Устройство для дифференциальнофазовой защиты линии электропередачи
Союз Советскик
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
< о790060 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 270278 (21) 2584193/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Опубликовано 231280. Бюллетень 4о 47
Дата опубликования описания 251280 (51)M Кл 3
Н 02 Н 3/28
Государственный комитет. СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621 316
° 925(088.8) (72) Авторы изобретения
В. А. Борисов, Ф. И. Волынцев и В. A. Костерин
Чувашский государственный университет им. И. Н ° Ульянова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОИ ЗАЩИТЫ
ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты коротких линий электропередачи при их повреждении.
Известно устройство продольной дифференциальной защиты линии электропередачи, содержащее установленные по концам линии полукомплекты и проводной канал связи (1).
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее два установленных по концам линии полукомплакта, каждый из которых выполнен в виде преобразователя тока в напряже- 15 ние, трех формирователей прямоугольных импульсов одинаковой амплитуды, четырех амплитудных селекторов с воэрастакщими порогами срабатывания, элемента ИЛИ с тремя входами и ис- 20 полнительного органа, причем входы преобразователей подключены к трансформаторам тока линии, а выход исполнительного органа подключен к цепям отключения выключателя линии, и приводной канал связи между комплектами.
В качестве преобразователя трехфазной системы токов в однофазную .используются два фильтра токов пря- 30 мой и обратной последовательностей.
Применение раздельного сравнения фаз токов прямой и обратной последовательностей при сохранении одной пары проводов позволяет за счет снижения погрешностей фильтров симметричных составляющих повысить селективность устройства. Кроме того, в устройстве имеется возможность устанавливать разную ширину эоны блокировки для токов прямой и обратной последовательностей, что способствует повЫшению его селективности (2).
Однако составляющие тока прямой последовательности на выходе фильтра обуславливают зависимость работы устройства защиты от токов погрузки, что приводит к снижению селективности устройства. Кроме того, фильтры, являясь инерционными звеньями, вносят замедление в работу устройства защиты.
Цель изобретения — повышение селективности и быстродействия известного устройства путем раздельного сравнения на фазе полных фазных токов, протекающих по концам линии.
Эта цель достигается тем, что в известном устройстве для продольн<зй дифференциально-фазной защиты линии
790060 электропередачи, содержащем два установленных по концам линии полукомплекта, каждый из которых выполнен в виде преобразователя тока в напряжение, трех формирователей прямоугольных имйульсов одинаковой амплитулы, четырех амплитудных селекторов.с возрастающими порогами срабатывания элемента ИЛИ с тремя входами .и исйолнительного органа, причем входы преобразователя подвключены к трансформаторам тока линии, а выход исполнительного органа подключен к цепям отключения выключателя линии, и проводной канал связи между полукомплектами, преобразователь выполнен однофазным в каждой фазе, а также дополнительно введены генератор тактовых импульсов, три элемента ИЛИ с двумя входами, шесть элементов И. с двумя входами, три триггера и три счетчика импульсов, причем выход каждого из преобразователей подключен ко входу одного из формирователей прямоугольных импульсов, выход каждого из указанных формирователей подключен к первому входу первого, второго и третьего элементов И соответственно, выходы которых через элемент ИЛИ с тремя входами подключены к проводному каналу связи последовательно с выходом генератора тактовых импульсов, установленном только в одном из полукомплектов, и последовательно с параллельно объединенными входами ампли- тудных селекторов, входы второго элемента ИЛИ подключены к выходам третьего и четвертого амплитудных селекторов, входы третьего элемента
ИЛИ подключены к выходам второго и четвертого амплитудных селекторов, входы четвертого элемента ИЛИ подключены к выходам второго и третьего амплитудных селекторов, а выходы каждого из указанных элементов ИЛИ подключены к первым входам первого, второго и третьего триггеров соответственно, ко вторым входам которых подключены соответственно вы ходы второго, третьего и четвертого амплитудных селекторов, причем выходы первого, второго и третьего триггеров подключены ко вторым входам первого, второго и третьего элементов И и к первым входам четвертого, пятого и шестого элементов И соответственно, а выход первого амплитудного селектора подключен ко вторым входам четвертого, пятого и шестого элементов И, выходы которых подключены к счетньви входам соответственно первого, второго и третьего счетчика импульсов, входы установки нуля которых подключены к выходу первого формирователя прямоугольных импульсов, а выходы счетчиков импульсов подключены ко входам исполнительного органа.
На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг; 2 — диаграммы сигналов.
На фиг. 1 обозначены фазы защищаемой линии А, В, и С, преобразователи 1-3, формирователи 4-6 прямоугольных импульсов, элементы 7 — 12
И, элементы 13-16 ИЛИ, проводной канал 17 связи между полукомплектами, генератор 18 тактовых импульсов, амплитудные селекторы 19-22, триггеры 23-25, счетчики ?6-28 импульсов и исполнительный орган 29. С целью упрощения не показаны выключатели линии и их цепи отключения.
На фиг. 2,обозначены сигналы 30
1 на выходе генератора тактовых импульсов, сигналы 31 и 32 на выходах формирователей прямоугольных импульсов одноименных фаз по концам защищаемой линии, сигналы 33 и 34 на выходе эле26 ментов HJIH с тремя входами первого и второго.полукомплектов и разностный сигнал 35, действующий в канале связи. С целью упрощения и наглядности показан процесс сравнения по фазе
2 полных токов только для одной фазы А.
Устройство работает следующим образом.
В каждом из полукомплектов токи фаз А, В и С через измерительные трансформаторы тока поступают на преобразователи 1-3 тока в напряжение. При переходах этих напряжений через нуль формирователи 4-6 формируют однополярные импульсы одинаковой амплитуды (31 и 32 на фиг. 2) длительностью, равной половине периода промышленной частоты. Положение этих импульсов во времени характеризует фазы указанных полных токов в каждой фазе по концам защищаемой ли40 нии.
Генератор 18 тактовых импульсов вырабатывает сигналы 30 из трех коротких импульсов неравной амплитуды, которые действуют в проводном канале
4 17 связи и поступают на входы амплитудных селекторов 19-22, каждый иэ которых срабатывает в том случае, если уровень сигнала превышает уровень его порога, но остается меньше соседнего большего порога. Амплитудный селектор 19 выделяет иэ проводного канала связи рабочие импульсы
33 и 34, а селекторы 20-22 выделяют тактовые импульсы 30 генератора для фаз А, В и С соответственно. На фиг.
5 2 принято, что тактовый импульс- для фазы A имеет максимальную амплитулу, для фазы С вЂ” минимальную. С приходом из проводного канала 17 связи тактового импульса для фазы А îí выделящо ется амплитудным селектором 20 и перебрасывает триггер 23 в состояние логической 1. При этом триггеры 24 и 25 остальных фаз через элементы
14 и 15 ИЛИ устанавливаются в поло 5 жение логического О. С выхода триг.
790060
Формула изобретения
Устройство для дифференциальнофазной защиты линии электропередачи, содержащее два установленных по концам линии полукомплекта, каждый из которых выполнен в виде преобразователя тока в напряжение, трех формирователей прямоугольных импульсов одинаковой амплитуды, четырех амплитудных селекторов с возрастающими порогами срабатывания, элемента ИЛИ с тремя входами и исполнительного органа, причем входы преобразователя подключены к трансформаторам тока линии, а выход исполнительного органа подключен к цепям отключения выключателя линии, и проводной канал связи между полукомплектами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селективности и быстродействия путем раздельного сравнения по фазе фазных токов, протекающих по концам линии, преобразователь выполнен однофазным в каждой фазе, а также дополнительно введены генератор тактовых импульсов, три элемента .ИЛИ с двумя входами, шесть элементов И с двумя входами, три триггера и три счетчика импульсов, причем выход каждого из преобразователей подключен ко входу одного из формирователей прямоугольных импульсов, выход каждого из указанных формирователей подключен к первому входу первого, второго и третьего элементов И соответственно, выходы которых через элемент
ИЛИ с тремя входами подключены к проводному каналу связи последвательно с выходом генератора тактовых импульсов, установленном только в одном из полукомплектов, и последовательно .с параллельно объединенными входами амплитудных селекторов, входы второго элемента ИЛИ подключены к выходам третьего и четвертого амплитудных селекторов, входы третьего элемента ИЛИ подключены к выходам .второго и четвертого элемента
ИЛИ подключены к выходам второго и третьего амплмтудных.селекторов, а выходы каждого из укаэанных элементов ИЛИ подключены к первьик входам первого, второго и третьего триггеров соетветствеино, ко вторым входам которык подхлвчеиы соответственно выходы втероео, третьего и четвертого амплитудных селекторов, причем выходы первого, второго и третьего триггеров подключены ко вто40 гера 23 поступает разрешающий сигнал на элемент 7 И и при наличии в этот момент сигналов 31 и 32 — на выходы формирователей прямоугольных импульсов 4 обоих полукомплектов, в проводной канал 17 связи через элемент
13 ИЛИ поступают рабочие импульсы 33 и 34 встречно друг другу. С приходом из проводного канала связи тактового импульса.для фазы В он выделяется амплитудным селектором 21 и перебрасывает триггер 24 в состояние 1, при этом триггеры 23 и 25 остальных фаз через элементы 14 и 16 ИЛИ переводятся в состояние О. С триггера 24 поступает разрешающий сигнал на элемент 8 И, а разрешающий сигнал с 15 входа элемента 7 И снимается. В проводной канал связи поступают рабочие импульсы фаз В, далее фаз С, потом снова фаз A и т. д. поочередно .и многократно за период. 20
В проводном канале 17 связи действует разностный рабочий сигнал 35, положение во времени которого соответствует сдвигу фаз полных токов для каждой фазы по концам защищаемой линии. Импульсы сигнала 35 с выхода амплитудного селектора 19 поступают на первые входы элементов 10-12 И, причем единичный сигнал появляется только на выходе элемента 10, на втором входе которого имеется разрешающий сигнал для фазы A с выхода триггера 23. В счетчик 26 импульсов поступает серия импульсов сигнала 35 для фазы А, количество которых запоминается. Количество импульсов, поступаксцих за период промышленной частоты в счетчик импульсов для каждой фаэы, определяется временем несовпадения рабочих импульсов 31 и 32 по концам защищаемой линии, а также частотой импульсов генератора 18.
Количество импульсов в счетчике сравнивается с заданным, которое определяет ширину зоны блокировки частоты. В течение каждого периода промышленной частоты на счетчики 26-28 импульсов поступают сигналы установки на нуль от формирователя 4.
При сквозных коротких замыканиях фазные токи по концам защищаемой линии сдвинуты на угол, близкий к 180 .
При этом сдвиги фаз сигналов 31 и 32 близки к нулю, и, следовательно, число результирующих импульсов 35 в канале связи меньше заданного;
При коротких замыканиях на защи-. щаемой линии сдвиг фаз полных фазных токов поврежденных фаэ близок к нулю, количество импульсов 35 превышает заданное и устройство срабатывает, действуя через исполнительные р) органы 29 на отключение линии.
Таким образом, раздельное сравнение фаз полных фазных токов по концам защищаемой линии при помощи одного устройства позволяет отказаться от применения фильтров симметричных составляющих тока и повысить тем самым селективность и быстродействие устройства. Кроме того, в предлагаемом устройстве имеется возможность выбора поврежденной фазы, а также пофазного отключения поврежденных фаз защищаемой линии.
790060
ВНИИПИ Заказ 9048/53 Тираж 783 Подписное
Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 рым входам первого, второго и третьего элементов И и к первым входам четвертого, пятого и шестого элементов И соответственно, а выход первого амплитудного селектора подключен ко вторым входам четвертого, пятого и шестого элементов И, выходы которых подключены к счетным входам соответственно первого, второго и третьего счетчика импульсов, входы установки нуля которых подключены к выходу первого Формирователя прямоугольных импульсов, а выходы счетчиков импульсов подключены ко входам исполнительного органа.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
М 261526, кл. Н 02 Н 3/28, 1965.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2564308, кл ° Н 02 Н 3/28, „ 04.01.78.
