Устройство для защиты линии электропередачи

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалмстических

Республик (11} 557454

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 16.11.70 (21) 1497224/07 с присоединением заявки _#_0 (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.05 77 Бюллетень Ме 17 (45) Дата опубликования описания 10.0877 (51) М. Кл. Н02Н 3/30

Н 02Н 7/26

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и DTKpbIòèй (53) УДК 621.316.925 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Левиуш, В. М. Стрелков и Г. М. Шалыт (71) Заявитель

Всесоюзный научно — иссле вательский институт электроэнергетики (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к устройствам для защиты линий электропередачи сверхвысокого напряжения.

Известны устройства для защиты линии электропередачи с зондирующими импульсами, содержащие логический и пусковой блок с генератором зондирующих импульсов, элементом "Запрет" и функциональным усилителем, подключенный к цепям высокочастотной обработки трех фаз линий, соединенный с блоком распределения, к m выходам которого подключены суммирующие блоки, последовательно соединенные с блоками сравнения, включенными через логические элементы ИЛИ и И в цепь управления выключателя линии. Известные устройс гва характеризуются недостаточной помехоустойчивостью, В преллагаемом устройстве с целью повышения помехоустойчивости зиптиты, между выходом функционального усилителя и блоком распределения включен дополнительный блок сравнения, к выходу которого подключен блок интегрирования, а между m выходами блока рас1тределения и входами суммируютцил блоков включены цепочки из элементов запоминания и пепедачи, а на m+ 1-ый выход блока распределения через цополнительныи элемен

"Запрет* включены входы запрета m элемiiтов передачи и вход блока счета тактовых импульсов, выход которого подключен к элементу "Запрет" логического и пускового блока, причем к упомянутому блоку интегрирования подключен второй блок сравнения, соединенный с дополнительным элементом "Запрет", а блок интегрирования и m элементов запоминания подключены к блоку стирания, соединенному с m+2-ый выходом блока рас1О пределения, и m блоков суммирования подключены к другому блоку стирания, включенному на выход блока счета тактовых импульсов.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

1т5 На линии электропередачи, подключенной выключателями 1 к шинам, предусмотрены цепи Bblсокочастотной обработки трех фаз линии 2, к которым подключен логический и пусковой блок защиты 3, Входные фильтры импульсного приемника 4 логического и пускового блока защиты 3 через блок 5 суммирования модулей соединены с пусковым органом 6, реагирующим на приходящие от места короткого замыкания электромагнитные волны. Выход пускового органа 6 через элемент д ИЛИ 7, выход и вход которого связаны через

557454

15 элемент "Запрет" 8, соединен со входом генератора 9 тактовых импульсов. Выход генератора 9 включен иа входы генераторов 10 и 11 зондирующих и распределительных импульсов соответственно. Выход генератора зондирующих импульсов объединен со входом логического и пускового блока защиты, что обеспечивает посылку зондирующих импульсов в линию. Частота следования распределительных импульсов не менее, чем в m+3 раза выше частоты тактовых импульсов, где m число независимых цепочек в системе распределения импульсов. На выход сумматора 5 включен функциональный усилитель 12, производящий усиление сигналов с коэффициентом, изменяющимся во времени по закону, обратному закону затухания импульсов в линии. Начало счета времени задают по цепи связи с выхода генератора 9 на управляющий вход усилителя 12.

На выход функционального усилителя 12 aomческого и пускового блока защиты 3 включен дополнительный блок сравнения 13, производящий сравнение поступающего на его вход напряжения с ч заданным уровнем, Сигнал на выходе блока 13 существует и неизменен, когда напряжение на его входе выше заданного уровня, и равен нулю, когда входное напряжение ниже указанного уровня.

Выход дополнительного блока сравнения 13 соединен с блоком распределения 14, который по цепи управления связан с генератором 11 распределительных импульсов логического и пускового блока защиты 3. К m выходам блока распределения 14 подключены m элементов запоминания 15. В каждый из m интервалов времени " где t„— время пробега волны вдоль линии, сйгнал с выхода блока 1 3 поступает на вход соответствующего элемента 15 в первый интервал на вход первого элемента 15, во второй — на вход следующего элемента 15 и т.д. Элементы 15 интегрируют и оперативно запоминают на Один такт зондирования длительности существования на своем входе сигналов от блока 13. Элементы передачи 16, включенные на выход элементов 15, производят передачу оперативно запоминавшихся в них величин на входы соединенных с элементами 16 суммирующих блоков 17. Блоки 17 в конце каждого такта производят суммирование поступающих на их входы сигналов от соответствующих элементов 15 через элементы 16 с ранее поступавшими туда в предшествующие такты сигналами.

Дополнительный элемент "Запрет" 18, включенный íà m+1»" выход блока 14, соединен со входами запрета m элементов передачи 16 и разрешает на m+1»" распределительный импульс передачу сигналов от элементов 15 к блокам 17. Блок счета тактовых импульсов 19 также включен на выход элемента "Запрет" 18, а его выход соединен с элементом "Запрет" 8 логического и пускового, блока защиты 3. При наборе заданного числа тактов зондирования "n" блок 19 возвращается в исходное

5I

60 состояние сам и возвращает в исходное состояние логический и пусковой блок защиты 3.

Блок стирания 20, включенный на m+20m выход блока 14, соединен с m элементами запоминания15 и производит стирание в этих блоках в конце каждого такта зондирования н m+2«распределительный импульс., Блоки сравнения 21, включенные на выход блрков }7, сравнивают просуммированное напряжение с заданным уровнем. Выходы блоков 21 объединены элементом ИЛИ 22, а выходы элемента

ИЛИ 22 и элемента ИЛИ 7 логического и пускового блока защиты 3 через элемент И 23 соединены с цепями управления выключателя линии. Блок стирания 24, подключенный на выход блока 19, соединен с m блоками 17 и выполняет стирание в этих блоках при возврате защиты.

На выход дополнительного блока сравнения 13 включен блок интегрирования25, который суммирует длительности наличия сигнала на выходе блока 13 в каждом такте. Блок 25 кроме того подключен к блоку стирания 20. Выход блока 25 включен на вход второго дополнительного блока сравнения 26, появление сигнала на выходе блока 26 указывает на наличие мощных импульсных помех на линии во время данного такта зондирования. Выход блока 26 соединен со входом запрет блока 18. Таким образом при появлении сигнала на выходе блока 26 через блок 18 не проходит сигнал разрешения передачи оперативно запоминавшихся величин из элементов 15 в бло ки 17, а также не проходит сигнал на блок счета тактовых импульсов 19, и соответствующий такт зондирования не засчитывается.

При отсутствии повреждения на линии или в прилегающей сети блок 6 не срабатывает и, следовательно, пуска защиты не происходит. Генерирование тактовых импульсов блоком 9 не происходит„ аналогично не происходит генерирования зондирующих импульсов блоком 10.

При возникновении внешнего повреждения срабатывает блок 6, что фиксируется на элементах

ИЛИ 7 и "Запрет" 8. Запускается генератор тактовых импульсов, и производится посылка в линию зондирующих импульсов. Высокочастотная обработка линии с обеих сторон выполнена так, что оба конца линии представляют собой согласованное сопротивление на частоте заполнения зондирующих импульсов. При этом отраженных импульсов практически нет, и блок 13 не срабатывает. Для того, чтобы зондирующий импульс не воспринимался как отраженный, первый распределительный импульс блока 11 поступает по отношению к зондирующему импульсу с задержкой, равной длительности зондируницего импульса, что создает мертвую зону. С целью исключения мертвой зоны в начале линии на входе пускового и логического блока 3 могут быть установлены три одинаковых линии задержки с временем, несколько первышающим длительность зондирующего импульса.

55 454

Поскольку блок 12 не срабатывает в элементах 15 н блоках 17, не происходит запоминания и накопления, при этом ни один из блоков 21 не может сработать. Защлта не срабатывает и возвращается, к>-,=ца блок счета тактовых импульсов 19

» » набирает заданное число тактов n .

При возникновении повреждения на защищаемой линии также срабатывает блок 6, что фиксируется блокамп 6 и 7. Пускается генератор тактовых импульсов 9, При каждом тактовом импульсе в каждую фазу линии поступает один зондирующий иьжульс и запускается блок 11> генерирующий последовательность из nl+2 распределяющих импульсов, где Al — число отрезков време и, на которое разбиваегся время двойного пробега импульсов вдоль лик и. Соотношение между амплитудами зондирующих импульсов в .фазах линии выбирается, исходя из обеспечении наибольшей чувствительности защитьь

Отраженные от ме ста п овре>>>дешщ импульсы приходят в фильтры импульсного приемника 4, проходя блок 5, производящий суммирование модулей, отраженных по трем фазам линии импульсов, и попадает в блок 12, где усиливаются с коэффициентом, изменяюшимся во времени по закону, обратному закону затухании. Начало отсче-! та времени задается тактовыми импульсами блока 9, подаваемыми в блок 12, В блоке 13 производится сравнение сумм модулей., отраженных импульсов с заданным уровнем„-соответствующим минимальной величине сигнала Ч„„„, на выходе блока 12 при наиболее неблагоприятном виде и месте короткого замыкания. Сигналы с выхода блока 13 поступают на вход блока 14, выполняющего распределение этж: сигналов по временн приема по элементам 15, осуществляющим интегрирование и оперативное запоминание на один такт зоццирования длительности выше указанных сигналов.

Если на 3 защищаемой линии есть повреждение, то отраженный от него импульс приходит после зондирующего спустя некоторое время, одинаковое для всех тактов зондирования. Положим, что это время приходится на i-тый интервал разбиения времени приема. Тогда при каждом такте соответствующий элемент 15 будет интегрировать и запоминать длительность срабатывания блока 13 от отраженного импульса, причем после каждого такта (на

m+2o" распределительный импульс) эта информация будет стираться блоком 20.

Если нет сигнала на выхоце блока 26 (импульсные помехи отсутствуют), тс íà пп- 1"" распределительньй импульс элемента 16 производят передачу оперативно запоминавшихся величин из элемента 15 на суммирование в соответствукицие блоки 17. Поэтому в блоке 17 в каждом такте будет происходить увеличение напряжения, соответствующее суммарной длительности превышения выше указанных величин, Когда; эта суммарная длительность превысит пороговую величину ktu олока

Z1 (i), где К удовлетворяет неравенству i(k(n, последний подает сигнал на блок 22 ("ИЛИ"), При наличии сигнала на выходе блоков 7 и 22 блок 23 подает импульс на отключение защищаемой линии.

Одновременно с передачей сигналов из элемеитоь 15 в блоки 17 через элементы 16 поступает счетный импульс на счетчик тактовых импульсов.

От длительных флуктуационных помех защита отстроена по чувствительности (блоки 6 и 13). При появлении на линии в месте установки защиты мощных импульсных помех, например при коммутации разъединителя, ее пусковой орган — блок б может придти в действие и пустить защиту. Запус\

> каются генераторы тактовых 9, зондирующих тО и распределительных 11 импульсов. Bc . . лик.".. ив повреждена, то отраженные сигналы отсутствуют, однако на выходе блока 5 могут появляться импульсные помехи, которые вызовут срабатывание блока 13. При этом, если количество импульсои помехи в течение времени приема за один такт зондировмия будет велико, блок 25, интегрирую. щий длительности сработанного состояния блока 13 за один такт, накопит величину, превышающуа заданную, блок 25 сработает и запретит передачу информации от элементов 15 к блокам 17, а такха счет тактового импульса блоком счета 19. В случив же одиночных импульсных помех (помеха как бы имитирует отраженный импульс), когда блок 26 ив срабатывает„помеха передается от элементов 15 и блоки, 7, однако вследствие независимости ее попадания от зондирующего импульса в различиыв такты, длительность срабатывания блока 13 будет интегрироваться и запоминаться различными злементамн15, а поэтому не будет накапливаться и блоках 17. Таким обра-îì,,ложной работы защиты вследствие воздействия помех не произойдет.

При возникновении короткого замыкания иа линии в первые 3 — 4 мсек существуют помехи высокого уровня и защита работой блоков 25, 26 и 18 "àáëîêèðîâàíà. Для линий 600 км время двойного пробега составляет 4,0 мсек. При и= 5 и K=3 полное время срабатывания защиты будет составлять 12 — 20 мсек. Большая величина соответствует случаю повторения одного-двух зондирующих импульсов, например, из-за наличия помех или срыва отраженного сигнала. При уменьшении длины линии почти пропорционально уменьшается время срабатывания защиты.

Формула изобретения

Устройство для защиты линии электропередачи с зопдирукпл ми импульсами, содержащее логический и пусковой блок с генератором зондирующих импульсов, элементом "Запрет" и фуьпсциональным усилителем, подключенный к цепям высокочастотной обработки трех фаз линий, соединенный с блоком распределения, к m выходам .которого подключены суммирующие блоки последовательно соединенные с блоками сравпсния. включенными через логические элементы ИЛИ н И в цепь управле557454

Составитель JJ. Корнеева

Техред И. Асталош

Редактор В. Фельдман

1 оРРектор Н. 3олотовская

Тираж 917 Подписное

ЦНИИПИ Гасударственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьпий

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

3 а к а з 8 68/63

Филиал ППП" Патент ", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ния выключателя линии, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це, ею ловьппени, помехоустончивости защиты, между выходом функционального усилителя и блоком распределения включен дополнительный блок сравнения, х выходу которого подключен блок интегрирования, а между m выходами блока распределения и входами суммирующих блоков включены цепочки из элементов запоминания и ..ередачи, à íà m+1-ый выход блока распределения через дополнительный элемент Запрет™ включены входы запрета m элементов передачи и вход блока счета тактовых импульсои, выход которого подключен к элементу "Запрет" логического и пускового блока, причем к помянутому блоку интегриро-. вания подключен второй блок сравнения, соединенный с дополнительным элементом "Запрет", а блок интегрирования и m элементов запоминания подключены к блоку стирания, соединенному с m+2-ым выходом блока распределения, и m блоков суммирования подключены к другому блоку стирания, включенному на выход блока счета тактовых импульсов.