Устройство для дистанционной защиты

 

Союз Соввтских

Социеяистичвскик

Рвспублик (6)) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлена 010277 (21) 2448594/24-07 с присоединением заявки МоГосударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 250480. Бюллетень Мо 15

Дата опубликования описания 30. 04 ° 80 (72) Авторы изобретения

В. К. Ванин, Г. И. Павлов, A. И. Сафонов и A. И. Таджибаев (71) Заявитель

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ

Устройство дистанционной защиты относится к области автоматизации энергетических систем и предназначено для защиты линий электропередач от всех видов междуфаэных коротких замыканий.

Известны устройства дистанционной защиты, содержащие измерительные ор- ганы, элементы логики и исполнительный орган (1), (2). Такие дистанцион-,(, ные защиты не удовлетворяют требованиям селективности и надежности при сложных повреждениях в энергосистеме.

Использование блокировок при качаниях в энергосистемах, основанных на приме" нении двух измерительных органов раз-.>5 ной чувствительности, может привести к неправильной работе при наложении коротких замыканий в зоне на качания, а фиксация срабатывания реле с целью уменьшения влияния переходного сопро-2О тивления может привести к излишнему срабатыванию. Выполненные на пассивных элементах устройства имеют низкую точность и унификацию узлов, большие вес и габариты.

Иэ известных устройств дистанционной защиты наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройст-go во дистанционной защиты, содержащее измерительные и пусковой органы, элементы ИЛИ, схему логических соедине" ний, охваченной обратной связью, элемент Время и исполнительный орган„ причем входы измерительных органов через элемент ИЛИ и выход пускового органа подключен ко входам схемы логических соединений, выход которой через элемент Время подключен к исполнительному органу (3).

Рассматриваемое устройство дистанционной защиты,. обладая хорошей отстройкой„. от нагрузки, может отказать, при наличии в месте короткого замыкания значительного переходного сопротивления ° Устройство, кроме того, подвержено качаниям.

Целью изобретения является повыше- ние надежности путем исключения ложного срабатывания при наложении короткого замыкания "на качания.:

Это достигается тем, что устройство для дистанционной защиты, содержащее измерительные органы,,которые своими входами подключены к преобразователям токов и напряжения, а выходаМи через элемент ИЛИ, логнческий блок с обратной связью и элемент Время подНапряжения, пропорциональные разностики срабатывания в комплексной плоскости сопротивлений. Причем выходы из- 0

S5

65 ключены к исполнител ному органу, и второй элемент ИЛИ, снабжено управляемым генератором блокирующего сигнала, вход которого подключен через второй элемент .ИЛИ к дополнительному выходу измерительных органов, а выход — ко второму входу логического блока, в обратную связь которого введен ключ.

На фиг. 1 представлена схема устройства дистанционной защиты; на фиг. 2 — график характеристики срабатывания измерительных органов. устройство дистанционной защиты содержит преобразователи 1 входных токов и напряжений, измерительные органы 2, 3 и 4 блок 5 для контроля исправности вторичных цепей измерительного трансформатора напряжения, элементы ИЛИ 6 и 7, логический блок 8, состоящий из компаратора 9, ключа 10, диодов 11-15 и резисторов 16-18, управляемый генератор 19 блокирующего сигнала, состоящий из. операционного усилителя 20, транзистора 21, диода 22, конденсаторов 23/,24 и резисторов 25, 26, элемент Время 27 и исполнительный орган 28.

Измерительные органы имеют основную (позиция 29) и дополнительную (позиция 30) характеристики срабатывания в комплексной плоскости сопро тивлений (см. фиг. 2) .

Разные напряжения Ug g Ug UI и токи lA, ?в, I, а также напряжение

3U и фазное напряжение U<< обмоток, соединенных в незамкнутый треугольник (если имеется вывод), подаются в преобразователи 1 тока и напряжения.

Здесь происходит преобразование входных величин и формирование напряжений, пропорциональных разности фазных ( токов и линейным напряжениям. Преобразователи 1 могут представлять собой промежуточные трансформаторы, включенные в цепи измерительным трансформатором, и другие согласующие устройства. ти фазных токов и линейным напряжениям, поступают на входы измерительных органов 2, 3 и 4, имеющих основную (29} и дополнительную (30) характерисмерительных органов с основной характеристикой срабатывания (29) подключены к элементу ИЛИ 7, с дополнительной характеристикой 30 — к элементу

ИЛИ б.

При коротких замыканиях, когда сопротивление на зажимах одного или нескольких измерительных органов попадает в область (29) комплексной плоскости сопротивлений, сигналы срабатывания поступают на оба элемента ИЛИ б и 7 одновременно, При этом элемент

ИЛИ 7 вырабатывает напряжение срабатывания, подает его на вход блока 8, который, изменяя полярность напряжения на выходе, запускает элемент Вре2Ь

40 мя 27. Элемент 27, срабатывая с выдержкой времени, подает напряжение на вход исполнительного органа.

B исходном состоянии напряжение на выходе элемента ИЛИ 6 отрицательно и транзистор 21 управляемого генератора блокирующих импульсов открыт. Потенциал инвертирующего входа операционного усилителя 20 равен при этом нулю. На его неинвертирующий вход по.ступает отрицательное напряжение элемента ИЛИ б, который удерживает операционный усилитель 20 в режиме отрицательного ограничения, В этом режиме диоды 15 и 22 закрыты и на вход компаратора 9 блока 8 не поступает напряжение блокировки. После поступления сигнала срабатывания на вход элемента

ИЛИ 6 последний изменяет полярность выходного напряжения на положительную, в результате транзистор 21 закрывается, а операционный усилитель 20 переходит в режим положительного ограничения. Диоды 15 и 22 открываются, при этом положительный сигнал блокировки поступает на вход компаратора 9. Открывается диод 22, замыкает отрицательную обратную связь операционного усилителя 20, и конденсатор 24 начинает заряжаться. B результате заряда конденсатора 24 потенциал инвертирующего входа операционного усилителя

20 возрастает до величины напряжения на неинвертирующем входе, после чего операционный усилитель 20 переходит в режим отрицательного ограничения.

Таким образом, длительность блокирующего сигнала зависит от времени заряда конденсатора 24 и может регулироваться резистором 26.

Если напряжение элемента ИЛИ б вернется к исходной отрицательной полярности раньше, чем напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 20 нарастет,до напряжения. на его не инвертирующем тходе, то последний переходит в режим отрицательного ограйичения вместе с изменением полярности напряжения на выходе элемента ИЛИ б.

Напряжеиие с выхода элемента ИЛИ б поступает, кроме того, на управляющий вход ключа 10. Если управляющее напряжение с выхода ИЛИ б положительно, то диоды 11 и 13 открыты, а

12 и 14 закрыты, коэффициент передачи ключа равен — . Если же управляи ющее напряжение отрицательно и выполияется условие тите у ф -t то виолы

l2 и 14 открываются, а 11 и 13 закрываются, и выходное напряжение ключа становится равным нулю, (0 6 — управляющее напряжение ключа, подаваемое на входной резистор 16, U — управляемое напряжение ключа, подаваемое на входной резистор 17).

Таким образом, при коротком замыкании в области (29) положительное напряжение элемента ИЛИ б открывает

729723 ключ 10 и замыкает с учетом знака коэффициента передачи положительную об- ратную связь компаратора 9, что поэво" ляет самоудерживать компаратор 9 в сработанном состоянии даже и после прихода сигнала блокировки управляемого генератора 19. В то же время при выходе величины сопротивления на зажимах измерительного органа за пределы характеристики (29) (например, при увеличении сопротивления дуги в месте короткого замыкания) элемент 8 благодаря наличию напряжения с выхода ключа 10 находится в сработанном состоянии до тех пор, пока управляющее напряжение с выхода элемента ИЛИ б не закроет ключ 10, т. е. пока сопротивление на зажимах измерительного органа не выйдет за пределы характеристики 30.

Запаздывание в генератор 19 вносится подключением к не инвертирующему входу операционного усилителя 20 КоНденсатора 23. Время запаздывания при этом определяется переменным резистором 25.

В режиме качаний срабатывает сна- 25 чала элемент ИЛИ б и запускается управляемый генератор 19, который вырабатывает блокирующее напряжение, подаваемое на вход элемента 8. Через некоторое время срабатывает элемент ИЛИ

7 и подает на другой вход блока 8 напряжения срабатывания, которого в этом случае оказывается недостаточным для срабатывания из-за наличия напряжения блокировки с выхода генератора 19. Как35 только величина сопротивления выйдет за пределы характе.-истики (30) элеФ мент ИЛИ 6 запирает генератор 19 бтрицательным напряжением. В таком режиме возможен случай, когда после попадания сопротивления из-за качаний в область характеристики (30) происходит короткое замыкание в области (29), тогда напряжение управления генератором 19 с выхода элемента ИЛИ б будет иметь положительную полярность, что 45 может привести к отказу устройства.

Однако управляемый генератор 19 через время, обусловленное зарядом конденсатора 24, возвращается в режим отрицательного ограничения и деблокирует 50 блок 8, что приводит к срабатыванию последнего из-за наличия напряжения срабатывания с выхода элемента ИЛИ 7.

При возникновении повреждения в цепях напряжения происходит срабатывание блока 5 контроля, которое надежно блокирует блок 8 каким бы ни было его исходное состояние.

Предлагаемое устройство позволяет надежно отстроиться от качаний в том числе и в сетях с существенной несимметрией в нормальном режиме. Устрой.»; ство не приводит к отказу при наложении короткого замыкания в зоне на качания и обеспечивает селективную фиксацию срабатывания устройства °

Формула изобретения

Устройство для дистанционной защигы, содержащее измерительные органы, которые своими входами подключены к преобразователям токов и напряжения „ а выходами через элемент ИЛИ,логический блок с обратной связью и элемент

Время подключены к исполнительному органу, и второй элемент ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем,исключения ложного срабатывания при наложении короткого замыкания на качания, введен управляемый генератор блокирующего сигнала, вход которого подключен через второй элемент ИЛИ к дополнительному выходу измерительньи органов, а выход — ко второму входу логического блока, в обратную связь которого введен ключ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Федосеев A. М. Релейная защита электрических систем. М., Энергия, 1976.

2 ° Авторское свидетельство СССР

9 538450, кл. H 02 H 3/40 Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки, 9 45, 197б.

3. Кочетов В. В.,Левиуш А. И., Сапир Е. Д. Одноступенчатая дистанционная защита на полупроводниковых приборах. Электрические станции Р 11, 1962, с. 75 — 80.

Составитель Т. Щеголькова

Редактор В. Фельдман Техред И.Асталош Корректор М.Пожо

Заказ 1298/48 Тираж 283 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.. ужгород, ул . Проектная, 4