Устройство для непосредственного определения расстояния до места короткого замыкания на линии с ответвлениями

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

СПИ АННЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ("> 479058 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02,12.72 (21) 1852476/24-7 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 30.07.75. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 27.02 76 (51) М, Кл. G 01г 31/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.61 (088.8) (72) Авторы изобретения А. И. Айзенфельд, А. А. Кудрявцев, А. П. Кузнецов, Г. М. Шалыт, Э. Я. Биркенфелдс, П. Е. Брунс и E. И. Окунцов (71) Заявители Всесоюзный государственный трест по организации и рационализации районных электростанций и сетей, Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики и Рижский опытный завод Латвэнерго (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

НА ЛИНИИ С ОТВЕТВЛЕНИЯМИ

Изобретение относится к устройствам для определения расстояния до места короткого замыкания на линии электропередачи по параметрам аварийного режима.

Известно устройство,для определения расстояния до места короткого замыкания на линии путем фиксации отношения двух электрических величин, содержащие два эталонных запоминающих конденсатора, включенных в цепи сравниваемых электрических величин и заряженных до напряжений, пропорциональных этим величинам, преобразователь напряжения, выполненный в виде вспомогательного конденсатора и переключателя, включенных в цепь запоминающего конденсатора и производящих дискретный циклический разряд запоминающего конденсатора порциями до заданного уровня, и счетчик импульсов, отсчитывающий число циклов разряда запоминающего конденсатора, являющееся функцией отношения контролируемых электрических величин.

Известное устройство имеет большую разрешающую сгюсобность и быстродействие.

Однако при использовании на линиях с ответвлениями известное устройство имеет погрешности из-за влияния тока ответвления.

Целью изобретения является повышение

2 точности и упрощение определения расстояния до места повреждения.

Поскольку между величиной погрешности и расстоянием до места повреждения существует пропорциональная зависимость, она может быть заранее рассчитана для каждой линии с ответвлением. Это позволяет вводить соответствующую коррекцию для компенсации погрешности измерения фиксирующего

1о омметра. Коррекция должна вводиться при коротких замыканиях на втором и последующих участках линии. Введение коррекции повышает точность измерения расстояния до места повреждения и упрощает определение места повреждения.

Для компенсации погрешности из-за влияния тока ответвления предлагаемое устройство дополнительно содержит корректор в виде конденсатора и управляемого ключа, 2р подключающего конденсатор в цепь вспомогательного конденсатора преобразователя при достижении выходной величиной заданного значения, соответствующего расстоянию до места ответвления.

При этом в качестве управляемого ключа могут быть включены аналоговый измеритель выходной величины, содержащий вспомогательный эталонный конденсатор, заряженный от источника стабилизированного наSO пряжения и разряжаемый циклически пере3 ключателем преобразователя напряжения, и реле, включенное в цепь эталон ного конденсатора и срабатывающее при снижении напряжения на кондецоаторе до величины, .пропорциональной расстоянию до ответвления линии.

Кроме того, для учета влияния нагрузки ответвления устройство содержит второй корректор в виде конденсатора, конъюнктора

«И» фотореле и ключа, подключающего конденсатор в цепь вспомогательного конденсатора при достижении выходной величиной заданного значения и срабатывании реле.

На фиг. 1 представлена блок-схема предложенного устройства, где BU, BI — блоки преобразования контролируемых величин напряжения U и тока I с эталонными конденсаторами С1 и С2; По — преобразователь напряжения, производящий с помощью вспомогательного конденсатора С8 циклический разряд эталонного конденсатора С1 порциями, пропорциональными величине напряжения эталонного конденсатора С2; CU — выходной счетчик импульсов; ОК вЂ” основной корректор, содержащий ключ К1 и конденсатор С4; BE, — вспомогательный корректор, содержащий ключ К2, конденсатор С5, коньюнктор «И» и фотореле Ф (вместо фотореле в схеме ВК может быть использовано реле тока, контролирующее рабочий ток линии или ответвления).

Для лучшего понимания сущности предложения ниже приводится описание примера конкретного выполнения устройства, предназначенного для определения места повреждения на линии с одним ответвлением при коротких замыканиях, связанных с землей.

На фиг. 2 дана схема предложенного устройства.

Устройство содержит трансформатор напряжения !, на первичную обмотку которого подается контролируемое минимальное фазовое напряжение (U <„„„,), трансформатор тока 2, в первичную обмотку которого подается контролируемый максимальный фазный ток, компенсированный током нулевой последовательности (14,„,„,+ К10), выпрямительные мосты 3 и 4, реле пуска и управления 5 с контактами 6 — 10 а, резисторы настройки

11 — 13, запоминающие конденсаторы 14 и 15 емкостью С1 и С2, вспомогательные конденсаторы 16 — 20 емкостью соответственно

СЗ вЂ” С7, переключатель 21 с контактами

22 — 26, элемент контроля уровня напряжения 27 на транзисторах 28 — 30, источники стабилизированного на пряжения 31 — 33 величиной U„,, „,, U„,, счетчик импульсов 34, измерительный элемент 35 с выходным контактом 36, фотореле 37 с выходным контактом 38.

Устройство действует следующим образом.

Во время короткого замыкания на линии

479058

4 срабатывает реле 5 и замыкает контакты 6, 8, 10 и !Оа.

При этом конденсатор 14 заряжается до напряжения UI = A< U >„,,,„, конденсатор 15—

ДО НЯ ПРЯЖЕНИЯ U2 = А, (1фмзкс + К010) а КОНденсатор 18 — до напряжения U „, где Аь

А2 и К0 — коэффициенты пропорциональности.

Спустя некоторое время после начала ко1О роткого замыкания (порядка 0,1 сек) реле 5 размыкает контакты 6, 10 и 8 через заданное время (порядка 2 сек) замыкает контакты 7 и 9 в цепи преобразователя напряжения.

Происходит заряд вспомогательного конден15 сатора 16 от запоминающего конденсатора 14 через транзистор 30 до напряжения

U0 U2+U„— U, и снижение напряжения на конденсаторе 14 до величины

У 11 Сз Рз 11

С, Кз+i где P3 — коэффициент усиления по току транзистора 30;

U, — падение напряжения на перехо25 дах база-эмиттер транзисторов 28 и 29.

При этом под действием тока заряда конденсатора 16 срабатывает переключатель 21 и контактами 22 и 23 отключает и закорачивает конденсатор 16.

Кроме этого, контактом 26 переключателя включается счетчик импульсов 34, который отсчитывает первый импульс, а контактами 24 и 25 подключается к конденсатору 18 вспомогательный конденсатор 19 и затем разряжаетсяя.

При этом напряжение на конденсаторе 18 снижается до величины с, U U„„, сз+ Сз

60 Счетчик 34 после цикла N отсчитывает еще N2 цикл, пока напряжение на конденсаторе 14 не снизится до величины: 10 12

Сз 6з

65 С, P+!

После возврата переключателя и замыкания его контакта 22 цикл повторяется.

При снижении напряжения на конденса45 торе 18 после очередного цикла N до заданной величины Ua,v срабатывает измерительной орган 35 и GBQHM,êîíòàктам 36 подключает к конденсатору 16 дополнительный конденсатор 17. При этом в последующие циклы увеличиваются порции разряда конденсатора 14. Последний за каждый цикл разряжается уже на величину

Сз+ С4 з у

0.

55 с1 (3+

Настройка измерительного элемента 35 на срабатывание в цикле NL осуществляется резистором 13.

479058

Сз+C, (>з — 10

Р>з+ 1 с, Сз Рзз

U1 + U0 VI 1 1>3-1- 1 с,+CÄ

0 2 с, Ps U

Риз+ 1

6з+1

Рз

= К

А, ЛI + Кс 2 К)) > фмии ф макс+ 1()о где и напряжение Ул) + U„„, подводимое к преобразователю напряжения, окажется равным порогу срабатывания переключателя U„.

Число импульсов, отсчитанных счетчиком, можно найти из равенства: откуда

N 1 К N +(г™) — )) Ct

1.о с, с, где К,= 1 з

При установке величин напряжений

UHl

С, 1»з+1 з Рз

Таким образом, цена одного деления счетчика на участке шкалы, характеризующем участок линии до ответвления, пропорциональна отношению контролируемых величин, а на уча ст1ке накалы соот1ветст1вующем линии за местом от1вет1вления иэменяет1ся лропорционально поправке, учитывающей влияние тока ответвления. При этом шкала обычного счетчика может быть проградуирована непосредственно в километрах длины линии.

Изменение коэффициента К, может производиться изменением соотношения емкостей конденсаторов 16 и 17, а наклон характеристики устройства — резисторами 11 и 12, Величина напряжения на конденсаторе 15 в конце счета остается практически неизменной, после N-го цикла это напряжение 2 72

С, 6, 1»,+1) фз+1)

Гдс 111 и (»2 — коэффнциси ы усII Ief f f1 f1 по току транзисторов 28 и 29.

При срабатывании фотореле 37, имеющего заданную уставку освещенности, и замыка5 нии его контакта 38 после срабатывания измерительного элемента 35 и замыкании его контакта 36 разряд конденсатора 14 производится порциями величиной

C + С4+ С-, Р)з

U0. с, 1».-+ 1

При этом цена одного деления счетчика изменяется на величину поправки, учитывающей изменение нагрузки ответвления.

Предмет изооретенпя

Устройство для непосредственного определения расстояния до места корот1кого замыкания на линии с ответвлениями по отношению электричеоких величин а ва р)ий)ного режима, содержащее два эталонных конден25 сатора включенных в цепи сравниваемых

) электрических величин, преобразователь напряжения, выполненный в виде вспомогательного конденсатора и переключателя, включенных в цепь эталонных конденсато30 ров, и счетчик импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения определения расстояния до места повреждения, оно содержит два корректора, каждый из которых состоит иа кон)денсатора с управляющим ключом, присоединяющим конденсатор параллельно указанному вспомогательному конденсатору, причем управляющий вход ключа первого корректора и один из входов логического элемента «И» второго корректора соединены с добавочным выходом указанного счетчика импульсов, управляющий вход ключа второго корректора соединен с выходом логического элемента

«И», а второй вход логического элемента «И» соединен с выходом фотореле.

2. Устройство по н. 1, отлича1ощееся тем, что, с целью повышения удобства эксплуатации, к выходу переключателя подключен аналоговый измеритель выходной величины, содержащий параллельно вк:11оченпые эта50 лонный конденсатор, циклический преобразователь напряжения и подключенное параллельно этому измерителю реле.

479058

1g 10а Р- г Я5

Составитель Г. Дамская

Техред 3. Тараненко

Редактор В. Левитов

Корректор Т. Гревцова

МОТ, Загорский филиал

Заказ 7688 Изд. № 1653 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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