Устройство для дистанционной защиты линий электропередачи с ответвлениями

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной заш,иты. Цель изобретения - повышение надежности настройки от замыканий за трансформаторами ответвлеи ив Ос J/ JB Jc ния. С выхода формирователя 1 сигналы, пропорциональные разности токов обратной последовательности двух фаз, поступают на входы преобразователя 2 синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы, а также на входы фазосдвигающих элементов 3 и 4. На выходе избирателя 6 особой фазы, на входы которого подаются фазные токи, при двухфазном коротком замыкании появляется непрерывный сигнал, поступающий на входы блока 5 сдвига передних и задних фронтов импульсов. Сравнение импульсных сигналов со сдвинутыми фронтами позволяет формировать на выходе преобразователя непрерывный сигнал о выходе контролируемых параметров линии за допустимые пределы. 3 ил. i СО GO о CD 01 СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1309155 А1

yg 4 Н 02 Н 3/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ 7в (/ñ

7я ,7в

7с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3976933/24-07 (22) 19.11.85 (46) 07.05.87. Бюл. № 17 (71) Уфимский нефтяной институт (72) В. А. Шабанов и А. Г. Капустин (53) 621.316.928 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 125!711, кл. Н 02 Н 3/40, 1983.

Патент США № 3898530, кл. Н 02 H 3/40. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИЛ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ОТВЕТВЛЕНИЯМИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты. Цель изобретения— повышение надежности настройки от замыканий за трансформаторами ответвления. С выхода формирователя 1 сигналы, пропорциональные разности токов обратной последовательности двух фаз, поступают на входы преобразователя 2 синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы, а также на входы фазосдвигающих элементов 3 и 4. На выходе избирателя 6 особой фазы, на входы которого подаются фазные токи, при двухфазном коротком замыкании появляется непрерывный сигнал, поступающий на входы блока 5 сдвига передних и задних фронтов импульсов. Сравнение импульсных сигналов со сдвинутыми фронтами позволяет формировать на выходе преобразователя непрерывный сигнал о выходе контролируемых параметров линии за допустимые пределы. 3 ил.

1309155 и на

U2. = п (1г» 1гв) /

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в устройствах дистанционных защит линий электропередач с ответвлениями от междуфазных коротких замыканий и междуфазных коротких замыканий на землю.

Цель изобретения — повышение надежности отстройки от замыканий за трансформаторами ответвления.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— характеристика известного устройства в комплексной плоскости сопротивления петли короткого замыкания при двухфазных коротких замыканиях на землю; на фиг. 3 характеристика устройств в той же плоскости при двухфазных коротких замыканиях между фазами.

Устройство содержит формирователь 1 компенсированных линейных напряжений, напряжения. пропорционального разности токов обратной последовательности двух любых фаз и напряжений, пропорциональных разности фазных токов, восемь выходов которого подключены к соответствующим входам преобразователя 2 синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы непосредственно, а два других через фазосдвигающие элементы 3 и 4, причем выходы N А, В, С преобразователя 2 подключены через блок 5 сдвига передних и задних фронтов импульсов к логическому элементу И 7, а выходы К, D, Е, F, R, G преобразователя 2 подключены к блоку 8 сдвига передних и задних фронтов импульсов, выход которого подключен к пятому входу логического элемента И 7, причем соответствующие выходы избирателя 6 особой фазы подключены к входам блоков 5 и 8 сдвига передних и задних фронтов импульсов, а выход логического элемента И 7 соединен с преобразователем 9 импульсных сигналов в непрерывный сигнал, выход которого является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

На входы формирователя 1 сравниваемых величин поступают напряжения U„„, U

Uc и токи 1,, 1, I соответствующих фаз А, В, С. Йа его выходах формируются напряжения пропорциональные разности токов обратной последовательности дву х фаз, например фаз В, и С: где и — коэффициент пропорциональности напряжений Ui", Uf, Uj, пропорциональных разности токов двух фаз:

1- = К (1в 4- )

О" =K(1 — 1 );

ОХ=К(1,— 1); где К вЂ” коэффициент пропорциональности U"

55 компенсирова IHblc линейные напряжения:

U =С„- Хд(1,--1, );

Uci — U. -- /; (1 - 1„);

0„ ==LI« --)Х. (1,--1,);

U;", =U„. — )Х„(1„— i,);

0,"Д: =С,. -)X»(I,-1.); где Zi — сопротивление уставки;

X.i — индуктивное сопротивление трансформатора ответвления;

U, U», U — соответствующие линейние напряжения.

Возможно формирование напряжений

Uz на основе токов других фаз, при этом

1 необходимо соответствующим образом изменить компенсированные линейные напряжения.

Напряжения V«, L)!>, U,, U, U

Uj, Uf, U)! поступают на входы преобразователя 2 синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы, знак которых совпадает со знаком мгновенных значений соответствующих напряжений. !

Напряжение Li„, H V<, поступают соответственно на фазосдвигающие элементы

3 и 4, осуществляющие, преобразования: где фазовые операторы a=e"-! — i I 20

Далее эти напряжения поступают на соответствующие входы преобразователя 2 синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы.

Импульсы с выходов N,А,В,С преобразователя 2 синусоидаль ых напряжений в прямоугольные импульсы соответствующие на-!

, У

Ю пряжениям U>, Оьс, V«, U, поступают на блок сдвига передних и задних фронтов импульсов, где производится смещение фронтов импульсов. Например, задний фронт импульса соответствующего напряжения

U сдвигается в сторону сужения до тех пор, пока имеется короткий импульс в момент начала появления прямоугольного, т. е. и в момент перехода напряжения

U от отрицательных значений к положительным. В то же время у импульсов, соответствуюгцих напряжениям U «, L s, U может сдвигаться, например, передний фронт в сторону расширения на некоторый угол Р. Причем наличие избирателя 6 особой фазы позволяет при коротких замыканиях на землю сдвигать фронты одного из импульсов, соответствующего напряжению

U, UÄ или Lie, в зависимости от наименования замкнувшихся фаз.

Так, при двухфазном коротком замыкании фаз Л и В на землю, на одном выходе избирателя 6 особой фазы, на входы которого подаются фазные токи, появляется непрерывный сигнал, который далее подается на соответствующие входы блока 5 сдвига передних и задних фронтов импульсов.

1309155

При этом в блоке 5 сдвига передних и за,сних фронтов импульсов расширяется на угол р только импульс, соответствующий напряжению Us а два других остаются без изменений.

Аналогично при коротком замыкании фаз

С и А на землю, когда появляется сигнал на другом выходе избирателя 6 особой фазы, также подключенного к блоку 5 сдвига передних и.задних фронтов импульсов, расширяется на угол р только импульс, соответствующий напряжению L.l s и т. д. Видоизмененные импульсы с выходов блока 5

10 блока 9 сдвига передних и задних фронтов импульсов, появляется сигнал, соответствующий реализации уравнения, в которое входит ();", . При двухфазном коротком замыкании между фазами А и В, на выходе блока

9 сдвига передних и задних фронтов импульсов, появляется только сигнал, соответствующии реализации уравнения, в которое входит U„", и т. д.

Видоизмененные импульсы с выхода блока 8 сдвига передних и задних фронтов

50 импульсов поступают на вход логического элемента И 7, на выходе которого появляется импульсный сигнал, далее поступающий на вход преобразователя 9 импульсных сигналов в непрерывный сигнал, осуществляющий преобразования короткого импульсного сигнала в продолжительный непрерывный сигнал.

55 сдвига передних и задних фронтов импульсов поступают на входы логического элемента И 7.

Импульсы с выходов К, D, E, Г, R, G Ifpeобразователя 2 синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы поступают на соответствующие входы блока 8 сдвига передних и задних фронтов импульсов, производящего смещение фронтов импульсов. Задние 20 фронты импульсов, соответствующих Vj, О !, U1, сдвигаются в сторону сужения до тех пор, пока имеется только короткий импульс в момент начала появления прямоугольного импульса, т. е. в момент перехода напряжений () ; Ь и Uff от отрицательных значений к положительным. В то же время у импульсов, соответствующих напряжениям

U, LJ », (..),"„, передние фронты сдвигаются на угол сс„в сторону расширения, а задние сдвигаются также на угол I(,, в ЗО сторону сужения. Таким образом, импульсы, соответствующие напряжениям UI3,, U„",, (..),"„, оказываются сдвинутыми на угол относительно их первоначального положения.

Причем следует отметить, что наличие избирателя 6 особой фазы позволяет на выходе блока 8 сдвига передних и задних фронтов импульсов позволяет получить сигнал, соответствующий реализации только того уровня, в которое входит компенсированное линейное напряжение поврежденных фаз. При двухфазном коротком замы- 40 кании между фазами В и С, на выходе .

Сигнал на выходе указанного устройства появляется при одновременном выполнении трех следующих условий: — (31 !(а!-(:(/(..1(180"; (() — 13Ь((1 /((180"; (2) — (3L.;3(игр(), . /V <180; (3) где I3 — регулируемый в блоке 5 сдвига передних и задних фронтов импульсов угол;

LI, L ), 1 з — логические переменные, принимающие значения равное «!» при наличии сигнала соответственно на первом, втором и третьем выходах избирателя 6 особой фазы, и равные «О» при отсутствии указанных сигпа Iof3 и одного из

ТРс. Х С. 1ЕДУIОIЦИХ УС.IОВ!!и: — I(„ (,3 !. o. L — С(,С а Го -Iiiå

-с(„(1! ГР(, / I(n — ((I, /1.3 fw Ë вЂ” 11

/ Г.1;3< и — I(„; (4) (5) (6) где I(„ f гол пита!0!Цс .и линии.

В нормальном режиме работы защицьаемой линии электропередачи отсутсзвует ток обратной послс довательности. При этом отсутствует напряжение Lz, логические пере I х!енные LI, L., L 3 равны «О», а пучок вектор!113 IIBIIpHiKI. ИИИ 1 рС, (В, (..gA 13(.ËÜÇII охватить углом 180=, При этом условия (l )— (6) не выполняются и устройство не рас3Отает.

При двс хфазных коротких замыканиях на землю, например при замыкании фаз В и С на зем.1ю, условия сраоатывания (1) - — (4) принимают вид

0 (а! g „ -<180 ;

« а условия срабатывания (5) и (6) Отсутствуют.

На фиг. 2 показана характеристика срабатывания устройства в комплексной плоскости сопротивления петли короткого замыкания при отсутствии доаварийного тока.

При других сочетаниях замкнувшихся фаз характеристика аналогична. Расположение особых точек Р„, и Рсл характеристики определяется параметрами сети энергосистемы. Причем заданием параметра (3 можно регулировать форму характеристики устрс йства, при этом обеспечивается высокая чувствительность устройства при двухфазных коротких замыканиях на землю в защищаемой зоне и высокая, селективность при всех видах внешних кОрОтких замыканий, причем для данного устройства междуфазные короткие замыкания за трансформатором ответвления также будут внешними.

В случае двухфазных коротких замыканий между фазами, например между фаза1309155

0 < a r g —. —,-(180";

l0

Формула изобретения

Уиг. Ю

Жиг. 7

Составитель В. Белов

Редактор Г. Волкова Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 443 48 Тираж 519 Подписное

ВНИИ11И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, v;I, Проектная, 4 ми В и С, условия срабатывания (1) —— (4) принимают вид

На фиг. 1 для данного случая показана характеристика срабатывания устройства в комплексной плоскости сопротивления петли короткого зг.мыкания при отсутствии доаварнй1:ого тока. В этом случае также обеспечивается хорошая чувствительность устройства и при двухфазных коротких замыканиях между фазами в защищаемой зоне и высокая селективность, при всех видах внешних коротких замыканий и замыканий за I ðaíñôîðìàòîðîì ответвления.

Таким образом, предлагаемый дистанционный измерительный орган имеет высокую чувствительность в случае двухфазных коротких замыканий между фазами и двухфазных коротких замыканий на земл1о при сохранении высокой селективности при всех видах внешних коротких замыканий и замыканий за трансформатором от13етвления с сохранением длины защищаемой зоны.

Устройство для дистанционной защиты линий электропередачи с ответвлениями от междуфазных коротких замыканий и межфазных коротких замыканий на землю, содержащее блок формирования сравниваемых величин, на входы которого подаются ток и напряжение фаз защитной линии, 5

40 два выхода которого подключены к соответствующим входам преобразователя синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы непосредственно, а два других — через фазосдвигающие блоки, причем выходы преобразователя электрически соединены через блок сдвига передних и задних фронтов импульсов с последовательно включенными логическим элементом И и преобразователем импульсных сигналов в непрерывный сигнал, выход которого является выходом устройства, при этом содержится избиратель особой фазы, входы которого подключаются на токи линии электропередачи, а выходы подключены к соответствующих входам блока сдвига передних и задних фронтов импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности отстройки от замыканий за трансформатором ответвления, дополнительно введен блок сдвига передних и задних фронтов импульсов, при этом блок формирования сравниваемых величин выполнен в виде блока формирования компенсированных линейных напряжений, напряжения, пропорционального разности токов обратной последовательности двух фаз, и напряжений, пропорциональных разности токов двух любых фаз, восемь выходов которого соединены с преобразователем синусоидальHbIx величин в прямоугольные импульсы непосредственно, а два -- через фазосдвигающие блоки, причем четыре 13ыхода преобразователя соединены через блок сдвига передних и задних фронтов импульсов с логическим элементом И, остальные шесть выхо.дов преобразователя подключены к второму блоку сдвига передних и задних фронтов импульсов, выход которого подключен к пятому входу логического элемента И. при этом соотв TcTI3> югцие выходы избирателя особой фазы подключены к входам блоков сдвига передних и задних фронтов импульсов, а выход логического элемента И соединен с 1реобразователем 1мпульсных сигналов . непрерывный сигнал.