линии, вход которого соединен с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ 17, а выход — с вторыми входами элементов 14 и 16 памяти, а также с пятым входом блока 8 регистрации, блок 19 вычисления, предназначенный для определения величины сопротивления до места короткого замыкания, вход которого подсоединен к выходу блока 8 регистрации, блок 20 считывания, предназначенный для долговременного хранения информации о величине сопротивления к месту короткого замыкания, первый вход которого подсоединен к выходу блока 19 вычисления, а второй — к выходу логического элемента ИЛИ 13 и выходу элемента 18 задержки сигнала.

Применение в схеме устройства датчиков 1 режима работы линий позволяет контролировать параметры режима всех отходящих присоединений, вследствие чего устройство получает более полную информацию об контролируемом объекте.

Схема блока 10 управления устройством (содержащего элементы ИЛИ 11

13, элементы 14 и 16 памяти, элемент И 15, элемент ИЛИ-НЕ 17, элемент 18 задержки сигнала и связи между ними) разработана таким образом, что устройство управляется только определенной последовательностью событий, а это при наличии достаточной информации, поступающей от датчиков режима работы линии, повышает до,стоверность показаний устройства.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном эксплуатационном режиме на выходах датчиков 1 режима работы линий сигналы отсутствуют. На выходе блока 6 преобразования напряжения сигнал пропорционален величине

55 реактивной составляющей напряжения секции сборных шин, а на выходе блока 7 преобразования тока ввода в секцию сборных шин — пропорционален току ввода. Блок 8 регистрации контролирует и запоминает величину тока I нормального режима. На всех выходах логических элементов и элементов памяти блока 10 управления сигналы отсутствуют за исключением инверсного выхода элемента 14 памяти, который подает на второй вход логического элемента ИЛИ-НЕ 17 сигнал, запрещающий его работу.

При возникновении короткого замыкания на одной из линий на первом выходе датчика 1 режима работы этой линии, в результате срабатывания измерителя 3 максимального тока по является сигнал, который через логический элемент ИЛИ 11 подается на четвертый вход блока регистрации, тем самым подавая команду на регистрацию тока предшествующего режима (I,-, ), который не успевает изменить ! своего значения за время прохождения сигнала. Кроме того, указанный сигнал производит пуск блока 9 выдержки времени, который через заданный промежуток времени, например 0,1 с, выдает на третий вход блока 8 регистрации сигнал на регистрацию тока I и реактивной составляющей напряжения U а в а р ийного режима. С помощью сигнала, поступающего с выхода логического элемента ИЛИ 11, также изменяется состояние элемента 14 памяти и блокируется работа логического элемента ИЛИ-НЕ 17. Блок 8 регистрации после запоминания Uä р и Iä выдает информацию на вход блока 19 вычисления, в котором производится вычисление реактивного сопротивления до места короткого замыкания по формуле

Uy,р

Imp после чего информация о значении х передается на вход блока 20 считывания.

В дальнейшем короткое замыкание отключается релейной защитой. При этом срабатывает на возврат измеритель 3 максимального тока, а затем измеритель 4 минимального тока и на первом выходе формирователя 5 импульсов появляется одиночный импульс, который через логический элемент ИЛИ 12, логический элемент И 15

5 1205081 и элемент 16 памяти передает управляющее воздействие на третий вход логического элемента ИЛИ-НЕ 17, кото. рое снимает сигнал с его выхода, появившийся в результате возврата

5 измерителя 3 максимального тока.

Так как в этом случае время задержки сигнала в элементе 18 задержки превышает длительность сигнала на выходе логического элемента ИЛИ- 10

НЕ 17, то на выход элемента 18 задержки сигнала этот сигнал не проходит и устройство может длительно хранить информацию о значении реактивного сопротивления до места короткого замыкания, которое пропорционально длине линии до места короткого замыкания, так как удельное реактивное сопротивление распределительных сетей принимается равным 20

0,4 Ом/км. Это позволяет получить непосредственный отсчет расстояния к месту короткого замыкания.

При неуспешном автоматическом повторном включении (АПВ) линии ?5 процесс фиксации повторяется. В случае же успешного АПВ, т.е. исчезновения короткого замыкания, измеритель 4 минимального тока возвращается в исходное положение и на втором Зо выходе формирователя 5 импульсов появляется одиночный импульс, который через логический элемент ИЛИ 13 передает управляющее воздействие на возврат схемы в исходное состояние, при котором происходит стирание памяти I u U в блоке 8 регистрации, величины сопротивления до места короткого замыкания в блоке 20 считывания и элементах : 14 и 1б памяти. 40 ции, обусловленные кратковременным изменением нагрузки, самозапуском двигателей, отключением линии эксплуатационным персоналом, при сохранении высокой чувствительности устройства к коротким замыканиям.

Так как измеритель 3 максимального тока контролирует ток в линии, а не на вводе устройства, то его уставка может быть выбрана равной уставке максимальной токовой защиты линии, обеспечивающей защиту всей длины

1 линии при коротком замыкании.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет повысить достоверность фиксации сопротивления до места короткого замыкания, производительность труда эксплуатационного персонала в процессе поиска поврежденных элементов в распределительной сети, снизить недоотпуск электроэнергии и народнохозяйственный ущерб у потребителя.

Устройство для определения сопротивления до места короткого замыкания в трехфазной сети с изолированной нейтралью, содержащее блок выдержки времени, блок регистрации, блок вычислений, блок считывания,блоки преобразователей тока и напряжения, выходы которых соединены с первым и вторым входами блока регистрации, выход блока выдержки времени соединен с третьим входом блока регистрации, выход блока регистрации соединен с входом блока вычислений, выход которого соединен с первым входом блока считывания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности определения сопротивления до места короткого замыкания, в него введены и датчиков режима работы линии, первый, второй и третий логические элементы ИЛИ, первый и второй элементы памяти, элемент И, элемент ИЛИ-НЕ, элемент задержки сигнала, и входов первого элемента ИЛИ соединены с первыми выходами и датчиков режима работы линии, и входов второго элемента ИЛИ соединены с вторыми выходами я датчиков режима работы линии, 0 входов третьего элемента ИЛИ соединены с третьими выходами и датчиков режима работы линии, выход первого

Если кратковременное увеличение тока в линии не сопровождается ее отключением, то после возврата измерителя 3 максимального тока на входах логического элемента ИЛИ-НЕ 17 сигналы отсутствуют, при этом на его выходе появляется сигнал, который с некоторой задержкой возвращает схему в исходное состояние.

В предлагаемом устройстве фиксация и длительное хранение информации о величине реактивного сопротивления до места короткого замыкания происходят только в случае возникновения короткого замыкания на линии и ее отключении редейной застой. Это позволяет исключить отказы в работе устройства и ложную фиксацию информаФормула изобретения

205081

Составитель Е.Кущ

Редактор А.Лежнина Техред А.Ач Корректор E,Ðîøêî

Заказ 8524/48 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óõãoðîä, ул.Проектная, 4

7 1 элемента ИЛИ соединен с входом элемента выдержки времени, первым входом первого элемента памяти, первым входом элемента ИЛИ-НЕ и четвертым входом блока регистрации, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом элемента И, выход третьего элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента памяти, вторым входом второго элемента памяти, пятым входом блока регистрации, вторым вкодом блока считывания, выход элемента выдержки времени соединен с третьим входом блока регистрации, первый выход первого элемента памяти соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй выход первого элемента памяти соединен с первым входом элемента И, выход элемента И соединен с первым входом второго элемента памяти, выход которого

I соединен с третьим входом элемента ИЛИ-НЕ, выход элемента ИЛИ-HE соединен с входом элемента задержки сигнала, выход которого соединен с пятым входом блока регистрации, вторые выходы П датчиков режима работы линии соединены с и входами второго элемента ИЛИ, третьи выходы ь датчиков режима работы линии соединены с h входами третьего элемента ИЛИ, входы датчика режима работы линии соединены с и клеммами для подключения к объекту контроля.

2. Устройство по п. 1, о т л uip ч а ю щ е е с я тем, что каждый из датчиков режима работы линии содержит преобразователь тока линии, измерители максимального и минимального токов линии, формирователь им1 пульсов, причем вход преобразователя тока линии соединен с входом датчика режима работы линии, выход которого соединен с входами измерителей максимального и минимального токов

20 линии, выход измерителя минимального тока линии соединен с входом формирователя импульсов, первый выход которого соединен с вторым выходом датчика режима работы линии, второй

25 выход которого соединен с третьим выходом датчика режима работы линии.