Устройство для проверки исправности отключенной высоковольтной линии электропередачи

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i i) 769677

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.01.78 (21) 2569973/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (51) М. Кл.з

Н 02 Н 11/00

Государственный комитет

СССР (53) УДК 621.316.925 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения Л. И. Брауде, В. П. Коваленко, В. М. Стрелков, Г. Г. Фокин, Г. М. Шалыт и Г. Г. Якубсов (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики Л4

%.

1 и Р. 1 (., (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ ИСПРАВНОСТИ,.

ОТКЛ1ОЧЕННОЙ BbtCOKOBOJIbTHOA JIHHHH -;,:, 1", ;РуЩУ,;:R, ЭЛ ЕКТРО П ЕР ЕДАЧ И б 0% 1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам релейной защиты и автоматики энергосистем. Оно предназначено для проверки исправности линии электропередачи как перед автоматиче- 5 ским повторным включением (АПВ), так и перед включением от руки.

Известно устройство, в котором осуществляется посылка в ВЛ и одновременно в модель ВЛ монополярных зондирующих 10 импульсов и сравнение их в дифференциальной схеме (1).

Основными недостатками этого устройства являются малая эффективность использования монополярных импульсов, 15 а также сложность моделирующей системы, требующей индивидуального подбора для каждой обслуживаемой ВЛ, в результате чего устройство не нашло применения. Кроме того, имеется зона нечувстви- 2О тельности («мертвая зона») вблизи дальнего конца ВЛ.

Известно также устройство для автоматического определения расстояния до места короткого замыкания, которое мож- 25 но использовать для проверки исправности отключенной высоковольтной линии электропередачи (2).

Подобные устройства иногда используются для проверки исправности линии 30 перед ее включением от руки, причем на достаточно протяженных линиях такая аппаратура устанавливается с двух сторон линии (3). Такое устройство посылает в линию одиночную серию зондирующих импульсов и по времени прихода отраженных импульсов определяет место повреждения.

Основными недостатками известного устройства являются наличие «мертвой» зоны, медленное действие и ограниченность предельной протяженности контролируемой линии, а также однократность зондирования.

Наличие «мертвой» зоны в конце линии обусловлено невозможностью отличить отражение зондирующих импульсов от конца исправной н поврежденной линии и приводит к возможности включения выключателя на устойчивое короткое замыкание.

Устройство работает однократно, посылая одну серию зондирующих импульсов и проверяя состояние линии в какой-то один достаточно короткий интервал времени.

Поэтому при АПВ проверку состояния линии необходимо производить, спустя значительное время после ее отключения.

Предельная протяженность контролируемой ВЛ ограничена дальностью действия одного полукомплекта устройства — прото769677

15 типа из-за затухания высокочастотного сигнала. Поэтому в ряде случаев при длине линии 300 км она может оказаться недостаточной.

Устройство недостаточно надежно в работе.

Цель изобретения — повышение надежности, быстродействия, исключение «мертвой» зоны и увеличение предельной протяженности и контролируемой линии, путем использования многократного зондирования и взаимодействия обоих полукомплектов.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для проверки исправности отключенной высоковольтной линии электропередачи, оборудованной на каждом конце блоком АПВ, системой присоединения и выключателем с блоком включения, реле положения «отключено» (РПО) и реле команды «включить» (РКВ), содержащее на каждом конце линии блок пуска, блок управления, генератор зондирующих импульсов, блок линии задержки, приемник и анализатор импульсов, блок исправности ближней зоны, блок сигнализации «запрет включения», ключ пуска, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, при этом ко входам первого элемента ИЛИ подключены выходы реле РКВ и через ключ пуска запускающий выход блока

АПВ, выход первого элемента ИЛИ соединен с запускающим входом блока пуска, запрещающий вход блока исправности ближней зоны соединен с выходом анализатора импульсов, а основной вход — с мгновенным выходом блока пуска, к первому выходу блока управления подключен генератор зондирующих импульсов, ко второму — первый вход анализатора импульсов, выход генератора зондирующих импульсов соединен со входом блока линии задержки, первый выход которого подключен к системе присоединения, а второй— ко входу приемника импульсов, выход которого подключен ко второму входу анализатора импульсов, выход реле РКВ соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен ко входу блока включения, дополнительно снабжено генератором управляющих импульсов, блоком исправности дальней зоны, блоком дистанционного пуска, вторым элементом И и ключом разрешения включения, причем выход реле РПО соединен с разрешающим входом блока пуска, мгновенный выход которого подключен к останавливающему входу блока дистанционного пуска и ко входу генератора управляющих импульсов, выход которого соединен с первым входом блока управления, выход блока исправности ближней зоны подключен ко входу управления частотой следования блока управления и к первому входу второго элемента И, ко второму вхо20

Зо

65 ду которого подключен выход блока исправности дальней зоны, запрещающий вход которого соединен со вторым выходом блока управления, а основной вход параллельно с основным входом блока дистанционного пуска — к выходу приемника импульсов, выход второго элемента И соединен со вторым входом первого элемента И, с останавливающим входом блока пуска и через ключ разрешения включения с разрешающим входом блока

АПВ, выход блока дистанционного пуска подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ, замедленный выход блока пуска соединен с запрещающим входом блока АПВ и входом блока сигнализации

«запрет включения».

Кроме того, в предлагаемом устройстве блок пуска может быть выполнен состоящим из третьего и четвертого элементов И, второго элемента ИЛИ, первого и второго элементов «запрет», первого и второго элемента «задержка на срабатывание» и первого элемента «задержка на возврат», причем выход третьего элемента И подключен ко входу первого элемента «задержка на возврат», выход которого соединен с основными входами первого и второго элементов «запрет» и с первым входом четвертого элемента И, выход первого элемента «запрет» соединен со входом первого элемента «задержка на срабатывание», выход которого подключен к первомувходу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен ко второму входу четвертого элемента И, выход которого соединен с запрещающим входом второго элемента

«запрет» и со вторым входом второго элемента ИЛИ, запрещающий вход первого элемента «запрет» соединен со входом второго элемента «задержка на срабатыва.ние», выход которого подключен к третьему входу второго элемента ИЛИ, при этом разрешающим, запускающим и останавливающим входами, мгновенным и замедленным выходами блока пуска являются соответственно первый и второй входы третьего элемента И, вход второго элемента «задержка на срабатывание», выход второго элемента «запрет» и выход первого элемента «задержка на срабатывание».

Блок исправности ближней зоны может быть выполнен состоящим из второго элемента «задержка на возврат», третьего элемента «задержка на срабатывание» и третьего элемента «запрет», к основному входу которого подключен выход третьего элемента «задержка на срабатывание», а к запрещающему входу — выход второго элемента «задержка на возврат», при этом основным и запрещающим входами и выходом блока исправности ближней зоны являются соответственно вход третьего элемента «задержка на срабатывание», 769677 вход второго элемента «задержка на возврат» и выход третьего элемента «запрет».

Блок исправности дальней зоны может быть выполнен состоящим из последовательно включенных четвертого элемента

«запрет», анализатора частоты следования импульсов и третьего элемента «задержка на возврат», причем основной вход четвертого элемента «запрет» подключен к выходу приемника импульсов, а запрещающий вход — ко второму выходу блока управления.

Кроме того, блок дистанционного пуска может быть выполнен состоящим из последовательно включенных счетчика числа импульсов и четвертого элемента «задержка на срабатывание», причем два входа счетчика являются основным и останавливающим входами блока дистанционного пуска, а выход элемента «задержка на срабатывание» вЂ” выходом этого блока.

На фиг. 1 — 3 представлены структурные схемы предлагаемого устройства; на фиг. 4 — временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит линию электропередачи 1, шины подстанции 2, блок АПВ 3, систему 4 присоединения, выключатель 5, блок 6 включения выключателя (вход этого блока подключен к основному выходу блока 3), РПО 7, РКВ 8, блок 9 пуска, блок 10 управления имеет специальный вход, воздействие на который обеспечивает кодирование частоты следования зондирующих импульсов, например, удвоение этой частоты, генератор 11 зондирующих импульсов, частота следования которых определяется блоком 10 управления, блок

12 линий задержки, предназначенный для исключения «мертвой» зоны в начале линии; приемник 13 импульсов, который производит фильтрацию, детектирование и усиление приходящих с контролируемой

ВЛ импульсов, анализатор 14 импульсов; в нем осуществляется суммирование числа отраженных импульсов, поступающих в приемник 13 в один и тот же интервал времени, последний является одним из тех интервалов, на которые разбит промежуток времени между моментами посылки каждого зондирующего импульса и прихода импульса, отраженного от конца контролируемой данным полукомплектом зоны линии, «ближней зоны».

Устройство также содержит блок 15 исправности ближней зоны; появление сигнала на его выходе соответствует тому, что зондирование линии с данного конца показало отсутствие повреждения на ней в зоне действия анализатора 14 импульсов данного конца, которая составляет, например, 2/3 длины линии; блок 16 сигнализации

«Запрет включения», ключ 17 пуска замкнут только на том конце линии, который при АПВ является «активным» и должен

65 первым начинать зондирование линии;первый элемент И 18, первый элемент ИЛИ

19, генератор 20 управляющих импульсов, наличие сигнала на его выходе обуславливает через блок 10 работу генератора 11 данного конца ВЛ; пауза между импульсами генератора 20 данного конца соответствует работе генератора 11 противоположного конца линии; периоды Тц колебаний генераторов управляющих импульсов на обоих концах линии должны быть равны между собой, а фазы — противоположны; блок 21 исправности дальней зоны; появление сигнала на его выходе соответствует приходу с противоположного конца линии сигнала, показывающего, что там сработал блок исправности ближней зоны 15; блок 22 дистанционного пуска, появление сигнала на его выходе соответствует приходу с противоположного (активного) конца линии заданного числа зондирующих импульсов; второй элемент

23; ключ 24 разрешения замкнут только на том конце линии, который при АПВ должна включаться первым; полукомплскт

25, на противоположном конце линии устанавливается аналогичный полукомплект; разницу между ними должно составлять лишь положение ключей 17 и 24; третий и четвертый элементы И 26 и 2i ; второй элемент ИЛИ 28; первый и второй элементы

«Запрет» 29 и 30, первый и второй элементы «Задержка на возврат» 33 и 34; третий элемент «Задержка на срабагывание» 35; третий и четвертый элементы «запрет» 36 и 37; анализатор 38 частоты следования импульсов входит в состав блока 21 и реагирует на кодированное изменение (например, удвоение) частоты следования зондирующих импульсов, приходящих от противоположного конца лннпп, означающее срабатывание там блока 15; третий элемент «задержка на возврат» 39; счетчик 40 числа импульсов; четвертый элемент 41 задержки на срабатывание.

Полукомплект 25 устройства состоит из блоков и элементов 9 — 24 и представлен на фиг. 1.

Блок 9 пуска (см. фпг. 2) состоит из элементов 26 — 33.

Блок 15 исправности ближней зоны (см. фиг. За) состоит из элементов 34 — 36.

Блок 21 исправности дальней зоны (см. фиг. Зб) состоит из блоков и элементов

37 — 39.

Блок 22 дистанционного пуска (см. фиг. Зв) состоит из блоков и элементов

40 — 41.

На обоих концах контролируемой линии

1 устанавливается по одному полукомплекту 25 предлагаемого устройства.

При этом каждый из полукомплектов25 пускается для проверки исправности линии

1 в следующих случаях, 1. По сигналу от блока 3 АПВ.

769677

30 диаграмма U„) .

Генератор 20 управляющих импульсов вырабатывает на своем выходе импульсы, длительность которых равна tl (она соответствует длительности серии зондирую- 35 щих импульсов), а пауза между импульса-, ми равна 4 (диаграмма U p).

Таким образом, генератор 20 вырабатывает импульсы с периодичностью t +Й=

= Т. 40

Выходные импульсы генеоатора 20 пускают блок 10 управления. Блок 10 управления периодически пускает с заданной частотой (частотой следоваттия) генератор

11 зондирующих импульсов (диаграм- 45 ма Утт). Зондирующие импульсы через блок 12 линий задержки и систему присоединения 4 поступают в линию 1 и ппи наличии на ней повре кдения отражаются от места повреждения, Частота следования зондирующих импульсов в 5 — 10 раз больше частоты следования управлятощих импульсов. . Отраженные от мес-.а повреждеттття и неоднородностей ВЛ импульсы возвраша60

2. При опробовании линии 1 (т. е. при включении ее на одном пз концов от руки оперативным персоналом подстанции) по сигналу от реле 8 РКВ.

3. По сигналу с противоположного конца линии 1 от другого полукомплеттта 25устройства, т. е, по. сигналу от блока 22.

Во всех перечисленных случаях необходимым условием пуска является срабатывание реле 7 РПО, указывающее на то, что выключатель 5 отключен всеми тремя фазами.

Рассмотрим работу устройства при его пуске от блока 3 АПВ. При этом будем считать, что в полукомплекте 25, установленном на «активном» конце линии 1, замкнуты ключи 17 и 24.

При возникновении повреждения на линии 1 она отключается с двух сторон выключателями 5 и блок 3 АПВ подает команду на пуск устройства. При этом пускается только полукомплект 25, расположенный на «активном» конце линии 1, так как только на нем замкнут ключ 17.

Пусковой сигнал от блока 3 АПВ поступает через элемент 19 ИЛИ в блок 9 пуска, где запоминается.

Затем с мгновенного выхода блока 9 пуска сигнал поступает на вход генератора 20 управляющих импульсов (см. фиг. 4, ются к месту установки полукомплекта 25 устоойства и вместе с помехами поступают чеоез систему прттсоедиттения 4 в ппиемник

13 импульсов, где фильтруются, усиливаются и детектируются. С выхода поиемника 13 импульсы (диаграмма У .) поступают в анализатор 14 импульсов. Анализатор

14 суммирует импульсы, ппиходящие за время t> с каждого участка ВЛ, нагтоттмер, от места повреждения, сравнивает эту сум5

15

20 му с заданным уровнем и в случае превышения этой суммой заданного уровня срабатывают, что указывает на наличие повреждения в ближней зоне в момент измерения (диаграмма Ui4).

При наличии повреждения в ближней зоне анализатор 14 импульсов запрещает работу блока 15 исправности ближней зоны, что запоминается в блоке 15 на время t4, большее Т„(диаграмма Uiq).

Зондирующие импульсы, пробегая вдоль линии 1, могут достичь противоположного

«пассивного» конца. В этом случае они, пройдя через систему присоединения 4, блок линий задержки 12 и приемник 13 импульсов (диаграмма Уд) поступает на входы блока 21 исправности дальней зоны и блока 22 дистанционного пуска.

Блок 22 дистанционного пуска просчитывает количество поступивших на вход зондирующих импульсов. После приема заданного числа импульсов, проходящих с «активного» конца ВЛ, блок 22 дистанционного пуска (диаграмма U») срабатывает и с задержкой tq через элемент 19

ИЛИ запускает блок 9 пуска, что приводит в действие генератор 20 управляющих импульсов (диаграммы U < и Утт).

Появление сигнала на мгновенном выходе блока 9 пуска пассивного конца приводит к пуску своего полукомплекта и остановке работы блока 22 дистанционного пуска.

В этот период генератор 11 зондирующих импульсов «активного» конца не работает.

Через время Т„с момента пуска первого («активного») полукомплекта 25 устройства генератор 11 зондирующих импульсов на «пассивном» конце временно прекращает работу. Далее работа полукомплекта устройства на «пассивном» конце ВЛ происходит аналогично его работе на «активном» конце, и цикл согласованной работы обоих полукомплектов устройства повторяется (через время Т„).

Если анализатор 14 импульсов не обнаружил в ближней зоне повреждечия, то сигнал от блока 9 пуска с задержкой, большей или равной tl, пройдет через блок 15 исправности ближней зоны на первый вход второго элемента 23 н на третий вход блока 10 управления (диаграмма U> ). Блок

l0 управления изменяет частоту следования зондирующих импульсов, вырабатываемых генератором 11, заданным образом (например, увеличивает ее в два раза).

Зондирующие импульсы измененной частотьт пробегают вдоль линии, поступают через систему присоединения 4, блок 12 линий задержки и приемник 13 импульсов на вход блока 21 исправности дальней зоны полукомплекта 25 противоположного конца линии.

769677

5

Блок 21 исправности дальней зоны анализирует частоту следования приходящих с противоположного конца линии 1 зондирующих импульсов и в зависимости от ее величины указывает на наличие или отсутствие повреждения в дальней зоне своего полукомплекта устройства (диаграмма U.>) . Если частота следования принимаемых импульсов соответствует отсутствию повреждения в дальней зоне, то блок 21 исправности дальней зоны вырабатывает импульс длительностью большей

T„,. Этот импульс поступает на второй вход второго элемента И 23. Тогда на выходе этого элемента (диаграмма U>z) при наличии сигнала на его первом входе от блока 15 исправности ближней зоны вырабатывается импульс, который через ключ 24 разрешения поступает на разрешающий вход блока 3 АПВ. Во время работы «своего» генератора 11 зондирующих импульсов работа блока 21 блокируется сигналами блока 10.

Включение выключателя 5 от блока 3

АПВ через блок 6 включения (диаграмма Uq) производится лишь на том конце линии, где замкнут ключ 24 разрешения.

На обоих концах ВЛ прекращение работы блока 9 пуска задерживается на время, равное t )T äëÿ того, чтобы гарантировать надежную передачу информации об отсутствии повреждения на противоположный конец линии.

Если зондирующие импульсы с «активного» конца линии 1 из-за ее повреждения не достигают противоположного («пассивного») конца, то полукомплект 25 устройства на том конце линии не пускается.

В этом случае работает полукомплект 25 устройства только на «активном» конце линии 1.

Через соответствующий промежуток времени, больший времени исчезновения неустойчивого повреждения, блок 9 пуска снимает со своего мгновенного выхода сигнал пуска блока 20 и вырабатывает на своем замедленном выходе импульс, который поступает на запрещающий входблока 3 АПВ и на вход блока 16 сигнализации «запрет включения». В результате прихода этого импульса запрещается включение выключателя 5 от блока 3 АПВ.

В режиме опробования линии 1 полукомплект 25 устройства пускается на любом ее конце при включении ключа управления оператора и срабатывании реле 8

РКВ. Далее работа устройства происходит как рассмотрено выше для первого режима пуска от блока 3 АПВ с той лишь разницей, что выходной сигнал элемента 23 И воздействует на блок 6 включения через первый элемент 18 И, а не через блок 3

АПВ.

Формула изобретения

Устройство для проверки исправности отключенной высоковольтной линии электропередачи, оборудованной на каждом конце блоком АПВ, системой присоединения и выключателем с блоком включения, РПО и РКВ, содержащее на каждом конце линии блока пуска, блок управления, генератор зондирующих импульсов, блок линий задержки, приемник и анализатор импульсов, блок исправности ближней зоны, блок сигнализации «запрет включения», ключ пуска, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, при этом ко входам первого элемента ИЛИ подключены выходы реле

РКВ и через ключ пуска запускающий выход блока АПВ, выход первого элемента ИЛИ соединен с запускающим входом блока пуска, запрещающий вход блока исправности ближней зоны соединен с выходом анализатора импульсов, а основной вход — с мгновенным выходом блока пуска, к первому выходу блока управления подключен вход генератора зондирующих импульсов, ко второму — первый вход анализатора импульсов, выход генератора зондирующих импульсов соединен со входом блока линии задержки, первый выход которого подключен к системе присоединения, а второй — ко входу приемника импульсов, выход которого подключен ко второму входу анализатора импульсов, выход реле РКВ соединен с первым входом первого элемента И, выход которого подключен ко входу блока включения, отл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, быстродействия, исключения

«мертвой зоны» и увеличения дальности действия путем использования многократного зондирования и взаимодействия обоих полукомплектов, дополнительно снабжено генератором управляющих импульсов, блоком исправности дальней зоны, блоком дистанционного пуска, вторым элементом И и ключом разрешения включения, причем выход реле РПО соединен с разрешающим входом блока пуска, мгновенный выход которого подключен к останавливающему входу блока дистанционного пуска и ко входу генератора управляющих импульсов, выход которого соединен с первым входом блока управления, выходблока исправности ближней зоны подключен ко входу управления частотой следования блока управления и к первому входу второго элемента И, ко второму входу которого подключен выход блока исправности дальней зоны, запрещающий вход которого соединен со вторым выходом блокауправления, а основной вход параллельно с основным входом блока дистанционного пуска — к выходу приемника импульсов, выход второго элемента И соединен со вторым входом первого элемента И, с оста769677

11 навливающим входом блока пуска и через ключ разрешения включения с разрешающим входом блока АПВ, выход блока дистанционного пуска подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ, замедленный выход блока пуска соединен с запрещающим входом блока АПВ и входом блока сигнализации «запрет включения».

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

12

1. Авторское свидетельство СССР

Хо 110368, Н 02 Н 3/06, 1956.

2. Авторское свидетельство СССР

K 555813, С 01 31/08, 1972.

5 3. Шалыт Г. М., Сидорчук С. E., Афонин А. Н. и Красюк А. Н. Локационный автоматический искатель повреждений ВЛ

Р5-7. В сб. «Определение мест повреждения воздушных линий электропередачи».

1о M., «Энергия», 1977, с. 131 — 139 (прототи.п) .

Д л лю«ение

»ixn uamena

A îíåö rr. dnoxa 3

Редактор С. Титова

Заказ 2258/4 Изд. № 524 Тираж 798 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2! йй!

Составитель В, Молчанов

Техред А. Камышннкова Корректор T. Трушкина