Устройство для высокочастотной дифференциальной защиты электрических линий

 

Класс 21с, 68„

СССР

ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;

К ABTOPGKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3арегистрировано в Бюро изобретений Гогллана СССР

К. В. Шумятский и Г. В. Микуцкий

Устройство для высокочастотной диференциальной защиты электрических линий

Заявлено 8 февраля 1941 года в Народный комиссариат электростанций СССР за № 42110 (305544) Опубликовано 31 мая 1947 года

Предметом изобретения является устройство для высокочастотной диференциальной защиты электрических линий с использованием фильтров

1, + Й1„ основанное на сравнении фаз и амплитуд отфильтрованного тока на концах защищаемого участка.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что с целью многократного использования высокочастотного канала связи для сравнения векторов выходных напряжений фильтров на концах линии использована встречная одновременная передача их на двух несущих высоких частотах, каждая из которых модулируется тональной, а последняя— промышленной частотой.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, на которой показана схема устройства для одного из концов защищаемого участка линии. На фиг.

2 — б показаны кривые модулированного тока.

К трансформаторам тока подключен обычным способом фильтр 1,+

+ kIo. Выход фильтра подается на два трансформатора Тр-1 и Тр-2.

Трансформатор Тр-1 работает на модулятор (лампа Л,). Благодаря выи рямляющему действию лампы Л на сопротивлении R создаются выпрямленные полуволйы тока промышленной частоты. Величина этих полуволн пропорциональна напряжению на выходе фильтра 1, + kl,. На сетку модуляторной лампы Л, через трансформатор подана звуковая частота от звукового генератора 1, которая и модулируется током промышленной частоты.

На выходе модуляторной лампы Л, получается ток звуковой частоты, модулированный током промышленной частоты, причем результирующий модулированный ток имеет несинусоидальную форму. На фиг. 2, 3 и 4 показаны модулированные колебания при коэфициентах модуляции порядка, соответственно, 30, 70 и 100о, .

На кривой на фиг. 4 видно, что даже при увеличении напряжения тока промышленной частоты на выходе фильтра 1, + klo выше того значе1б7 № 68494 ца линии, и напряжение со и при котором получается ф его конца линии, поступающее оэфи ного конц от и 100О/, последний своего кон гм 100 / де ек орной ла ы Л xeMa cp б"

Е ли несинусоидальные колебания, нен и ва послесли н ных кривых, довательно тик сопоказанные на приведеннь Р бра ный из меднозакислых выпрят б ет тора

Ролучен

Вып ям нечет"Uх гармоник Что ы полу н ю бмотку 7 раб г р П б ной частоты, необходимо убрать все рал ает выпрямительный мостик, выпрямленряжение от которого д рабочую обмотку рабо е р ду яци Рзо

1 k1 плочены ы ы бб ф"

7 овой ча- сравнения отличались на 180 . Ри

Р У оду б етп ило— под модулят

Top BbIcoKoH астоты (генера) ду р

Рию Рез тормозную обмотку 7 будет,ечь св б щой Т0К BpPI1i TcTBpolllBA замыНа противоположном конц б ю контактов реле. В р высокая частота после на р ст оенного канию б ет т ом подключ на эта обмотка прямленное напряжение звуковой ча нап стоты подается на фильтр за него на стабилизатор напряжения 5

В этом случае на трансформаторах ста абилизатора является получение молированного тока звуково и часто- схемы ельно дулир постояннои амплитудо ой. Послед- будут сов м мостиб нения за ухания линии при оло- ке нм я н лю б лампы типа ез тока, в ок. ествляется посредством ла ю обмотку 8 будет течь то(. щес нап яже- чую о а иты, «в

П пов еждении п зоне m н входе ста илизатора в р

20 аз ри зания н е изменяется в случае о ен иальнапряжение на его выходе и щита действует, как диференц п яжение ная. Здесь могут быть два предельных

После стабилизатора напряжены подается на выпрямитель ( ток питаемый конец линии сохран аняет нана выхо де которого по у ае ся ок питае ан алее этот правление и б про ток подается на ф зовы" РР ко ектор б, тока, и ) близок го является кор- на пи назначением которого яв ига появляю- к нулю. лиро- Пр ы мальном токе в линии коэфици нт модуляции подбирается рав ым 40 — 50 / и при токах предатчика. аетс;. на- вышающих нормальный в 2 — -2,5 р а, в 2 — -2 5 раза, схему сравнения подает- пряжение, принятое с противополож- этот коэ и

168

1000 При повреждении на линии, чается постоянное напряжение, равотносящемся к первому случаю, на ное напряжению íà R,C;, но обратодном трансформаторе схемы сра- ное по знаку. Напряженйе смещения внения напряжение будет максималь- на сетку лампы Л выб ан ным, а на гом— дру о — равно, примерно, чтобы обусловленный им анодный ток половине максимального, причем фа- был недостаточен для с аб зы этих нап я ряжении будут отличать- реле 10. При постоянном напряжении мит л ся на 180 . В этом случае к выпря- на выходе фильтра I + kl, напряена тельным мостикам будет прило- жение смещения лампы Л б ж геометрическая разность напря- лено только начальным смещением, жений трансформаторов. Витки ра- так как при любых значениях набочей и тормозной обмоток соразме- пряжения на выходе фильтра напря6 удут равны рены так, чтобы реле при этих ус- жения íà Р С и Я С б ловиях замыкало свои контакты. и обратны по знаку.

Очевидно, что при таком подборе В момент аварии произойдет скачвитков рабочей и тормозной обмоток кообразное повышение напряжения реле будет работать и при поврежде- на выходе фильтра I + И . П о р

Возрастет нии, относящемся ко второму слу- этом напряжение íà R,Ñ до своей номинальной величины пракне 6 т

При сквозных повреждениях реле тически мгновенно так как е уде "àìûêàòü контактов,,так сатор С, заряжается через малое как в этом случае токи на обоих кон- внутреннее сопротивление диодов Л, цах линии одинаковы, напряжения и Л . Напряжение а R C; 6

9 на обоих трансформаторах схемы нарастать медленно, так как конна 180 . сравнения равны, а фазы отличаются денсатор С заряжается ч р б шое сопротивление R,. Таким обраОт трансформатора Тр-2 напряже- зом, на сетку лампы Л будет подано ние промышленной час-,оты (после положительное напряж яжение, равное фин Тра 1 + Йl, ) пода тся на пу- разности напряжений Я6С сковой орган 9, назначением которого и пусковое реле 10 в аноднои цепи JI, является включение защиты лишь сработает. Пусковое реле будет ев момен повреждения на линии. жать свои контакты замкнутыми у и до усковои орган .; несет функции тех пор, пока напряжение на R.,C; запуска выс к-...-; т;,-ной аппаратуры не возрастет до номинальной величин момент;. -.ар:и VoHTaKTü, пуско- ны. Постоянная времени СЯ 6вог о реле /О включены последова- рана таким образом, чтобы время,, подотельно с контактами рабочего реле которое пусковое реле держит свои так, что п,а пусковое реле не замк- контакты замкнутыми, было равно, нет свой ш-.акт, защита сработать примерно, 0,2 сек. не сможет. При скачкообразном уменьшении

Действие пускового органа осно- напряжения на выходе фильтра 1, -+уменьвано на том, что в момент аварии + И„напряжение на СЯ на выходе фильтра 1, + kl будет шается быстрее, чем напряжение на мгновенный подъем напряжения, ко- Р,С, (за счет разности постоянных торый вызовет срабатывание пуско- времени R Ñ, и R С ). На сетке вого реле. лампы Л, оказывается, как и в

Трансформатор Тр-2 имеет две вто- первом случае, дополнительное наричных обмотки. Одна из них подает пряжение, и пусковой орган срабанапряжение на лампу JI,, другая тывает. на ла пы Л, и Л;. На гридлике Преимущества предлагаемого ус R,- — С; получается постоянное напря- ройства сводятся к следующему: жение, пропорциональное амплитуде 1. Защита реагирует только на ток напряжения на выходе фильтра. По- повреждения. лярность этого напряжения такова, 2. Защита не реагирует на качания. н с. На что на сетку лампы Л, подается ми- 3. Благодаря применению т нус. а сопротивлении R,C., полу- ной частоты значительно уменьшается

169

¹ б8494

Фиг. 1

170 напряжение помех. Напряжение наиболее мощных помех, имеющих форму пик, как известно, пропорционально ширине канала, т. е. Е„,„= k Л/.

При передаче сигналов защиты обычным способом на высокой частоте ширина канала определяется аппаратурой подключения постов защиты к линии и настраивающимися контурами, которые дают ширину канала по обе стороны от несущей на 2500—

3000 герц. Следовательно, общая ширина канала получается: Hfdf =

= 5000 — 6000 герц. При передаче сигнала защиты с применением звуковой частоты ширина канала определяется А/, = 100 — 120 геру. Таким образом, отношение величины напряжения помех при передаче сигналов защиты непосредственно на высокой частоте к такой же величине при передаче на звуковой частоте составит:

Е„,, /сА fb А fb 6000 т. е. величина напряжения помех при передаче сигналов защиты посредством звуковой частоты в 50 раз меньше, чем при передаче их непосредственно на высокой частоте.

4. Применение звуковой частоты позволяет использовать один и тот же пост для защиты двух параллельных линий и для передачи сигналов, например, трех-четырех каналов телемеханики, или позволяет совместить пост связи с постом защиты на одной несущей высокой частоте.

Предмет изобретения

Устройство для высокочастотной диференциальной защиты электрических линий с использованием фильтров 1, + К1„ основанное на сравнении фаз и амплитуд отфильтрованного тока на концах защищаемого, участка, о т л и ч а ю щ е е с я темчто с целью многократного использования высокочастотного канала связи для сравнения векторов выходных напряжений фильтров на концах линий использована встречная одновременная передача их на двух несущих высоких частотах, каждая из которых модулируется тональной, а последняя — промышленной частотой.