Устройство для дистанционной защиты линии электропередачи
Союз Соввтскмк
Соцмалнстмчесник
Республик
О П И С А Н И Е 902142
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (5l}M. Кл. (22) Заявлено 17 1 279 (21) 2852797/24-07 с присоединением заявки М (23) П риоритет
Опубликовано 300 1.82. бюллетень Я 4
Н 02 Н 3/40
Н 01 Н 83/16
3ЬеударетаипаФ кемнтат
ВССР ве делам наабретеннй н етнрытнй (53) УДК 621. 3.1 6. .925(088.8) Дата опубликования описания 3001.82 (72) Авторы изобретения
В.К.Ванин, А.И.Таджибаев и О.В.Колмаков
1 t
Ф
1 l
I
Ленинградский ордена Ленина политехт(ический институт . -:, им. М.И. Калинина
1 (7l ) Заявитель
{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ
ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для релейной защиты линий электропередачи переменного тока.
Известны устройства для дистанционной защиты, содержащие измерительные органы со сложными основной и дополнительной характеристиками срабатывания, включающие в себя блоки формирования нескольких сИгналов, трансреакторы, полосовые фильтры, 10 элементы сравнения и логики, обеспечивающие блокировку устройства при качаниях (l ) и 12 ).
Общим недостатком таких устройств является значительная сложность при реализации характеристики срабатывания в виде многоугольника, низкая стабильность зоны фиксации качания, особенно при наличии составляющих переходных процессов, так как реализация дополнительной характеристики срабатывания осуществляется введением дополнительных частотозависимых цепей.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство, содержащее блоки формирования нескольких сигналов, состоящее из промежуточных трансформаторов тока, напряжения и трансреакторов, полосовые трансформаторные фильтры, основной и дополнительный блоки сравнения и делители напряжения (3 1.
Получение дополнительной характеристики срабатывания в этом устройстве связано практически с дублированием всех цепей с соответствующим изменением коэффициентов преобразования, снижает стабильность зоны фиксации и ограничивает функциональные воэможности устройства.
Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства.
90214
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для дистанционной защиты линии электропередачи, содержащее блок линейного преобразования тока, блок линейного преобразования напряжения, выход которого подключен ко входам фазоповоротных блоков по числу сторон характеристики срабатывания, масштабирующие блоки по числу сторон характеристики сраба- to тывания, основной и дополнительный блоки сравнения, выходы которых подключены ко входам реагирующего органа блокировки при качаниях, выход которого является одним выходом 15 устройства, дополнительно введены ключи по числу сторон характеристики срабатывания, блок формирования коммутирующего сигнала, два миниселектора, блок сравнения, формирователь 29 модуля и три масштабирующих блока, . при этом выход блока линейного преобразования тока подключен ко входу блока формирования коммутирующего сигнала и входу формирователя модуля, 25 выход которого через один вновь введенный масштабирующий блок подключен к одному входу дополнительного блока сравнения, а также через другой вновь введенный масштабирующий блок 5р подключен к одному входу основного блока сравнения и одному входу вновь введенного блока сравнения, выход блока формирования коммутирующего сигнала подключен к управляющим входам ключей, включенных между выхо" дами фазоповоротных блоков и входами масштабирующих блоков, выход одного из которых подключен непосредственно ко входу одного миниселектора и через третий вновь введенный масштабирующий блок ко вхоцу другого миниселектора, а выходы всех остальных упомянутых масштабирующих блоков
Ф подключены непоср едс тв енно ко входам обоих миниселекторов, выход одного из которых подключен к другим входам основного и дополнительного блоков ч сравнения, а выход другого миниселектора подключен к другому входу вновь введенного блока сравнения, выход которого является другим выходом устройства.
На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для дистанцион55 ной зашиты линии электропередачи," на фиг. 2 — характеристики срабатывания измерительного органа защиты» на
2 ф фиг, 3 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства, Устройство содержит блоки линейного преобразования тока 1 и напряжения
2, в состав которых входят согласующие трансформаторы и частотные фильтры, фазоповоротные 3-6 и масштабирующие 7-13 блоки, управляемые ключи
14-17, миниселекторы 18 и 19, блоки
20-22 сравнения, формирователь 23 модуля, блок 24 формирования коммутирующего сигнала и реагирующий орган
25 блокировки при качаниях.
Измерительный орган защиты имеет основную 26, дополнительную 27 характеристику и характеристику второй ступени защиты 28 в комплексной плоскости сопротивлений (Фиг.2), Напряжение U и ток f поступают на входы блоков 1 и 2 линейного преобразователя, где происходит преобразование входных величин к масштабу и виду, удобным для преобразования остальными блоками и их фильтрация полосовыми фильтрами. Напряжение, пропорциональное току с выхода блока 1 поступает на вход формирователя 23 модуля.
Выход формирователя модуля подключен .ко входу масштабирующего блока 11, необходимого для получения основной характеристики 26 срабатывания и входу масштабирующего блока 12, необходимого для получения дополнительной характеристики 27 срабатывания.
Напряжение с выхода тока 2 пропорциональное входноиу напряжению U поступает на входы фазоповоротных блоков 3-6. Число последних соответствует числу сторон характеристики срабатывания. Выходы фазоповоротных блоков подключены ко входам масштабирующих блоков 7-10 через ключи
14-17 управляемые сигналом с выхода
I блока 24 формирования коммутирующего сигнала, подключенного выходом к управляющим входам ключей 14-17, а входом к выходу блока 1 линейного преобразования тока.
Иасштабирующие блоки 7-10 задают коэффициенты пропорциональности между рабочим и тормозным сигналом, значения которых выбирают в зависимости от положения сторон характеристики срабатывания с выходом масштабирующих блоков 7-10. Сигналы поступают на вход миниселектора 18, предназначенного для получения результирующеJro тормозного сигнала. Сигнал с выхода миниселектора 18 поступает на
902142
4 ъ у у
4 04 э 4 3 к1 1 .2=
К щ СО (= 04) где К вЂ” комплексный коэффициент
1 преобразования тока;
К " комплексный коэффициент
ИИ
1 преобразования напряжения, ф — угол сдвига фазы входного т04. сигнала фазоповоротным блоком 6, Ч вЂ” угол между входным током и напряжением.
Полученное выражение представляет собой коническое уравнение прямой в полярных координатах с параметрами:
P -1 в — расстояние от начала
Y.
КИН
l координат до прямой;
% - - угол наклона перпенди04 куляра, восстановленного к прямой из начала координат.
Аналогичньм образом можно показать что характеристиками срабатывания ю 1 ди аэонах JIGB (Q j (Чe-® (1 -$ ) являются прямые с парамет9- 4о
1 один вход основного ср внения блока
21, а на другой вход последнего поступает сигнал с масштабирующего блока
ll которые формируют основную характеристику 26 срабатывания (фиг,2) °
Для получения дополнительной характеристики 27 срабатывания (фиг.2} . служит блок 20 сравнения, на один вход которого подают сигнал с выхода миниселектора 18, а на другой с 10 выхода формирователя 23 модуля через масштабирующий блок 12. С выхода блока 21 сравнения сигнал поступает на один, а с выхода сравнивающего устройства 20 — на другой вход реагирую- 15 щего органа 25 блокировки при качаниях.
Подключение выходов масштабирующих блоков 8-10 непосредственно, а выхода масштабирующего блока 7 через 2о масштабирующий блок 13 ко входам миниселектора 19 и подключение выхода последнего к одному входу блока
22 сравнения, на другой вход которого подают сигнал с формирователя 25
28 модуля через масштабирующий блок
11, позволяет просто сформировать характеристику 28 срабатывания (фиг.2) для второй ступени защиты.
Формирование сигнала срабатывания 5g или несрабатывания блоков 20-22 сравнения определяется временем, в течение которого рабочий сигнал больше тормозного, Если это время больше или равно времени уставки блока р З5 сравнения t, то формируется сигнал срабатывания, в противном случае— несрабатывания. Рабочий сигнал представляет собой выпрямленное двухпэлупериодное напряжение ер, подаваемое с выходов масштабирующих блоков 11 и 12. Тормозной сигнал е формируется на выходе миниселекторов 18 и 19 в виде наименьшего из входных сигналов.
Временные диаграммы, иллюстрирующие поведение устройства на границе области срабатывания 26 в диапазоне углов Lp ф (фиг.2) между током и ч напряженном в месте установки защиты, приведены на фиг.3. Позиции 1-3 соответствуют временным диаграммам в точках ф, <6, 9>, лежащим в диапазоне (9 -V ). Срабатывание устройсто ва определяется углом, заключенным между точками пересечения рабочего сигнала е с тормозным е . Такими
Р точками являются: точка Я, образованная пересечением рабочего сигнала с е З и точка g+, образованная пересечением рабочего сигнала с перпендикуляром, восстановленным в месте прохождения е+ через ось (g4, В соответствии с этим условием срабатывания получается равенство где t — уставка элемента времени сравнивающего устройства.
Исходным выражением для получения характеристики срабатывания является следующая зависимость: где ф — угол поворота фазоповоротноОЪ
ro блока, Принимая во внимание, что и сделав соответствующие преобразования, получим уравнение срабатывания в плоскости
902142
Формула изобретения
7 рами (g /1 М ЧЪ1), (K /Кцг, о ), („/ „ В, о .
Реализация основной и дополнительной характеристики срабатывания на основе многократного использования одних и тех же блоков позволяет увеличить стабильность зоны фиксации качаний, что расширяет функциональные возможности устройства.
Устройство для дистанционной защиты линии электропередачи, содержащее блок линейного преобразователя тока, блок линейного преобразования на— пряжения, выход которого подключен ко входам фазопоэоротных блоков IIo числу сторон характеристики срабатывания, масштабирующие блоки по числу сторон характеристики срабатывания, основной и дополнительный блоки сравнения, выходы которых подключены ко входам реагирующего органа блокировки при качаниях, выход которого является одним выходом устройства, отличающееся тем,что,с целью расширения функциональных возможностей, в устройство дополнительно введены ключи по числу с"горок характеристики сравнивания, блок формирования коммутирующего сигнала, два миниселектора, блок сравнения, формирователь модуля и три масштабирующих блока, при этом выход блока линейного преобразователя тока подключен ко входу блока формирования коммутирующего сигнала и входу формирователя м уля, выход которого через один, вновь введенный масштабирующий блок подключен к одному входу дополнительного блока сравнения,.а также через другой вновь введенный масштабирующий блок подключен к одному входу основного блока сравнения и одному входу вновь введенного блока сравнения, выход блока фор10 мирования коммутирующего сигнала подключен к управляющим входам ключей, включенных между выходами фазоповоротных блоков и входами масштабирующих блоков, выход одного из ко15 торых подключен непосредственно ко входу одного миниселектора и через третий вновь введенный масштабируюо щий блок ко входу другого миниселектора, а выходы всех остальных упомящ нутых масштабирующих блоков подключены непосредственно ко входам обоих миниселекторов, выход одного из которых подключен к другим входам основного и дополнительного блоков срав2З нения, а выход другого миниселектора подключен к другому входу вновь введенного блока сравнения, выход которого является другим выходом устройства.
ЗО
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Федосеев А.М. Релейная защита . электрических систем. М., "Энергия",. зю 1976
2. Фабрикант В.Л. Дистанционная защита. M. "Высшая школа", 1978.
3. Авторское свидетельство СССР
-445096, кл. Н 02 H 3/40, 1972, 902)42
По,(, ЖВЯ Pg
Составитель Т.Щеголькова
Редактор Е.Лушникова Техред А. Бабинец . Корректор О. Билак
Заказ 12401/65 Тираж 669 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открмтий
1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
