Устройство для волновой направленной защиты линий электропередачи с высокочастотной блокировкой

 

Изобретение относится к электротехнике - релейной защите линий электропередач переменного тока напряжением 500- 1 1 j/ Ф 1 Ф 7 1150 кВ. Цель изобретения - повышение быстродействия срабатывания волновой направленной защиты при близких коротких замыканиях. Устройство для волновой направленной защиты линии электропередачи с высокочастотной блокировкой содержит блок 7 выделения аварийных составляющих (БВАС) 7, который входами через блок формирования электромагнитных волн.усилители 5 и модальные преобразователи 3 и 4 соответственно тока и напряжения присоединен к защищаемой линии. Выход БВАС 7 присоединен к блоку волновой отсечки (БВО) 10, логическому блоку 8 и выходному блоку 12. При близких внутренних коротких замыканиях абсолютные значения аварийных составляющих , отраженных из линии волн в течение времени, меньшем удвоенного времени распространения электромагнитной волны от начала линии до ее конца, достигают значения срабатывания БВО 10. Последний выдает сигнал на выходной блок 12 защиты и линия отключается данным комплектом защиты без выдержки времени. 2 ил. 1 i (Л ю 1чЭ со 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 Н 02 Н 3/28, 3/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3798686/27-07 (22) 05.07.84 (46) 07.05.86; Бюл. № 17 (71) Сибирский научно-исследовательский институт энергетики (72) В. Г. Богрунов и Л. Х. Райзвих (53) 621.316.925 (088.8) (56) Саплина Т. Б. Сверхбыстродействующая релейная защита для ВЛ высокого и сверхвысокого напряжения. — Энергохозяйства за рубежом. 1979, № 4, с. 27—

30.

John А. Т. New ultra — high-speed directional comparison technique for the protection of е Ь v. transmission lines. — 1ЕЕ

Procedings, 1980, с. 127, № 4, р. 228 — 239. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЛНОВОЙ НАПРАВЛЕННОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ

БЛОКИРОВКОЙ (57) Изобретение относится к электротехнике — релейной защите линий электропередач переменного тока напряжением 500—

„„SU„„1229881 A 1

1150 кВ. Цель изобретения — повышение быстродействия срабатывания волновой направленной защиты при близких коротких замыканиях. Устройство для волновой направленной защиты линии электропередачи с высокочастотной блокировкой содержит блок

7 выделения аварийных составляющих (БВАС) 7, который входами через блок формирования электромагнитных волн, усилители 5 и модальные преобразователи 3 и 4 соответственно тока и напряжения присоединен к защищаемой линии. Выход БВАС 7 присоединен к блоку волновой отсечки (БВО) 10, логическому блоку 8 и выходному блоку 12.

При близких внутренних коротких замыканиях абсолютные значения аварийных составляющих, отраженных из линии волн в течение времени, меньшем удвоенного времени распространения электромагнитной волны от начала линии до ее конца, достигают значения срабатывания БВО 10. Последний выдает сигнал на выходной блок 12 защиты и линия отключается данным комплектом защиты без выдержки времени. 2 ил.

1229881

Модальный преобразователь 4 напряжения выполнен аналогично преобразователю тока с тем различием, что у промежуточных трансформаторов напряжения отсутствуют нагрузочные сопротивления. На выходе блока получаем сигналы, пропорциональные напряжениям волновых каналов:

u, (t) =uÄ(t) — 2 t) + U,(1); 12 (1) = (л(1) Цс.(1) 1

1 3(1) = Up(t) + Ug(t) + Ug(t)1

10 где Ц(1) 1J (t), 1А(1) — фазные величины напряжений;

1Л (t), 14(1), Ug(t) - модальные величины токов.

Блок формирования электромагнитных волн 6 содержит шесть сумматоров, которые

1 реализуют арифметические операции вида

V;(t) = U;(t) + Z„ i;(t);

W;(t) = U;(t) — Z„ i;(t), где V;(t) и w;(t) — соответственно падающая в линию и отраженная из линии электромагнитные волны в i-й моде.

Блок выделения аварийных составляющих волн состоит из шести одинаковых звеньев, каждое из которых включает в себя сумматор и линию задержки, обеспечивающую запаздывание сигнала на полпериода промышленной частоты. Входной сигнал подают на один вход сумматора непосредственно, а на второй — через линию задержки. В результате на выходе сумматора получают аварийную составляющую, которая в нормальном режиме отсутствует (равна нулю).

Логический блок 8 (фиг. 2) содержит двухполупериодные выпрямители 14, которые через триггеры 15 Шмитта и одновибраторы 16 подключены к первому 17 и второму 18 элементам ИЛИ. Выходы элементов ИЛИ 17 и 18 через первый элемент И 19 и элемент HE 20 подключены к элементу 21 задержки и второму элементу И 22..Выход последнего является

40 первым выходом логического блока 8, выход элемента 21 — вторым выходом логического блока 8, а выход элемента И 19 является дополнительным выходом логического блока 8.

50

ii (t), 12(t), 1з(t) — модальные величины токов. 55

Входами блока являются входы промежуточных трансформаторов, а выходами — выходы сумматоров.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите, и может быть использовано при выполнении защит линий электропередач переменного тока классов напряжений 500 — 1150 кВ.

Цель изобретения — повышение быстродействия срабатывания волновой направленной защиты при близких коротких замыканиях.

На фиг. 1 представлена блочная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — блочная схема выполнения логического органа.

Устройство для волновой направленной защиты линий электропередачи с высокочастотной блокировкой (фиг. 1) содержит измерительные трансформаторы тока 1 и напряжения 2, которые подключены входами к проводам фаз защищаемой линии, а выходами к входам модальных преобразователей соответственно тока 3 и напряже-. ния 4. Выходы модального преобразователя 3 тока через блок усилителей 5 с коэффициентами усиления, пропорциональными волновым сопротивлениям линии, а выходы модального преобразователя 4 напряжения непосредственно подключены к входам блока 6 формирования электромагнитных волн, выходы которого подключены к входам блока 7 выделения аварийных составляющих волн.

Выходы блока 7 подключены к логическому блоку 8, дополнительный выход которого через таймер 9 подключен к первому входу блока 10 волновой отсечки, остальные входы которого подключены к выходам блока 7, соответствующим аварийным составляющим, отраженных из линии электромагнитных волн. Первый выход логического блока 8 подключен к высокочастотному передатчику 11, второй вход логического блока 8 подключен к разрешающему входу выходного органа 12, к которому также подключен выход блока 10 волновой отсечки. К блокирующему входу выходного органа 12 подключен выход высокочастотного приемника 13.

Модальный преобразователь 3 тока состоит из трех промежуточных трансформаторов тока, нагруженных на активные сопротивления, напряжения с которых подаются на три многовходовых сумматора, где формируются сигналы, пропорциональные величинам

4 (1) = 4(4) — 21в(1) + 1с(1)

i2 (t) — i„(t) с(1) iç(1) = 4(1) + 1в(1) + 1с(1), где 1, (1), 4(t) 1,(1) — фазные величины токов;

Принцип действия волновой отсечки 10 основан на том, что только при близких внутренних коротких замыканиях в результате многократных отражений электромагнитных волн от места повреждения и шин прилегающей системы аварийная составляющая отраженной из линии волны превышает заданную величину порога срабатывания за время меньшее, чем 2т, где т — время распространения электромагнитной волны от начала линии до ее конца. В противном случае при поврежлдениях в ином месте, как внутренних, так и внешних, это время всегда больше 2т.

Устройство работает следующим образом.

1229881

15

Формула изобретения

При внешнем коротком замыкании в блоке 7 выделяются аварийные составляющие подающих и отраженных волн, которые подают на входы логического блока 8 и блока 10 волновой отсечки.

При этом на входе блока 8 сначала появляются аварийные составляющие падающих в линию волн (AV;) и лишь затем, спустя время 2т, отраженных (Л%;). При отсутствии аварийных составляющих отраженных волн на входе элемента И 22 будут две логические единицы, вызывающие появление сигнала на первом выходе блока 8, которые пускает передатчик ll, с помощью которого блокирующий сигнал по высокочастотному каналу связи поступает на вход приемника 13 противоположного полукомплекта. В блоке 7 противоположного полукомплекта, спустя время т с момента фиксации повреждения схемы электропередачи в первом полукомплекте, начинают выделять одновременно аварийные составляющие как падающих, так и отраженных волн, что свидетельствует о коротком замыкании в направлении защищаемой линии. Поэтому с второго выхода логического блока 8 с выдержкой времени (на элементе 21), необходимой для надежного приема блокирующего сигнала и зависящей от характеристик оборудования канала связи, подают сигнал на отключение линии на разрешающий вход выходного органа 12 защиты, а с дополнительного выхода 8 без выдержки времени подают сигнал на таймер 9, посредст- 30 вом которого начинают отсчет времени 2т и одновременно с этим запускают (деблокируют) блок 10 волновой отсечки путем подачи сигнала с выхода таймера 9 на один из входов блока 10.

Так как в рассматриваемом случае за время 2т абсолютные значения аварийных составляющих отраженных из линии волн не успевают превысить заданных величин уставок блока IO волновой отсечки, то работу последнего по истечении этого промежутка 40 времени блокируют таймером 9 и, кроме того, с выхода приемника 13 подают к этому времени уже принятый блокирующий сигнал на блокирующий вход выходного органа 12 защиты, тем самым препятствуя отключению линии сигналом, поданным с вы- 45 держкой времени с второго выхода логического блока 8. Таким образом, линия остается включенной, так как в первом полукомплекте не выдают сигнал на отключение, а во втором — отключение блокируют высокочастотным сигналом, переданным с противоположного конца.

При коротком замыкании в средней части защищаемой линии в течение всего времени в .блоке 7 одновременно выделяют аварийные составляющие как падающих, так и отраженных волн. Поэтому с второго выхода логического блока 8 с выдержкой времени подают сигнал на отключение линии на разрешающий вход органа 12, а с.дополнительного выхода без выдержки времени через таймер 9 подают сигнал на один из входов блока 10, тем самым включая его в работу. Так как и в этом случае за время

2т абсолютные значения аварийных составляющих отраженных из линии волн не успевают превысить величин уставок блока 10, то последний по истечении этого промежутка времени посредством таймера 9 выводится из работы. Аналогичным образом работает и противоположный полукомплект, и так как на противоположные концы ни с одного из полукомплектов блокирующих сигналов не передают, то линия отключается с двух сторон выходными органами 12 защиты обоих полукомплектов.

При близком внутреннем коротком замыкании абсолютные значения аварийных составляющих отраженных из линии волн в течение времени t (2т достигают заданных величин уставок блока 10, с выхода которого, поэтому, сразу же подают сигнал на отключении линии на один из входов выходного органа 12 защиты, и линия отключается данным полукомплектом без выдержки времени. С противоположного конца линия отключается в обычном порядке.

Устройство для волновой направленной защиты линий электропередачи с высокочастотной блокировкой, содержащее в каждом полукомплекте, устанавливаемом на соответствующем конце линии электропередачи, измерительные трансформаторы тока и напряжения, подключенные входами к фазным проводам защищаемой линии электропередачи, а выходами к входам модальных преобразователей соответственно тока и напряжения, выходы первого из которых через блок усилителей, а выходы второго непосредственно подключены к входам блока формирования электромагнитных волн, подключенного выходами к блоку выделения аварийных составляющих, выходы которого, соответствующие аварийным составляющим падающих в линию и отраженных из нее электромагнитных волн, подключены к входам логического блока, первый выход которого под- . ключен к входу высокочастотного передатчика, а второй — к разрешающему входу выходного блока, подключенного блокирующим входом к выходу высокочастотного приемника, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия срабатывания устройства при близких коротких замыканиях, в него дополнительно введены таймер и блок волновой отсечки, причем таймер включен между дополнительным выходом логического блока и первым входом блока волновой отсечки, остальные входы которого под1229881 идиагану

ЧАЕК/

Составитель А. Бондаренко

Редактор Н. Яцола Техред И. Верес Корректор А. Ференц

Заказ 2233/55 Тираж 612 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 ключены к выходам блока выделения аварийных составляющих, соответствующим аварийным составляющим отраженных из линии электромагнитных волн, выход блока волновой отсечки подключен к разрешающему входу выходного блока.