Устройство для быстродействующейрелейной защиты высоковольтныхлиний

 

О Р И С А Н И Е <)813577

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.06.79 (21) 2774489/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) Я К з

Н 02 Н 3/30

Государственный комитет.

СССР

Опубликовано 15.03.81. Бюллетень № 10 (53) УДК 621.316..925 (688.8) по делам изооретеннй и отхрытий

Дата опубликования описания 25.03.81 (72) Авторы изобретения

Я. Л. Гальперштейн и Л. С. Зисман (!

Всесоюзный научно-исследовательский институт эл (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЙ

РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ,ЛИНИЙ

Изобретение относится к электротехнике, более конкретно к релейной защите высоковольтных линий (ВЛ) электропередачи.

В энергосистемах для защиты ВЛ напряжением 35 кВ и выше находят применение устройства защиты с передачей сигналов по радиоканалам связи.

Известны устройства для быстродействующей релейной зашиты ВЛ, принцип работы которых основан на передаче сигналов телеотключения по дуплексному каналу связи от релейных измерительных органов, приходящих в действие при к. з. в защищаемой зоне, и отключении выключателя в случае срабатывания этих органов и приема сигнала телеотключения с противоположного конца линии (1) и (2).

Наиболее близко по технической сущности к предлагаемому устройство защиты.ВЛ, содержащее измерительный орган, входы которого подключены к измерительным трансформаторам тока и напряжения линии, а выход соединен с первым входом блока логики, первый выход которого соединен со входом тонального генератора сигналов телеотключения, подключенного своим выходом ко входу передатчика радиосигналов, к которому подсоединен также выход тонального генератора сигналов контроля, вход которого соединен со вторым выходом блока логики, третий выход которо го соединен с,органом отключения линии, орган контроля радиоканала, выход которого соединен со вторым входом блока логики, тональные приемники сигналов телеотключения и контроля, входы которых подключены к выходу приемника радиосигна1о лов, а выходы этих тональных приемников сигналов связаны соответственно с третьим входом блока логики и входом органа контроля радиоканала, радиотелефон с н;икрофоном, связанные с приемником и передатчиком радиосигналов (3).

Недостатком этого устройства защиты является малая помехозащищенность при работе соседних радиотелефонных станций на частотах, близких к частоте канала защиты, так как сигналы указанных станций могут восприниматься как сигналы телеотключения. При этом отстройка от соседних станций производится путем разнесения частот, а использование канала связи

813577 одновременно для целей защиты и радиотелефонии практически невозможно.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее измерительный орган, входы которого подключены к измерительным трансформаторам тока и напряжения линии, а выход соединен с первым входом блока логики, первый выход которого соединен с входом тонального генератора сигналов телеотключения, подсоединенного своим выходом к входу передатчика радиосигналов, к которому подключен также выход тонального генератора сигналов контроля, вход которого соединен со вторым выходом блока логики, третий выход которого соединен с органом отключения линии, орган контроля радиоканала, выход которого подключен ко второму входу блока логики, тональные приемники сиг налов телеотключения и контроля, входы которых подключены к выходу приемника радиосигналов, а выходы этих тональных приемников сигналов связаны соответственно с третьим входом блока логики и входом органа контроля радиоканала, радиотелефон с микрофоном, связанные с приемником и передатчиком радиосигналов, введены дополнительные тональные генератор и приемник, первый и второй логические элементы ИЛИ, первый и второй логические элементы И, логический элемент ЗАПРЕТ, причем первый вход первого элемента ИЛИ соединен с первым выходом органа контроля радиоканала, второй вход соединен со входом тонального генератора сигналов телеотключения, выход первого элемента

ИЛИ подключен к управляющему входу элемента ЗАПРЕТ, включенного в цепи между микрофоном и входом передатчика радиосигналов, первый и второй входы второго логического элемента ИЛИ соединены соответственно с входами тональных генераторов сигналов контроля и телеотключения, а выход этого элемента соединен со входом дополнительного тонального генератора, выход которого соединен со входом передатчика, вход дополнительного тонального приемника соединен с выходом приемника радиосигналов, а выход дополнительного тонального приемника соединен с первыми входами первого и второго логических элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходами тональных приемников сигналов контроля и телеотключения, выход первого элемента И соединен с входом органы контроля радиоканала, выход второго элемента И соединен с третьим входом блока логики.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Блок-схема содержит измерительный орган 1, орган 2 отключения, блок 3 логики, орган 4 контроля радиоканала, микрофон 5, 1О

25 зо

4 радиотелефон 6, первый 7 и второй 8 логические элементы ИЛИ, логический элемент

9 ЗАПРЕТ, первый 10 и второй 11 логические элементы И, тональный генератор 12 сигналов контроля радиоканала, тональный генератор 13 сигналов телеотключения, дополнительный тональный генератор 14, тональный приемник 15 сигналов контроля радиоканала, тональный приемник 16 сигналов телеотключения, дополнительный тональный приемник 17, передатчик 18 радиосигналов, приемник 19 радиосигналов.

Данное устройство уста на вливается на каждом из концов защищаемой линии. Входы измерительного органа 1 подключены к измерительным трансформаторам тока и напряжения. В качестве органа 1 могут использоваться реле направления мощности или направленные реле сопротивления, действующие при повреждениях в стороне защищаемой линии.

В качестве органа 2 могут использоваться быстродействующие промежуточные реле или тиристорные органы отключения.

Блок 3 имеет три входа и три выхода и содержит несколько стандартных логических элементов ИЛИ, И, ЗАПРЕТ и выполняет следующие функции.

Сигнал на первом выходе блока 3 появляется при срабатывании измерительного органа 1 и подаче от него сигнала на первый вход блока 3. Сигнал на втором выходе блока 3 появляется при подаче сигнала на второй вход от органа 4 контроля радиоканала и отсутствии сигнала на первом входе блока логики. Этим запрещается передача сигналов контроля канала при необходимости передать сигнал телеотключения.

Сигнал на третьем выходе блока логики появляется при одновременной передаче сигналов на первый и третий блоки, т. е. при срабатывании органа 1 и приеме сигнала телеотключения.

Орган 4 контроля содержит элемент выдержки времени, срабатывающий через заданные интервалы времени (например, равные 3 — 6 ч), элемент временной памяти на время 0,2 — 0,3 с и стандартные логические элементы ИЛИ, И. Сигнал на первом выходе органа 4 появляется периодически.каждые 3 — 6 ч, за счет чего производится пуск сигнала контроля радиоканала. На вход органа 4 поступает ответный сигнал контроля с противоположного конца линии.

Сигнал на втором выходе органа 4 появляется в случае отсутствия ответного сигнала в течение 0,2 — 0,3 с после пуска Сигнала контроля.

Радиотелефон 6 с микрофоном 5 используется для радиотелефонной связи оперативным персоналом энергосистем при введенной в действие защите.

Тональные генераторы 12, 13 и 14 однотипны и выполняются таким образом, что

813577

6 после подачи на их вход сигнала постоянного тока на выходе появляется сигнал переменного тока заданной тональной частоты. Их частоты настройки сдвинуты друг относительно друга на 250 — 300 Гц.

Тональные приемники 15, 16 и 17 также однотипны. Они выделяют из тональной по лосы частот сигнал в заданной узкой полосе шириной 100 — 200 Гц, усиливают и детектируют этот сигнал, превращая его в сигнал постоянного тока заданного уровня, совместимого с уровнями сигналов логических элементов.

Генератор 12 и приемник 15 используются только при посылке сигнала контроля, генератор 13 и приемник 16 — при посылке сигнала телеотключения, дополнительные генератор 14 и приемник 17 предназначены для посылки дополнительного тонального сигнала при передаче сигналов контроля или телеотключения. Такой сигнал необходим для лучшей отстройки от помех, возникающих при передаче речевых сигналов по каналу данной защиты или по смежным каналам связи. Выполненные исследования показывают, что одиночный тональный приемник может срабатывать при подаче на его вход телефонных сигналов, а одновременное срабатывание двух приемников, имеющих полосы пропускания 100200 Гц и средние частоты настройки, сдвинутые относительно друг друга на 200-300 Гц и находящиеся в области 2800-3200 Гц, практически исключается.

Элементы 7, 8, 9, 10 и 11 являются стандартными и выполняют следующие функции.

Элемент 7 формирует сигнал, обеспечивающий прерывание телефонной связи с помощью элемента 9 при посылке сигнала контроля или телеотключения. Такое прерывание исключает возможность подавления сигнала телеотключения речевыми сигналами.

Элемент 8 формирует сигнал для пуска дополнительного тонального генератора при посылке сигналов контроля или телеотключения.

Элементы 10 и 11 формируют выходные сигналы в случаях приема соответственно сигнала контроля канала или телеотключения при одновременном приеме дополнительного сигнала, передаваемого с помощью генератора 14. Передатчик 18 и приемник 19 предназначены соответственно для преобразования сигналов тональной частоты в сигналы сверхвысоких частот (СВЧ) с передачей их в эфир, приема и усиления последних сигналов с последующим их преобразованием в сигналы тональной частоты.

Устройство работает следующим образом.

В нормальных режимах работы сети орган 1 не действует, и в случаях, когда орган 4 не пускает сигнал контроля канала, микрофон 5 связан с -передатчиком 18 радиосигналов, что обеспечивает выполнение надежной телефонной связи между подстанциями, которые соединяются загцищаемой линией. Автоматическая проверка канала производится периодически, с интервалами

2 — 3 ч. Длительность проверки не превышает 0,2 с. При такой проверке орган 4 вырабатывает пусковой импульс указанной. длительности, который поступает на управляющие входы генераторов 12 и 14 (на последний через элемент 8), что приводит к появ1О лению тональных сигналов контроля. Через первый выход блока 3 пусковой импульс поступает на элемент 7 и посредством элемента 9 прерывает на время проверки канала телефонную связь. После преобразования и передачи сигналов контроля передатчиком 18 они принимаются на противоположном конце линии приемником 19. При этом тональные приемники 15 и 17 срабатывают, вследствие чего на выходе элемента 10 появляется сигнал. Этот сигнал

2п через орган 4 производит пуск сигнала контроля со второго конца линии, который в свою очередь будучи принятым на первом конце, в течение О,1 с заблокирует действие на сигнал органа 4. Если же в течение ука25 занного времени ответный сигнал контроля не примется,. то орган 4 вырабатывает сигнал неисправности.

При коротких замыканиях на защищаемой линии на обоих ее концах срабатывают

3О органы 1 и пр водят в действие тональные генераторы 13 и 14. Прием сигналов от этих генераторов на противоположных концах линии приводит к появлению сигнала на выходах элементов 16 и 17, а следовательно и элемента 11. Этот сигнал поступает з5 на третий вход блока 3, который при действии органа 1 выдает сигнал на своем третьем выходе, и с помощью органа 2 производит отключение выключателя. При коротких замыканиях в смежной сети возможно срабатывание органа 1 на одном из концов

4о линии, но излишнего срабатывания защиты не произойдет даже при ведении телефонных переговоров по каналу защиты за счет повышенной помехозащищенности тракта телеотключения.

Таким образом, во всех режимах работы обеспечивается надежное функционирование защиты ВЛ и телефонной связи между концами защищаемой линии при использовании одного, общего канала связи.

В случаях, когда канал защиты не используется для телефонной связи, частоты настройки этого канала могут приниматься близкими к частотам соседних радиотелефонных станций, так как сигналы от последних не могут восприниматься как команды телеотключения, а передатчики канала защиты работают кратковременно и не мешают телефонной связи. При этом для исключения возможности подавления сосед813577

Формула изобретения

Юткл

Составитель Т. Щеголькова

Редактор E. Дорошенко Техред A. Бойкас Корректор М. Вигула

Заказ 344/69 Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела м изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ними станциями сигналов телеотключения или контроля необходимо, чтобы уровни сигналов от этих станций на входах приемников 19 были ниже уровня сигнала, приходящего по каналу защиты с противоположного конца линии.

Устройство для быстродействующей ре лейной защиты высоковольтных линий электропередачи, оборудованных измерительными трансформаторами тока и напряжения, содержащее измерительный орган, входы которого подключены к измерительным трансформаторам тока и напряжения линии, а выход соединен с первым входом блока логики, первый выход которого соединен с входом тонального генератора сигнала телеотключения, подсоединенного своим выходом к входу передатчика радиосигналов, к которому подключен также выход тонального генератора сигналов контроля, вход которого соединен со вторым выходом блока ло гики, третий выход которого соединен с органом отключения линии, орган контроля радиоканала, выход которого подключен ко второму входу блока логики, тональные приемники сигналов телеотклк>чения и контроля, входы которых подключены к выходу приемника радиосигналов, а выходы этих тональных приемников сигналов связаны соответственно с третьим входом блока логики и входом органа контроля радиоканала, радиотеле.фон с микрофоном, связанные с приемником и передатчиком радиосигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него введены дополнительные тональные генератор и приемник, первый и второй логические элементы ИЛИ, первый и второй логические элементы И, логический элемент ЗАПРЕТ, причем первый вход первого элемента ИЛИ соединен с первым выходом органа контроля радиоканала, второй вход соединен со входом тонального генератора сигналов телеотключения, выход первого элемента ИЛИ подключен к управляющему входу элемента ЗАПs PET, включенного в цепи между микрофоном и входом передатчика радиосигналов, первый и второй входы второго логического элемента ИЛИ соединены соответственно с входами тональных генераторов сигналов контроля и телеотключения, а выход этого элемента соединен со входом дополнительного тонального генератора, выход которого соединен со входом передатчика, вход дополнительного тонального приемника соединен с выходом приемника радиосигнаов, а выход дополнительного тонального приемника соединен с первыми входами первого и второго логических элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходами тональных приемников сигналов контроля и телеотключения, выход первого

20 элемента И соединен с входом органа контроля радиоканала, выход второго элемента И соединен с третьим входом блока логики.

Источники информации, 25 принятые во внимание при экспертизе

1. Линдерс и Носко. Релейная защита с использованием УКВ радиоканалов. Сб. «Релейная защита», вып. 1, серия «Энергетика за рубежом», Госэнергоиздат, 1959.

2. Верди и др. Оценка принципов дейЗО ствия релеиной защиты с использованием ультракоротковолновых радиоканалов. Сб.

«Релейная защита», вып. 2, серия «Энергетика за рубежом», Госэнергоиздат, 1969, 3. Гальперштейн Я. Л., Гельфанд Я. С., з Зисман Л. С. Релейная защита ВЛ 110220 кВ с использованием УКВ радиоканалов связи.-«Электрические станции», 1978, % 4.