Дистанционный измерительный орган

 

Изобретение относится к области электротехники - релейной эащите и может быть использовано для защиты линии электропередачи. Цель изобретения - распшрение функциональных возможностей . Измерительный орган содержит преобразователи 1 и 2 ток - напряжешш и напряжение - напряжение. Преобразователь 2 напряжение - напряжение непосредственно и преобразователь 1 ток - напряжение через модель 3 линии присоединены к сумматору 4, выходы которого через перемножители 5 и 6, а также интеграторы 7 и 8 присоединены к входам блока 9 формирования характеристики срабатывания . Блок 9 присоединен к управляющему входу модели 3. Выполнение блока 9 формирования в виде четырех элементов преобразования, соединенный параллельно и подключенных к элементу И, позволяет получить характеристики срабатывания любой формы в плоскости контролируемых параметров. Значения параметров с выхода интеграторов 7 и 8 кроме мс ,ли 3 подают на вход блока 9 При возникновении короткого замыкания на линии в зоне защиты на выходе дистанционного измерительного органа появляется разрешающий сигнал для работы защиты. I з.п. ф-лы, 3 ил. О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (,51) 4 H 02 Н 3/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.OTHPblTVM

«"и» «

/ ФРАУ.,,, „.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3647643/24-07 (22) 30.09.83 (46) 23.09.86. Бюл. Â 35 (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И. Калинина (72) Удо Бахманн (ГДР), В.К. Ванин, А.М. Гиновкер и А.В. Печковский (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 752594, кл. Н 02 Н 3/38, 1977.

Ванин В.К., Павлов Г.М. Релейная защита на элементах вычислительной техники. /Учебное пособие. — Л.: Изд во ЛПИ, 1981, с. 71, рис. 28 б. (54) ДИСТАНЦИОННЫЙИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН (57). Изобретение относится к области электротехники — релейной защите и может быть использовано для защиты линии электропередачи. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей. Измерительный орган содержит преобразователи 1 и 2 ток— напряжение и напряжение — напряжение.

„Я0, 1259389 А1

Преобразователь 2 напряжение — напряжение непосредственно и преобразователь 1 ток — напряжение через модель 3 линии присоединены к сумматору 4, выходы которого через перемножители 5 и 6, а также интеграторы 7 и 8 присоединены к входам блока 9 формирования характеристики срабатывания. Блок 9 присоединен к управляющему входу модели 3. Выполнение блока 9 формирования в виде четырех элементов преобразования, соединенных параллельно и подключенных к элементу И, позволяет получить характеристики срабатывания любой формы в плос- Ф кости контролируемых параметров. Знае чения параметров с выхода интеграторов 7 и 8 кроме м< .ли 3 подают на вход блока 9. При возникновении ко- С» роткого замыкания на линии в. зоне за- щиты на выходе дистанционного измерительного органа появляется разрешающий сигнал для работы защиты.

I э. п ф JIht» 3 иле

389

2 повреждение в зоне действия защиты и определить его удаленность.

Модель линии электропередачи имеет структуру, аналогичную ЛЭП, пред5 ставленную активным сопротивлением и индуктивностью. Параметры модели 3 регулируются сигналами, поступающими на ее управляющие входы. Такая модель адекватна защищаемой ЛЭП при равенст10 ве соответствующих параметров модели и ЛЭП, т.е.

Км R» м где К и L„— регулируемые параметры м модели ЛЭП, активные

15 сопротивление и индуктивность; и L — параметры ЛЭП.

Если при этом на модель воздействует входная величина — ток в линии

20 i, то выходной сигнал модели

U = R i + L

di м (1) совпадает с напряжением на ЛЭП.

Рассогласование же выходного сигнала модели U с напряжением U на

ЛЭП свидетельствует о несоответствии параметров. модели параметрам ЛЭП.

В качестве критерия близости модели к ЛЭП принят функционал Е от рас36 согласования сигналов U u U вида

Е

1 2

2 (2) где Е0 - U.. (3)

Значение функционала (2) всегда

35 является положительным и ограничено снизу минимальным нулевым значением, соответствующим совпадению выходных сигналов модели и ЛЭП. При использо вании для настройки параметров градиентного метода условия, обеспечивающие минимизацию функционала, запишутся в виде следующих дифференциальных уравнений:

dR ае. — °

dt ак

S 259

Изобретение относится к электротехнике и может был ь использовано для защиты линий электропередачи.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 принципиальная схема блока формирования характеристики срабатывания," на фиг. 3 — характеристика срабатывания в плоскости.

Устройство содержит преобразователи ток — напряжение 1 и напряжение — напряжение 2, модель 3 линии

Ь лектропередачи, подключенную основным входом к выходу преобразователя ток — напряжение, сумматор 4,подключенный одним входом к одному вы ходу модели 3 линии электропередачи, другим входом — к выходу преобразователя 2 напряжение — напряжение, а выходом — к входам перемножителей 5 и 6, выходы которых через интеграторы 7 и 8 подключены к входам блока 9 формирования характеристики срабатывания, а также к управляющим входам модели 3 линии электропередачи.

Модель 3»линии электропередачи выполнена в виде дифференциатора 10, подключенного выходом к одному входу перемножителя !1, подключенного выходом к одному входу сумматора 12, к другому входу которого-подключен выход перемножителя 13, а другие входь1 перемножителей 11 и 13 являются управляющими входами модели линии электропередачи.

Блок 9 формирователя характеристики срабатывания (фиг. 2) выполнен в виде четырех элементов 14-!? преобразования, подключенных выходами к входам элемента И 18, при этом каждый из элементов 14 и 15 преобразования содержит последовательно соединенные масштабный усилитель 19 и компаратор 20, элемент 16 преобразования содержит последовательно соединенные сумматоры 21 и 22 и компаратор 23, а элемент 17 преобразования содержит последовательно включенные сумматор 24 и компаратор 25.

Работа устройства основана на отслеживании активного сопротивления и индуктивности.линии электропередачи (ЛЭП). Поэтому при возникновении короткого замыкания на основе информации о параметрах короткозамкнутой линии можно судить о том, находится ли

dL ак — + = -k.— — R (0) = R (4)

dt дL»„м м»

LÄ (O) — L„.., где k — коэффициент пропорциональности;

R> и мо

L — активное сопротивление и инмо дуктивность модели в начальном моменте настройки.

Составляющие градиента функционала Е по направлениям К„ и 1 „ определяются дифференцированием выражения (2) по параметрам R„ è L„,с

1 де ая

Е Е ак, ак аь.„

Функции чувствительности дЯ/:- 1 м и дс /д Ь„характеризуют влияние рассогласования параметров R u L на 5 м м ошибку . Известно, что при использовании линейной модели по оцениваемым параметрам, они могут быть получены непосредственно из модели. Для их определения выражение (1) подстав-10 ляет в выражение (3) и, учитывая, что ток i и напряжение U на ЛЭП не зависит от .параметров модели, продифференцируем выражение для Г по К и

Ь, в результате чего получаем 15 ве . ае «а

aR аЬ„ ас

С учетом этого интегральные уравнения настройки параметров модели в окончательном виде запишутся как N

R =-k)C:i dt+ R

1 =-kH — "dt+Ь (5) м,1 мо

Полученные уравнения определяют структуру контуров самонастройки параметров. Коэффициенты Е определяются коэффициентами передачи отдельных элементов контуров самонастройки (перемножителей 5 и 6..интеграторов 7 и 8 и сумматоров 4), 1

Рассмотрим работу устройства, используя для удобства в качестве обозначений напряжений, действующих в схеме, обозначения реальных физических величин (i,. R и L).

В статике параметры модели R и Ь„З5 настроены до равенства их предаварийным параметрам электропередачи. При этом выходной сигнал 11 настроенной модели совпадает с напряжением линии

Тогда значение выходного сигнала 40 сумматора 4 в соответствии с уравнением (3) равно нулю. Нулевой сигнал, поступая с сумматора 4 на входы перемножителя 5 и 6, обращает в нуль сигналы на их выходах, являющиеся входными сигналами интеграторов 7 и 8. Состояние интеграторов не изменяется из-за отсутствия входных сигналов, и параметры К и Ь„ поддерживаются постоянными. S0

При возникновении короткого заьыкания на ЛЭП значения параметров аварийного режима перестают соответствовать ранее установившимся параметрам линии. Поэтому на выходе сумматора. 4 формируется сигнал, свидетельствующий о рассогласовании модели и ЛЭП. Сигнал F поступает на пе1 Я() 4 ремножители 5 и 6, где перемножается с выходным сигналом преобразователя l ток — напряжение, поступающими на вход перемножителя 6, и r. выходным сигналом дифференциатора 10, поступа ющим -на вход перемножителя 5. При этом на выходе перемножителя 6 формируется сигнал g, воздействующий на интегратор 8. Его выкодной сигнал изменяется в направлении убывания Е, т.е. в соответствии с выражением (5).

di

Аналогично, сигнал с —, который и присутствует на выходе перемножителя 5 воздействует на интегратор 7 и также в соответствии с выражением (5) изменяет его выходное напряжение. Таким образом, в процессе преобразования сигналов согласно уравнений 5 обеспечивается приведение величины

E к минимуму и поиск- параметров R„ и L равных R u L короткозамкнутой

ЛЭП.

Направленность действия устройства обеспечивается сменой знаков настраиваемых параметров модели ЛЭП при к.s. "за спиной" вследствие изменения направления тока в месте включения. При этом минимизация ошибки возможна лишь при отрицательных значениях R u L .

Значения параметров с выходов интеграторов 7 и 8, кроме модели ЛЭП, подаются и в блок 9 формирования характеристик. Здесь текущие параметры модели непрерывно анализируются путем подстановки их в неравенства, определяющие собой выбранную характеристику срабатывания защиты.

Например, формирование четырехугольной характеристики срабатывания . (фиг. 3) обеспечивается при реализации следующих неравенств:

L ) R tg р, ь> кtgq,; (6)

Ь) L„+ R ° с-Ч; ь > (R-R„) tg ч где R„- наибольшее переходное сопротивление при к.з. в месте установки защиты.

Схема блока формирования характеристик (фиг. 2) реализует условия (6) .

Блок содержит четыре двухвходовых элемента преобразования (по числу граничных условий). Первый 14 и вто-. рой 15 элементы преобразования обеспечивают выполнение первого и второго неравенства следующим образом.

% 12593

Масштабный усилитель 19 и компаратор 20 выполняют умножение сигнала R на постоянные коэффициенты К

= .tg Q и К t.gQ и инвертирова 1 ние правых частей неравенства. Компаратор 20 реагирует на знак разности от вычитания левой .части из правой части неравенства. Минусу соответствует нулевой уровень выходного сигнала компаратора (логический нуль).1б

Плюс вызывает появление на выходе .отрицательного сигнала (логическая единица), свидетельствующего о выполнении первого неравенства. Третий 16 и четвертый 17 элементы содержат сумматоры 21 и 24, которые помимо умножения сигналов на коэффициенты К =

Ъ з

tg 4 и К = gV и инвертирования

3 4 производят сложение двух величин, входящих в правую часть неравенства.

Рассмотрим действие схемы: Отслеживаемые устройством параметры R u L с интеграторов 7 и 8 поступают на входы блока 9. В исходном состоянии, когда устройством отслеживаются пара- р5 метры нагрузочного режима электропередачи, одновременно не обеспечиваются условия выполнения всех неравенств (6). В результате воздействия

° I на входы элемента И 18 логических нулей, поступающих с компараторов, на выходе элемента 38 отсутствуют разре 1 шающий срабатывание защиты сигнал.

После возникновения короткого замыкания в зоне отслеживаемые устройством параметры ЛЭП удовлетворяют условиям (6). При этом на выходах всех компараторов блока 9 формируются логические единицы, которые поступают на входы элемента И 18 и вызывают на

его выходе сигнал, разрешающий срабатывание защиты.

Форма и параметры характеристики срабатывания L, К, tgq, tgg и tg9 легко могут быть из- . 4> з 4 менены простой регулировкой элементов схемы (резисторов).

89 Ь

Таким образом, рассмотренный блок формирования характеристик позволяет получить характеристики срабатывания устройства любой формы, а также в плоскости контролируемых параметров ЛЭП.

Формула изобретения

1. Дистанционный измерительный орган, содержащий преобразователь ток— напряжение, подключенный выходом к основному входу модели линии электропередачи, один выход которой подключен к одному входу сумматора, преобразователь напряжение — напряжение, подключенный выходом к другому входу сумматора, выход которого подключен к одним входам двух перемножителей, выход каждого из которых через интегратор подключен к соответствующему управляющему входу модели линии электропередачи, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен блок формирования характеристики срабатывания, подключенный входами к выходам интеграторов, а другие входы перемножителей подключены соответственно к выходу преобразователя ток— напряжение и другому выходу модели линии электропередачи.

2. Измерительный орган по п. 1, отличающийся тем„ что блок формирования характеристики срабатывания выполнен в виде четырех двухвходовых элементов преобразования, подключенных выходами к входам элемента И, при этом два элемента преобразования содержат последовательно соединенные масштабный усилитель и компаратор, третий элемент преобразования содержит последовательно соединенные два сумматора и компаратор, а четвертый элемент преобразования содержит последовательно включенные сумматор и компаратор.

1259389

Составитель Т. Щеголькова

Редактор И. Дербак Техред М.Ходанич Корректор В ° Бутяга

Заказ 5132/53 Тирак 612 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. "./5

Производственно-полиграфическое,преднриятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4