Дистанционный измерительный орган

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к дистанционным защитам линий от коротких замыканий. Целью изобретения является повышение устойчивости функционирования при коротких заш 1каниях через переходные сопротивления. Поставленная цель достигается тем, что дополнительно введены управляемые генератором импульсов 8 и пусковым блоком 9 регистры памяти блока задания параметров характеристики 3, запоминающие сопротивление доаварийного режима, a также три сумматора 12, блоки умножения 13 и блок деления 14, соединение которых обеспечивает изменение характеристики в комплексной плоскости сопротивления в зависимости от доаварийного режима. Данное соединение блоков позволяет охватить характеристикой срабатывания область сопротивлений петли короткого замыкания при внутренних повреждениях и отстроиться от областей существования замеряемых сопротивлений При внешних коротких замыканиях . 2 ил. СО со 4 to ел

цр 4 Н 02 Н 3/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTH4 (z1) 4071566/24-07 (22) 04. 04. 86 (46) 30.08.87. Бюл. У 32 (71) Рижский политехнический институт нм. А.Я.Пельше (72) Э.П.Ванзович и А.-С.С.Саухатас (53) 621.316.925(088.8) (56) Фабрикант В.Л. Дистанционная защита. М.: Высшая школа, 1978, с. 215.

Авторское свидетельство СССР

У 788257, кл. Н 02 Н 3/40, 1980.

Авторское свидетельство СССР

В 1150696, кл. Н 02 Н 3/40, 1984.. (54) ДИСТАНЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ

ОРГАН (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к дистанционным защитам линий от коротких замыканий.

Целью изобретения является повышение устойчивости функционирования при ко,.SUÄÄ 1334252 А 1 ротких замыканиях через переходные сопротивления. Поставленная цель достигается тем, что дополнительно введены управляемые генератором импульсов 8 и пусковым блоком 9 регистры памяти блока задания параметров ха- . рактеристики 3, запоминающие сопротивление доаварийного режима, а также три сумматора 12, блоки умножения 13 и блок деления 14, соединение которых обеспечивает изменение характеристики в комплексной плоскости сопротивления в зависимости от доаварийного режима. Данное соединение блоков позволяет охватить характеристикой срабатывания область сопротивлений петли короткого замыкания при внутренних повреждениях и отстроиться от областей существования эамеряемых сопротивлений при внешних коротких замыканиях. 2 ил.

1334252

Изобретение .относится к электротехнике и может быть использовано в электроэнергетике для осуществления дистанционной защиты линий от корот5 ких замыканий.

Целью изобретения является повышение устойчивости функционирования при коротких замыканиях через переходные сопротивления, l0

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — возможные характеристики устройства в комплексной плоскости сопротивления. 15

Дистанционный измерительный орган содержит датчик 1 активного сопротивления, датчик 2 реактивного сопротивления, блок 3 задания параметров характеристики, coepHHeHHbtH с четырь- 20 мя блоками 4 формирования характеристики, выход которого соединен с логическим элементом И 5, соединенным с выходным блоком 6, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛЙ 7, генератор 8 импульсов, пусковой блок 9, соединенный с логическим элементом ЗАПРЕТ 10, соединенный с двумя регистрами 11 памяти, три сумматора 12, подключенные к блоку,3 задания параметров характеристики, два блока 13 умножения, блок 14 деления, подключенный к мультиплексору 15.

Выход датчика 1 активного сопротивления подключен к первому входу первого, второго, третьего и четвертого блоков 4 формирования характаристики, ВтОрОи ВхОд каждогО из кО ГОрых подключен к выходу датчика 2 реактивного сопротивления, а третий, четвер- 40 тый и пятый входы первого формирователя 4 характеристики соответственно подключены к первым трем выходам, бло.ка 3 задания параметров характеристики, вторые три выхода которого со- 45 ответственно подключены к третьему, четвертому и пятому входам второго блока 4 формирования характеристики, третий и четвертый входы третьего блока 4 формирования характеристики, 5О соответственно подключены к седьмому и восьмому выходам блока 3 задания параметров характеристики,, девятый выход которого подключен к четвертому входу четвертого блока 4 формирования характеристики, выходы первых трех блоков 4 формирования характеристики подключены к первым трем входам логического элемента И 5, выход которого подключен к выходному блоку б, а пятый вход логического элемента И

5 подключен к выходу пускового блока

9 и второму входу логического элемента ЗАПРЕТ 10, первый вход которого подключен к выходу генератора 8 импульсов, а выход логического элемента ЗАПРЕТ 10 подключен к управляющим входам двух последовательно включенных регистров 11 памяти, вход первого из которых подключен к выходу датчика 1 активного сопротивления, а выход второго .регистра памяти подключен к первым входам первого и третьего сумматоров 12 и к первым входам блоков 13 умножения, выход первого сумматора 12 подкгпочен к первому входу блока 14 деления, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора 12, первый вход которого подключен к выходу первого блока 13 умножения, а второй вход которого подключен к десятому выходу блока 3 задания параметров характеристики, одиннадцатый выход которого подключен к второму входу первого блока 13 умI ножения, а двенадцатый выход блока 3 задания параметров характеристики подключен к второму входу первого сумматора 12, тринадцатый выход блока 3 задания параметров характеристики подключен к второму входу мультиплексора 15, выход которого подключен к пятому входу третьего блока 4 формирования характеристики, первый вход мультиплексора 15 подключен к выходу блока .14 деления, а управляющий вход мультиплексора 15 подключен к выходу знакового разряда второго регистра 11 памяти и к второму входу логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

7, выход которого подключен к четвертому входу логического элемента И 5, а первый .вход которого подключен к выходу четвертого блока 4 формирования характеристики, третий и пятый входы которого поцключены соответственно к выходу третьего сумматора

12 и второго блока 13 умножения, второй вход которого подключен к четырнадцатому выходу блока 3 задания параметров характеристики, пятнадцатый выход которого подключен к второму входу третьего сумматора 12.

Устройство работает следующим образом.

Входные токи и напряжения поступают на входы датчика 1 активного со1334252 противления и датчика 2 реактивного сопротивления, являющихся входными блок-:: и. Датчики 1 и 2 формируют сигналы, .:-.ропорциональные активной R u

5 реактивной Х составляющим комплексного о тн ош е н ия входи о го н апряже н ия и тока. Сигнал с выхода датчика активного сопротивления поступает на вход первого регистра 11 памяти и на первые входы четырех блоков 4 формирования характеристики. Сигнал, поступивший на входы первого регистра 11 памяти, записывается в эту память при условии поступления управляющего им- 15 пульса на его управляющий вход. Одновременно этим же импульсом информация, хранившаяся в первом регистре 11 памяти, переписывается во второй регистр 11 памяти. Процесс изменения 20 информации в регистрах памяти 11 управляется генератором 8 импульсов, пусковым блоком 9 и логическим элементом ЗАПРЕТ 10. При этом изменение информации в регистрах 11 памяти про- 25 исходит лишь в случае отсутствия логической единицы на выходе пускового блока 9 (отсутствия срабатывания). В этом случае сигналы с выхода генератора 8 импульсов, поступающие на пер- З0 вый вход логического элемента ЗАПРЕТ и при наличии логического нуля, поступающего на его второй вход от пускового блока 9, проходят на выход

1 элемента ЗАПРЕТ 10 и на управляющие входы регистров 11 памяти. При срабатывании пускового органа 9, в качестве которого можно использовать любое быстродействующее устройство, срабатывающее при возникновении ненормаль- 4р ного режима в защищаемой сети, например, по факту возникновения хотя бы кратковременной несимметрии, процесс перезаписи информации в регистрах 11 паМяти прекращается, при этом в пер- 45 вом регистре 11 памяти хранится значение активного сопротивления, соответствующее моменту времени, предшествующему срабатыванию пускового блока 9, а во втором регистре памяти значение R, соответствующее моменту времени t — д — p, где t момент срабатывания пускового блока 9, at интервал между импульсами генератора

8 импульсов, J> — cJI BHHBR величина 55 принимающая значения в интервале от 0 до dt в зависимости от момента срабатывания пускового блока. Интервал времени t должен быть выбран большим времени срабатывания пускового блока

9, в этом случае во втором регистре

1 1 памяти по сле ср аб атыв ан ия пуско вого блока 9 оказывается записанной информация R„, соответствукицая доаварийному режиму. Сигнал с выхода пускового блока 9 поступает на один из входов логического элемента И 5, выход которого воздействует на выходной блок 6, следовательно, срабатывание дистанционного измерительного органа в целом возможно лишь после срабатывания пускового блока 9.

Рассмотрим работу устройства в целом после срабатывания пускового блока 9 с учетом того,что на выходе второго регистра памяти в этом случае хранится значение активного сопротивления R Hàãðóçî÷íîão (доаварийного) режима. В этом случае срабатывание устройства в целом возможно лишь при одновременном срабатывании первых трех блоков 4 формирования характеристики и при появлении логической единицы на выходе логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7. Функционирование последнего элемента зависит от значения сигнала Рн на выходе четвертого блока 4 формирования характеристики и от знака активного сопротивления R„, хранимого в ячейке знакового разряда второго регистра 11 памяти, причем логическая единица соответствует положительным значениям Rö, а логический ноль — отрицательным значениям R Обозначив этот логический сигнал S, функционирование логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ может быть описано булевой функцией

Еч 5 + Fí а функционирование устройства в целом

2 Ъ 1 Ь 4 + (2) где F, F, F — логические сигналы ! 2 на выходах соответствующих блоков 4 формирования характеристики.

Все блоки 4 формирования характеристики работают, как и в известном устройстве, вырабатывая сигнал Логическая единица" при выполнении условия

A.Х+ В.R+ С О. (3)

Граничная линия, соответствующая знаку равенства (3), является прямой.

Значения активного R и реактивного Х

5 13342 сопротивлений поступают на блоки 4 с выходов датчиков 1 и 2.

Коэффициенты А„, В и С, на третий, четвертый и пятый входы первого

5 блока 4 фар мир ов ан ия х ар ак те рис тик и поступают с первых трех выходов блока 3 задания параметров характеристики, представляющего собой блок памяти с пятнадцатью выходами и пятнадцатью регистрами, хранящими значения заранее записанных констант. Первый блок

4 формирования характеристики формирует I граничную линию характеристики фиг.2. При этом в первых p=. - регистрах блока 3 задания параметров характеристики должны храниться константы А,, В„, С„ выбранные (фиг.2) по выражениям:

А1=1, В, = С с

С„= -Х„+ tgЫ RÓ2 (4)

Второй блок 4 формирования харак10

20 теристики формирует II граничную линию характеристики фиг.2. При этом во вторых трех регистрах блока 3 задания параметров характеристики должны храниться константы А, 82, -, выбранные (фиг. 2) по выражениям:

A2 = 1;

В = др

C2 = -уу + tgp Кч2 ()

Третий блок 4 формйрования характеристики формирует III граничную линию хар Яктерь стики фиг, 2 (при пОлОжи ( тельных К„ линия III, а при отрицательных ТХ?). При этом в седьмом и восьмом регистрах блока 3 задания параметров характеристики должны храниться константы А,, В, а третий ко40 эффициент С, входящий в (3} и определяющий функционирование блоков 4 фор-. мирования характеристики, в рассматриваемом случае формируется в зависимости от знака сопротивления R,, хра45 нимого во втором регистре 11 памяти„

При отрицательных значениях R логин ческий нуль с выхода знакового разряда регистра I! памяти поступает на управляющий вход мультиплексора 15, 50 в этом случае выход мультиплексора

)5 оказывается соединенным с вторым его входом и константа С „ хранимая в тринадцатом регистре блока 3 задания параметров характеристики, с три55 надцатого выхода этого блока через мультиплексор 15 поступает на пятый вход третьего блока 4 формирования характеристики. Константы А, В,, С, 52 должны быть выбраны согласно выражениям (фиг.2):

А,. = 1

В, = -е8, C = tg y. R где К вЂ” константа, определяющая наибольшее удаление правой части характеристики. При отрицательных R„ III-я часть характеристики оказывается фиксированной.

При положительных R„ функционирование, третьего блока 4 формирования характеристики меняется, при этом с выход знакового разряда второго регистра 11 памяти на управляющий вход мультиплексора 15 поступает логическая единица и к выходу мультиплексора

15, а следовательно, и к пятому входу третьего формирователя 4 оказывается подведенным сигнал присутствующий на первом входе мультиплексора 15, Этот вход подключен к выходу делителя 14, Осуществляющего функцию деления входных величин„

Обозначим входные сигналы делителя соответственно Д и Д . Сигнал Д

1 1 формируется первым сумматором 12, на входы которого псступают с выхода второго регистра памяти величина R и с двенадцатого выхода блока 3 зада" ния параметров характеристики константа — (-S ). Сигнал Д „ формируется

2 вторым сумматором 12, осуществляющим суммирование константы S, поступающей с десятого выхода блока 3 задания параметров характеристики на его второй вход, и сигнала, поступающего с выхода первого блока 13 умножгн.".я, осуществляющего умножение сигнала К,, поступающего к этому блоку с выхода второго регистра 11 памяти, на константу S, поступающую с одиннадцатого выхода блока 3 задания параметров характеристики. В соответствии с описанным на пятыи вход третьего блока 4 формирования характеристики при положительном R„, поступает .сигнал, сформированный согласно выражениюю

Кн-S, (6)

53 + и

При этом положение III-й граничной линии (фиг.2) оказывается зависящим от --н- :.=-ния сопротивления Rö,т.е. о оаварийного режима. Коэффициенты S„, S, S определяются: :S наклоном гр аничной ликии (см. фиг, .2) 1334252 (10) 10

30

50

S ctg3 (7) а коэФ.,.;ициенты S„ S — отстроенность., правой части характеристики от нагрузочного режима. В частном случае

S u S можно выбрать согласно выраг жениям: а15

S = 2 — - — -- ctgy (8)

Z „+ 2 где 2 — модуль сопротивления уставч. ки; — минимальное значение сопрос тивления энергосистемы питающей защищаемую линию со стороны установки. защиты.

Выбор коэффициентов по (8) обеспечивает отстройку от нагрузочного режима и исключение излишних срабатываний при внешних коротких замыканиях и включении измерительного органа на токи и напряжения неповрежденных фаз (1, с. 129).

Четвертый блок 4 формирования характеристики формирует IV-ю граничную линию характеристики фиг.2 (при положительных Кн линия IV а при отрицательных IV). При этом на третий вход четвертого блока 4 формирования характеристики поступает сигнал с выхода третьего сумматора 12, осуществляющего сложение константы Б,хранимой в пятнадцатом регистре блока 3 задания параметров характеристики, и сигнала К„ (с учетом его знака), поступающего с выхода второго регистра

11 памяти. В соответствии с описанным

Ач Бч+ Rí ° (9) где Б„= -К,„(см. фиг. 2) .

На четвертый вход четвертого блока

4 формирования характеристики поступает сигнал В, хранимый в девятом регистре блока 3 задания параметров характеристики.

На пятый вход четвертого блока 4 формирования характеристики поступает сигнал, формируемый вторым блоком 13 умножения, осуществляющим умножение сигналов R и S, хранимых соответственно во втором регистре 11 памяти и четырнадцатом регистре блока 3 задания параметров характеристики.

Ы соответствии с описанным при формировании граничной линии IV к блоку 4 формирования характеристики, функционирующему согласно неравенству (3), подводятся сигналы: А — сформулированный согласно (9), и В, С, полученные согласно выражениям (см. фиг.2):

В4 Хт

С вЂ” -Хч,. R °

При положительных R„ и .выбранных согласно (9) и (1О) коэффициентах в случае внутренних коротких замыканий неравенство (3) для четвертого блока

4 формирования характеристики 4 не выполняется. Сигнал "Логический нуль" поступает с его выхода на первый вход логического элемента ЗАПРЕТ, на второй вход которого при положительных

RH поступает логическая единица с выхода знакового разряда второго регистра 11 памяти. На выходе логического элемента ЗАПРЕТ возникает логическая единица и измерительный орган в целом при срабатывании остальных блоков 4 формирования характеристики срабатывает.

При отрицательных RH и внутренних коротких замыканиях неравенство (3) для четвертого блока формирования характеристики выполняется, однако при этом на второй вход логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ поступает логический ноль, а на его выходе в этом случае возникает логическая единица.

При внешних коротких замыканиях при положительных и при отрицательных R на выходе логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 логическая единица не появляется. Высокая селективность при внешних и чувствительность при внутренних коротких замыканиях обеспечи40 вается положением IV-й граничной линии, которое задается двумя. точками в комплексной плоскости Z: точкой Х„„

R „ и точкой О, RH. При этом характерйстика дистанционного измерительного органа адаптируется по сопротивлению нагрузочного режима R„, охватывая области комплексной плоскости сопротивления, соответствующие замеряемым сопротивлением при внутренних коротких замыканиях и отстраиваясь от областей комплексной плоскости, где возможно появление замеряемого сопротивления при внешних коротких замыканиях и в нагрузочных режимах.

Формула изобретения

Дистанционный измерительный орган, содержащий датчик активного сопротив1334252

10 ления, выход которого подключен к первым входам первого, второго, третьего и четвертого блоков формирования характеристики, второй вход каждого из которых подключен к выходу датчика реактивного сопротивления, а третий, четвертый и пятый входы первого блока формирования характеристики соответственно подключены к первым трем выходам блока задания параметров характеристики, вторые три выхода которого соответственно подключены к третьему, четвертому и пятому входам второго блока формирования хара.:теристики, третий и четвертый входы третьего блока формирования характеристики соответственно подключены к седьмому и восьмому выходам блока задания параметров характеристики, девятый выход которого подключен к четвертому входу четвертого блока формирования характеристики, выходы первых трех блоков формирования характеристики подключены к первым трем входам логического элемента И, выход которого подключен к выходному блоку, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости функционирования при коротких замыканиях через переходные сопротивления, в него дополнительно введены генератор импульсов, логический элемент ЗАПРЕТ, пусковой блок, два последовательно соединенных регистра памяти, два блока умножения, три сумматора, блок деления, мультиплексор, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ, при этом выход генератора импульсов подключен к первому входу логического элемента ЗАПРЕТ, второй вход которого подключен к выходу пускового блока и пятому входу логического элемента И, а выход логического элемента ЗАПРЕТ. подключен к управляющим входам первого и второго регистров памяти, вход первого из которых подключен к выходу датчика

5 активного сопротивления а выход втоУ рого регистра памяти подключен к первым входам первого и третьего сумматоров и к первым входам блоков умножения, выход первого сумматора подключен к первому входу блока деления, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора, первый вход которого подключен к выходу первого блока умножения, а второй вход — к десятому выходу блока задания параметров xGpGKTepHcTHKH одиннадцатый выход которого подключен к второму входу первого блока умножения, а двенадцатый выход — к второму входу первого сумматора, тринадцатый выход блока задания параметров характеристики подключен к второму входу мультиплексора, выход которого подключен к пятому входу третьего блока формирования характеристики, первый вход мультиплексора подключен к выходу блока деления, а управляющий вход мультиплексора подключен к выходу знакового разряда второго регистра памяти и к второму входу логического элемента ИСКНЮЧАЮ1ЦЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к четвертому входу логического элемента И, а первый вход— к выходу четвертого блока формирования характеристики, третий и пятый входы которого подключен.. соответственно к выходу третьего сумматора и второго блока умножения, второй вход которого подключен к четырнадцатому выходу блока задания параметров характеристики, пятнадцатый выход которого подключен к второму входу третьего сум матора.

1334252

Составитель Т.Щеголькова

Техред М.Дидык Корректор Г.Решетник

Редактор М.Бандура

Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3972/51

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, ектная 4