Многофазный измерительный орган для дистанционной защиты линий электропередач от несимметричных коротких замыканий на землю

 

Изобретение относится к электроэнергетике , к разделу релейная зашита и авто1 атика э)ергосистем„ Цель изобретения - повышение б.1стродействия. Достигается цель цутем выделения формирователем срав)шваемых величин 1, подключаемым к защищаемой линии и выполненный в виде формирователя ортогональных составляющих, компенсированных фазных напряжетшй и тока нулевой последовательности активных и реактириых состарляющих. Перемножая сформированные величины множительными блоками 2-13, сравнивают полученные величи})ы компараторами 14-19. Элемент ИЛИ 30 формирует сигнал контролируемых параметров сопротивления при выходе их за допустимые пределы. Это позволяет исключить необходш-юсть запоминать значения сравниваемых величин и иовысить быстродействие. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 2 А1 (19) (И) (51? 4 Н 02 Н 3! 40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4026941/24-07 (22) 26,02.85 (46) 15.03.88. Бюл . 10 (71) Уфимский нефтяной институт и

Рижский политехнический институт им. A.ß.Ïåëüøe (/2) В.А.Шабанов и А.-С.С.Саухатас (53) 621,316.925(088.8) (56) Шнеерсон Э.М. Измерительные органы релейной защиты на основе микропроцессорных структур. — Обзорная информация. Сер. 07. Аппараты низкого напряжения, вып.1 / Информэлектро, 198, с,65.

Темкина Р.В. Измериедьные органы релейной защиты на интегральнь|х микросхемах, — ГI.: Энерг.атомиздат., 1985, с.240. (54) МНОГОФАЗНЫЙ ИЗГГЕРИТЕЛЬНЬ1Й 01 ГАН

ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЦИТЬ! ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 0Т HFCIIII11ЕТРИЧНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ (57) Изобретение относится к электроэнергетике, к разделу релейная зашита и авто атика энергосистем. Цель изобретения — повышение быстродействия. Достигается цель путем выделения формирователем срав> иваемых вели чин 1, подключаемым к защищаемой линии и выпопненный в виде формирователя ортогональных состав.-гчющих, компенсированных фазных напряжений и тока нулевой последовательности активных и реакти ных составляющих.

Перемножая сформированные величины множительными блоками 2-13, сравнивают полученные величины компараторами 14-19. Элемент ИЛИ 30 формирует сигнал контропируемых параметров сопротивления при выходе их за допустимые пределы. Это позвочяет исключить необходимость запоминать значения сравниваемых величин и повысить быстродействие, 3 ил.

138164

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для дистанционной зашиты линий электропе— редач ат несимметричных к.з. на зем5 лю.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На фиг.! изображена функциональная схема предлагаемого измерительного органа; на фиг,2 — гранычные линии неравенств, характеризующие условия срабатывания; на фиг.З характеристика мнагафазнага измерительного органа в комплексной плоскости сопратив IEHHR петли к. з.

Устройство содержит формирователь сравниваемых величин, подключенный к защищаемой линии, имеющий восемь выхапон, первый выход которого 20 подключен к первым входам множительных блоков 2-4, второй выход — к первым входам мнажигельных блоков 5-7, третий выход — к первым входам множительных блоков 8 — 10, четвертый вы- 25 ход — к первым входам множительных блоков 11 — 13, пятый выход — к вторым входам множительных блоков 5, 8, 11, шестой выход — к вторым входам множительных блоков 2, 9, 12, седьмой 30 выход — к вторым входам множительных блоков 3, 6, 13, восьмой выход к вторым входам множительных блоков

4, 7, 10. Выходы множительных блоков

2, 3, 4, 6, 7 и 10 подключены соответственно к первым входам компаратарав 14-19, к вторым входам которых подключены соответственна выходы множительных блоков 5, 8, 11, 9, 12 и

13. Выход кампаратора 14 подключен 40 к первому входу логического элемента И 20 непосредственно и через инвертор 21 к первому входу логического элемента И 22, выход компаратора

15 подключен к второму входу элемеH 45 та И 20 непосредственно и через инвертор 23 к первому входу лагическаго элемента 11 24, выход кампаратора

16 подключен к третьему входу элемента И 20 непосредственно и через инвертар 25 к первому входу логическа50 го элемента И 26, выход компаратара

17 подключен к второму входу элемента И 2? непосредственно и через инвертор 27 к второму входу элемента

И 24, выход кампаратора 18 подклю55 чен к третьему входу элемента И 22 непосредственна и через инвертар

28 к второму входу элемента И 26, выход кампаратора 19 подключен к тре— тьему входу элемента И 24 непосредственно и через инвертор 29 к третьему входу элемента И 26. Выходы элементов И 20, 22, 24 и 26 подключены соответственна к входам логического элемента ИЛИ 30, выход которога подключен к входу выходного блока 31.

Устройство работает следующим образом.

На входы формирователя 1 сравниваемых величин подаются ортогональные составляющие фазных токов и напряжений фаз А, В, С и тока нулевой последовательности I Из активных и U и реактивных i и U составляющих входных токов и напряжений на первом, втором, третьем и четвертом выходах формирователя 1 сравниваемых величин формируются соответственно следующие активные составляющие компенсированных фазных напряжений и тока нулевой последова-. тельности:

11дз UII5 у(Ав оз ) + X„(iiR + kioa ), I

ВБ y (Вз

Ху(1-вв од ) э с5 сз ((ics Оз ) 1

-1. (i + 1 +

os 3 Аз вз c5 ° ь

04R

UIIR R Y (AQ + k+pR)

Х,, (i > + kipg);

3в = "вя R„(i R + о ) в5 05 ); где В и Х вЂ” активная и реактивная составляющие сопротивления уставки, а на пятом, шестом, седьмом и восьмом выходах формирователя 1 сравниваемых величин формируются соответственно следующие реактивные составляющие компенсированных фазных напряжений и тока нулевой последовательности:

1381642

Х Х4Х6 — 1; (9) Х Х%Х6 — 1. (10) 1 (i + i + -)

3 д<< <»г<

Обозначим равенства:

25 (1) I ! !

"дэ Usq "д<< Пвз (2) Очевидно, что! д д<< !»< !

"<»з "с<< "В« "сэ (4) !

<-! SC!!

Uñ

Sin ( (13) 35

Sinn, =

Siin n(cos q!

UB5

Пв

COS(f e

45 (14) !

«0 с

П !»

Сов

50 Сов(о = о (7) Х,Х Х = 1! где Бд, Бв, Х,Х Х вЂ” 1, (8) UcR UcR Rv(c + 1оя)

Х< (1 с + к1оз)»

К каждому из двенадцати множительных блоков 2-13 подводится одна из активных составляющих сравниваемых величин и одна иэ реактивных составляющих сравниваемых величин.

Каждый из компараторов 14-19 сравнивает значения величин, подводимых к его двум входам. На выходе каждо-.

15 го из.компараторов формируется сигнал Х " 1", если величина, подводимая к первому входу, больше величины, подводимой к второму входу. При этом на выходах компараторов 14-19 формируются соответственно сигналы

Х<, Х,, Хg, Х, Х, Ха, если соответственно выполняются следующие не! I

Пср 11дд Ucs т О»

"дв (- оа ) — Б д„(-ic! ) ) О; (3) од) П вр (1о ) О; (5)

"св (1о< ) "ся (os) > О. (6) Логические сигналы Х,, Х, Х »

Х, Х » Х, подводятся непосредственно или через инверторы 2 1, 23, 27, 40

25» 28 и 29 к логическим элементам

И 20, 22, 24 и 26.

При этом на выходе логического элемента И 20 появляется сигнал У,, если одновременно на его входах появляются сигналы Х<» Х и Х, Условия появления сигнала У, можно записать в виде

Аналогично на выходах логических элементов И 20, 22, 24 и 26 появляются соответственно логические сигналы Y, Y и У » если соответствен55 но выполняются условия

° Сигналы У <» У » У » У4 с выходов элементов И 20, 22, 24 и 26 через элемент ИЛИ 30 подводятся к выходному органу 31. При этом на выходе устройства появляется сигнал (устройство срабатывает), если появляется

"1" на выходе хотя бы одного из элементов И 20, 22, 24 или 26, Используя выражения (7) — (9), условие срабатывания приведено к виду

Х Х Х + Х<Х4Х + Х Х4Хь+

° ! аг8 Пд = Чд >rg Пв =Ча1 (12)

arg Uc = Яс; arg(-I<») где arg — аргумент комплексного числа.!

U c, I — амплитудные значения о (модули) соответствующих синусоидальных величин.

138 1642

1 1

Одв = О д Со Я (1 д, У в= 06 Сов л 8

Определяя из (13) и (14) активные и реактивные составляющие комI I пенсированных напряжений U> и Ue,.

I l 4к Й 1 (вй в б Чв и подставляя полученные значения в (1), получаем (Чв gA. ) > 0 (15)

Неравенство (15) выполняется, если

Î с в — g .с 180 или, с учетом выражений (12), если

0 с агд (Бв /U„) с 180 . (16)

Выражая из (13) и (14) активные и реактивные составляющие сравниваемк.x:ве.п ин и подставляя их в выра ., - нин (2? — (6), получаем после прео бр зз о! < апий

О дг„: (О,/ц„) 180; (17)

0 - игр (— L, /LT, ) с 180; (18)

О - аг . (TI,/U ) с 180; (19)

0 с,!r< (— I,„ /0„) 180; (20)

О . агр (— I /U, ) — 180 . (21) Таким образом, нз выходе компаратора 14-19 появляется сигнал Х, если соответственно, выполняется неравенство (16) — (21?.

Граничная линия неравенс гва (16) в комплексной плоскости сопротивления петли к.з, представляет собой окружность, проходящую через особые точки плоскости ? и Рв, в которых обращаются в нуль компенсированные напряжения U д и U д (фиг.2а). При отсутствии качаний (нагрузки) особые точки делят окружность на две дуги, одо н» из которых равна 120 и другая

240 . Наличию сигнала Х, "1" на выходе компаратора 14 соответствует об-. ласть внутри окружности (показано штриховкой), Граничной линией неравенства (17) является окружность, проходящая через особые точки 2 и Р, (фиг.26). На5

55 личию сигнала Х "1" на выходе компаратора 15 соответствует область вне окружности (фиг.26, показано штриховкой).

Граничной линией неравенства (18) является прямая, которая в случае равенства углов полных сопротивлений всех элементов защищаемой сети проходит через точку Z> параллельно действительной оси (фиг.2в). Наличию сигнала Х "1" на выходе компаратора 16 соответствует область над прямой (показано штриховкой), Граничной линией неравенства (19) является окружность, показанная на фиг.2г, граничной линией неравенства (20) — прямая, показанная на фиг.2д, граничной линией неравенства (21) — прямая, показанная на фиг.2е. Области, соответствующие наличию сигналов Х1, Х и Хв на выходе компараторов 17-19 соответственно показаны штриховкой на фиг.2г, д и е.

В соответствии с (7) наличию сигнала У< на выходе логического элемента И 20 соответствует область, представляющая собой общую часть областей, соответствующих наличию сигналов Х,, Х и Х . Эта область, обозначениая У, на фиг,3, представляет собой общую часть областей, заштрихованных на фиг ° 2а, б и в.

В соответствии с (8) область Y (фиг.3), соответствующая наличию сигналов Х4 и Х и отсутствию сигнала Х,, представляет собой общую часть заштрихованных областей на фиг,2г и д и незаштрихованной области на фиг.2а.

Область Уэ в соответствии с (9) представляет собой общую часть заштрихованной области на фиг.2е и незаштрихованных областей на фиг.26 и

r. Область У4 в соответствии с (10) представляет собой общую часть незаштрихованных областей на фиг,2в,д и е.

В соответствии с (11) область срабатывания устройства представляет собой сумму областей У,, Y, Y, Y (фиг.3) °

Время действия предлагаемого устройства складывается из времени формирования сравниваемых величин и времени, необходимого для выполнения умножения сравнения и логических операций. Поэтому время действия предлагаемого устройства меньше, чем время действия известного устройства, 1381642 на величину интервала времени между выборками мгновенных значений, которая при частоте 50 Гц составляет

0,005 c..

Высокое быстродействие устройства позволяет ускорить отключение поврежденного участка и повысить устойчивость энергосистем и надежность электроснабжения потребителей. формула изобретения

Многофазный измерительный орган для дистанционной защиты линий электропередач от несимметричных коротких замыканий на землю, содержащий формирователь сравниваемых величин, подключенный к защищаемой линии,двенадцать множительных блоков, шесть компараторон, шесть логических элементов НЕ, четыре логических элемента И, логический элемент ИЛИ и ныходной орган, причем выходы первого и четвертого множительных бло— ков подключены соответственно к пер— ному и второму входам первого компаратора, выходы второго и седьмого множительных блоков подключены к первому и второму входам второго компаратора, выходы третьего и десятого множительных блоков подключены к первому и второму входам третьего компаратора, выходы пятого и восьмого множительных блоков подключены к первому и второму входам четвертого компаратора, выходы шестого и одиннадцатого множительных блоков к первому и второму входам пятого компаратора, выходы девятого и двенадцатого множительных блоков — к первому и второму входам шестого компаратора, причем выходы первого, второго и третьего компараторов подключены соответственно к входам первого логического элемента И, выход первого компаратора через логический элемент HF. а также выходы !етг!«ртов ! о и пятого ком!!а1 аторон непосредственно подключень! к соответствующим

5 входам нторогn:!oãè÷åãкс го элеменга

И выходы Второ! о и четB«pтого ком параторон через соответстнуюпги« инвертары, а выход шес тог о компара— тора непосредственно !!одключены к соответствующим входам четвертого логического элемента И, выходы третьего, пятого и шестого компараторов через соответствующие логические элементы НЕ подключены к соответствующим входам четвертого логического э Iåìåнта И, причем выхoä!! логических элементов И через логический элемент

ИЛИ подключены к выходному органу, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия формирователь сравниваемых величин выполнен в виде формирователя ортогональных составляющих компенсированных фазных напряжений и тока нулевой последовательности и снабжен дополнительно четырьмя выходами, причем первый выход формирователя сравниваемых величин подключен к первым входам первого, второго и третьего множительных блоков, второй выход — к первым входам четвертого, пятого и шестого множительных блоков, третий выход — к первым входам седьмого, восьмого и девятого множительных блоков, четвертый выход — к первым входам десятого, одиннадцатого и двенадцатого множительных блоков, пятый выход — к вторым входам четвертого, седьмого и десятого множительных блоков, ше40 стой выход — к вторым входам первого

Э восьмого и одиннадцатого множительных блоков, седьмой выход — к вторым входам второго, пятого и двенадцатого множительных блоков и восьмой выход — к вторым входам третьего, 45 шестого и девятого множительных блоков.

1381642 г

Составитель В.Белов

Редактор Т. Лазаренко Техред Л. Сердюкова Корректор Г.Решетник

Заказ 1190/52

Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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