Орган контроля синхронизма приавтоматическом повторном включениилинии электропередачи

 

О П И С А Н И Е 845211

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советски к

Соцналнстнческнк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.07.79 (21) 2798892/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Гееуддрствеллыл кемитет

Н 02 Н 3/06 по делам лзевретений и еткрмтий

Опубликовано 07.07.81. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 17.07.81 (53) УДК 621.316..925 (088.8) (72) Автор изобретения

Г. Г. Фокин

1 .

Всесоюзный научно-исследовательский инАц ут электроэнергетики ° (71) Заявитель (54) ОРГАН КОНТРОЛЯ СИНХРОНИЗМА

ПРИ АВТОМАТИЧЕСКОМ ПОВТОРНОМ ВКЛЮЧЕНИИ

ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к области электротехники, в частности к релейной защите и автоматике энергосистем.

При осуществлении трехфазного автоматического повторного включения (АПВ) линий электропередачи с двухсторонним питанием в большинстве случаев оказывается необходимым производить проверку допустимости включения по условию синхронизма встречных напряжений. Эта проверка выполняется с помощью органа контроля синхронизма (ОКС) и для сильнозагружен- 10 ных линий со слабыми шунтирующими связями должна обеспечивать подачу команды на включение выключателя лишь в определенном диапавоне разности частот и в такой момент времени, чтобы замыкание главных контактов выключателя происходило при определенных углах сдвига фаз между встречными напряжениями (1).

Известны ОКС при АПВ линии электропередачи (2), содержащие блоки (реле) сдвига фаз и элементы «Задержка на срабатывание».

Основным их недостатком является значительное время действия.

Наиболее близким к предложенному устройству по технической сущности является орган контроля синхронизма при автоматическом повторном включении (АПВ) линии электропередачи, оснащенной трансформатором напряжения и блоком АПВ и подключенной к шинам подстандии, оборудованным трансформатором напряжения, содержащий блок сдвига фаз, два входа которого предназначены для подключения к трансформаторам напряжения линии и шин соответственно, первый выход блока сдвига фаз соединен с входом блока скольжения, а второй выход — с первым входом сумматора, второй вход связан с выходом блока скольжения, выход первого сумматора через пороговый блок соединен с первым входом элемента И, второй вход и выход которого предназначены для подключения соответственно к первому выходу и разрешающему входу блока АПВ (3).

Кроме того, описанный ОКС содержит также включенные между выходом первого порогового блока и вторым входом первого элемента И и последовательно между собой элемент НЕ, второй элемент И и эле84521 мент «Задержка на возврат». При этом второй вход второго элемента И предназначен для подключения к первому выходу блока

АПВ.

Ввид)> того, что характеристика срабатывания устройства 13) имеет на плоскости о — s вид прямой, его срабатывание может наступить лишь в том случае, если измерение начинается при углах, не превышающих угол срабатывания, в противном случае срабатывание будет возможно только в следующем цикле, после проворота векторов сравниваемых напряжений. Следует заметить также, что время срабатывания такого ОКС зависит от величины скольжения, оно увеличивается с уменьшением скольжения.

Таким образом, известное устройство при малых скольжениях имеет либо очень большое время действия, либо вообще не действует. Вследствие этого оно не может применяться для осуществления АПВ с контролем синхронизма. Оно может использоваться лишь для улавливания синхронизма. 20

Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности ОКС путем обеспечения его срабатывания при малых скольжениях.

Это достигается тем, что в известный ор25 ган контроля синхронизма при автоматическом повторном включении (АПВ) линии электропередачи, оснащенной трансформатором напряжения и блоком АПВ и подключенной к шинам подстанции, оборудованной трансформатором напряжения, содержащий блок сдвига фаз, два входа которого предназначены для. подключения к трансформаторами напряжения линии и шин соответственно, первый выход блока сдвига фаз соединен с входом блока скольжения, а второй выход— с первым входом первого сумматора, второй вход которого связан с выходом блока скольжения, выход первого сумматора через первый пороговый блок соединен с первым входом элемента И, второй вход и выход которого предназначены для подключения соот40 ветственно к первому выходу и разрешающему входу блока АПВ, дополнительно введены первый, второй детекторы, вторые сумматор и пороговый блок, причем второй выход блока сдвига фаз соединен с первым входом второго сумматора, выход блока сколь- 4s жения через первый и второй детекторы соединен со вторыми входами соответственно первого и второго сумматоров, выход второго сумматора через второй пороговый блок соединен с третьим входом элемента И.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого органа контроля синхронизма при АПВ линии электропередачи; на фиг. 2 — характеристика его срабатывания в плоскости Ь вЂ” s.

На схемах: 1 — линия электропередачи:

2 — выключатель линии; 3 — шины; 4, 5— измерительные трансформаторы напряже(2) Ug = Kp-s где К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Со второго выхода блока 8 напря>кение

UB поступает на первые входы первого 12 и второго 13 сумматоров, на вторые входы которых подаются соответственно положительные и отрицательные значения напряжений Ug с выхода блока 9 через детекторы 10 и 11. Выходные напряжения сумматоров 12 и 13 поступают соответственно на входы первого 14 и второго 15 пороговых блоков. В блоке 14 используется инверсный выход. Сигнал на этом выходе существует, пока входное напряжение блока не превышает порогового уровня U являющегося положительной величиной. В блоке 15 используется прямой выход, сигнал на котором появляется, когда входное напряжение блока превышает пороговый уровень U являющийся отрицательной величиной. Инверсный выход блока 14 и прямой выход блока 15 соединены с первым и вторым входами элемента 16 И, третий вход и выход которого предназначены для подключения соответственно к первому (пусковому) выходу и разрешающему входу блока 6 АПВ. Блок

6 имеет первый и разрешающий входы, первый (пусковой) и второй (включающий) выходы. Сигнал на первом выходе появляется сразу после появления сигнала на первом входе. Сигнал на втором выходе появляется только при наличии сигнала на первом и разрешающем входах. Сигнал на выходе элемента 16 И, являющимся выходом ОКС 7 в целом, появляется при наличии сигналов на всех трех входах этого элемента, а именно при наличии сигналов от обоих пороговых блоков 14, 15 и сигнала с первого (пускового) выхода блока АПВ.

Для уяснения работы ОКС и вида его характеристики срабатывания целесообраз1

4 ния линии и шин соответственно; 6 — блок

АПВ; 7 — орган контроля синхронизма, в который входят: 8 — блок сдвига фаз;

9 — блок скольжения; 10, 11 — детекторы, включенные в прямом и обратном направлении соответственно; 12, 13 — первый и второй сумматоры; 14 — первый пороговый блок; 15 — второй пороговый блок; 16— элемент И.

Сравниваемые между собой по фазе напряжения линии 1 и шин 3 через измерительные трансформаторы 4 и 5 подводятся к обоим входам блока 8 сдвига фаз. В блоке

8 формируется напряжение Ug, пропорциональное по величине углу о и совпадающее с ним по знаку.

Ug = К В> (1) где ʄ— коэффициент пропорциональности.

Напряжение Ug с первого выхода блока

8 поступает на вход блока 9 скольжения. В блоке 9 формируется напряжение Vs, пропорциональное по величине и знаку скольжения

845211 но рассмотреть поочередно работу двух сумматоров и связанных с ними пороговых блоков.

К первому сумматору 12 подводятся напряжение Ug и положительные значения напряжения Vs. Условиям появления сигнала на инверсном выходе первого порогового блока 14 соответствуют выражения

К18+ Kzs 1 1„,, при s оО, (p)

К18:4111,р,, ПpH s О, здесь U, оΠ— напряжение срабатывания первого порогового блока 14. о

Из выражений (3) видно, что при Ug

= К s = О (s = О) срабатывание блока 14 будет наступать при положительных углах о, когда US= К18станет равным U . В плоскости 8 s (фиг. 2) это будет соответствовать точке В. Значение угла Зв для этой точки определяется по выражению (3) и составляет

U (4)

Сигйал на инверсном выходе блока 14 будет существовать при всех значениях уг- 20 ла 8 лежащих левее точки В, а при s О— левее прямой ВС.

При s 4 срабатывание блока 14 будет наступать при меньших углах 8 так как

U> =:О, и действует в ту же сторону, что и

Ug Поэтому область срабатывания блока будет ограничиваться прямой АВ, наклон которой определяется коэффициентом Kz Таким образом, при положительном s и о = О скольжение s< определяется из выражений (3) и (4) У,1 К зо

s-к,вк, Таким образом, сигнал на инверсном выходе блока 14 будет существовать при соотношениях между о и s, определяемых областью, лежащей левее и ниже ломаной АВС.

Ý5

К второму сумматору подводится напряжение U 3v отрицательные значения напряжения U>. Условиям появления сигнала на выходе второго порогового блока 15 соответствуют выражения

K ) S+ К z s .М.вайо, при s <О, () 4"

К18 >1- пор при где Ц, (Π— напряжение срабатывания второго порогового блока 15.

Из выражений (8) видно, что при Ug=

= О (s = О) срабатывание блока 15 будет

45 наступать при отрицатеЛьных углах g когда Ug станет равным U„В плоскости о †(фиг. 2) это будет соответствовать точке D. Значение угла 3 для этой точки определяется по формуле Uno .т

К

Сч) 50

Выходной сигнал олока 15 будет существовать при всех значениях угла 8 лежащих правее точки D, а при s . 0 — правее прямой AD. При s (О срабатывание блока 15 будет наступать при меньших отрицательных углах 8, так как U+ (О, и действует в сто55 роне несрабатывания блока 15. Область срабатывания блока. будет ограничиваться прямой DC, наклон которой определяется коэффициентом К . Таким образом, при отрицательном s и 8= О скольжение sz определяется

Таким образом, выходной сигнал блока

l5 будет существовать при соотношениях между о и s, определяемых областью, лежащей правее и выше ломаной ADC.

Учитывая, что выходные сигналы блоков 15 и 14 действуют через элемент 16 И, характеристика срабатывания органа контроля синхронизма в целом будет иметь вид параллелограмма ABCD. В зоне срабатывания ОКС выполняются условия д с8<(1-, 8 при з> О (9) Формула изобретения

Орган контроля синхронизма при автоматическом повторном включении линии электропередачи, снабженной трансформатором напряжения и блоком АПВ и подключенной к шинам подстанции, также снабженной трансформатором напряжения, содержащий блок сдвига фаз, два входа которого предназначены для подключения к трансформаторам напряжения линии и шин соответственно, первый выход блока сдвига фаз соединен с входом блока скольжения, а второй выход — с первым входом первого сумматора, выход которого через первый пороговый блок соединен с первым входом элемента И, второй вход и выход которого предназначены для подключения к первому выходу и разрешающему входу блока АПВ соответственно, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности путем обеспечения срабатывания при малых скольжениях, в него введены первый и второй детекторы, вторые сумматор и пороговый блок, причем второй выход блока сдвига фаз соединен с первым входом второго сумматора, выход блока скольжения через первый и второй детекторы соединен (g- + s- ) 8 <8<8в пРи 40

Таким образом, для срабатывания предлагаемого ОКС необходимо и достаточно, чтобы в момент появления пускового сигнала от блока АПВ значения угла о и скольжения s находились в указанной области срабатывания.

Время срабатывания предлагаемого ОКС определяется практически лишь временем получения напряжения, пропорциональных углу и скольжению и составляет несколько пе-. риодов.

Экономическая эффекти в ность предлагаемого изобретения состоит в снижении ущерба при разрыве электропередачи за счет сокращения бестоковой паузы при АПВ с контролем синхронизма.

845211

Составитель Г. Дамская

Редактор Т. Загребельная Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 4175/5 Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 со вторыми входами соответственно первого и второго сумматоров, выход второго сумматора через второй пороговый блок соединен с третьим входом элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Богорад А. М., Назаров Ю. Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах М., «Энергия», 1969, с. 336, с. 146.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2455362/24-07, кл. Н 02 Н 3/06, 1977.

3. Разработка автосинхронизатора АСПУ и усовершенствованного устройства АПВ с улавливанием синхронизма, ч. 2. Отчет по научно-исследовательской работе. Тема № 211/71, МЭИ, 1972.