Устройство для отключения электрической цепи при нарушении синхронизма между двумя частями энергосистемы

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (uI907693 (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 811403 (22) Заявлено 2902SO (21) 2888796/24-07 с присоединением заявки Нов

f$)) Кп 3

H 02 J 3/24

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230282. Бкъллетеиь Ио 7 (33 УДК 62>.3i6..925 (088.8) Дата опубликования описания 230?82 (72) Авторы изобретения

Е.П. Королев и С.М. Куцовский

Горьковское отделение Ордена Октябрьской,Фево)Ъоьщи всесоюзного государственного проектно-из4скательскоГо и научно-исследовательского института эцергетичеЖих систдтв. и электрических сетей Энергосетьпро кт

/ (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ-.ЦЕПИ

ПРИ НАРУШЕНИИ СИНХРОНИЗМА МЕЖДУ ДВУМЯ ЧАСТЯМИ

ЭНЕРГОСИСТЕМЫ

1 2

Изобретение относится к электротехнике, а именно к противоаварийноЯ автоматике энергосистем и может быть использовано, например, для отключения электрической цепи вблизи минимума огибающей тока биений при асинхронном ходе в энергосистеме.

По основному авт. св. 9 8l1403 известно устройство для отключения электрической цепи при нарушении синхронизма между двумя частями энергосистемы, содержащее блок выделения огибающей тока биений, к выходу которого подключен первый дифференцирующий блок, выход которого соединен с входом блока пуска по времени опережения, выход которого соединен с пусковым входом первого блока измерения и памяти мгновенного значения огибающей тока биений, «одключенного своим входом к выходу блока выделения огибающей тока биений и ко второму входу первого компаратора, а выходом - к первому входу. первого компаратора, второй дифферен» .цирующий блок, к выходу которого подключен вход первого блока однополупериодного выпрямителя, первый расширитель импульсов и исполнительный орган, в котором дополнительно введены второй компаратор, второй . блок измерения и памяти мгновенных значений огибающей тока биений, вход которого соединен со вторыми входами первого и второго компараторов, пусковой вход — с выходом блока пуска по времени опережения, а выход - c первым входом второго компаратора, третий дифференцирующий блок, второй блок однополупериодного выпрямителя и первая логическая схема ИЛИ, выход которой через упомянутый расширитель импульсов подключен к исполнительному органу, а первый и второй входы — соответственно к выходам первого и второго блоков однополупериодного выпрямителя, прячем выход первого компаратора соединен с входом второго дифференцирующего блока, а выход второго компаратора через третий дифференцирующий блок подключен к входу второго блока однополупериодного выпрямителями!1.

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно срабатывает однократно, причем к собственному времени действия устройства всегда добавляется время действия автоматики выявления асинхронного з0 хода, подключающей вход устройства

907693

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме при отсутствии асинхронного хода и наличия периодического тока на входе блока 1 на его выходе формируется постоянное напряжение, что соответствует нулевой частоте скольжения. На выходе блока 2 сигнал отсутствует, так как первая производная от постоянной величины равна нулю. Следовательно, иа выходе блока 3 пуска сигнала тоже не будет. При этом блоки 4 и 5 работают в.режиме масштабных усилителей с коэффициентами передачи К = 1+ А и К = 1- Ь, где

Ьи О, 05-0, 1. Это необходимо, чтобы не срабатывали компараторы 6 и 7 ,при отсутствии пуска от блока 3, а к датчикам тока. Возврат устройства в исходное состояние осуществляется после отключения цепи или прекращени я асинхронного хода.

Кроме того, недостатком является необходимость выполнения условия пуска от автоматики выявления асинхронного хода в интервале времени, когда первая производная огибающей тока биений имеет отрицательную полярность с тем, чтобы обеспечить необходимую точность отключения цепи ® в минимум тока биений путем запуска блока задержки в конце отрицательной полуволны.

Известные устройства автоматики выявления асинхронного хода не имеют 35 таких органов контроля знака первой . производной тока биений.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности работы устройства. 20

Эта цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено логической схемой НЕ и логической схемой И, выход которой подключен к входу первого расширителя импульсоэ, первый вход — к выходу первой логической схемы ИЛИ и к входу логической схемы НЕ, а второй вход предназначен для ввода разрешающего сигнала от устройства автоматики выявления асинхронного хода, а выход логической схемы НЕ подключен к блоку пуска по времени опережения.

При этом блок пуска по времени опережения содержит первый и второй нуль-органы, реагирующие соответст- венно на положительную и отрицательную полярность сигналов, входы которых объединены и подключены к выходу упомянутого первого дифферен« цирующего блока, логическую схему ИЛИ,4Ц блок задержки, расширитель импуль.сов, вход которого подключен к выходу второго нуль-органа, и первую логическую схему И, выход которой подключен к первому входу логической 4 схемы ИЛИ, а второй вход - к выходу расширителя импульсов, вторую логическую схему И, выход которой подключен к входу блока задержки и к второму входу логической схемы ИЛИ, О выход которой соединен с первым входом второй логической схемы И, второй вход которой подключен к выходу упомянутой логической схемы НЕ, а выход первого нуль-органа соединен с первым входом первой логической схемы И.

На фиг ° 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений на выходах основных блоков схемы для двух случаев: при 1 „с Тst2 Я) (фиг. 2,а) и при 1 „Т (фиг ° 2,б) .

Здесь t — задайное время опереon жения;

Т вЂ” период огибающей тока

Ъ. биений. 65

Устройство содержит блок 1 выделения огибающей тока биений, первый дифференцирующий блок 2 для выделения первой производной огибающей тока биений, блок 3 пуска по времени опережения для получения на выходе устройства сигнала с заданным временем опережения по отношению к моменту отключения цепи, первый 4 и второй 5 блоки измерения и памяти мгновенных значений огибающей тока биений, непрерывно измеряющие до пуска от блока 3, а после пуска от блока 3 запоминающие мгновенное значение огибающей, измеренное к моменту пуска, и предназначенные соответственно дл я р аботы уст рой ст в а при t оя (Т и при 1 ) Т, первый компаратор 6, срабатывающий при превышении сигнала от блока 4 по отношению к сигналу от блока 1, второй компаратор 7, срабатывающий при снижении сигнала от блока 5 ниже сигнала от блока 2, второй 8 и третий 9 дифференцирующие блоки, формирующие узкие импульсы в начале и конце сигналов соответственно с выходов компараторов 6 и 7, первый 10 и второй 11 блоки однополу,периодного выпрямпения,выделяющие импульсы, сформированные соответственно в блоках 8 и 9 из задних фронтов сигналов от компараторов 6 и 7, первую логическую схему ИЛИ 12, логическую схему НЕ 13, логическую схему И 14, первый расширитель. 15 импульсоэ и исполнительный орган 16.

Блок 3 пуска по времени опережения содержит первый 17 и второй

18 нуль-органы, предназначенные для формирования прямоугольных импульсов соответственно из положительных и отрицательных полуволн первой производной огибающей тока биений, расширитель 19 импульсов, первую логическую схему И 20, логическую схему ИЛИ 21, вторую логическую схему И 22 и блок 23 задержки для задания уставки по времени опережения.

907693

Если частота скольжения такова, 4

on и 5 произойдет в области снижения огибающей тока биений (фиг. 2,б).

Это значит, что сигнал на выходе блока 4 после запоминания в момент пуска будет оставаться выше сигнала

65 от от блока 1 и компаратор б останется также для правильного функционирования устройства в режимах как с

ton с Т9(, так и с to>7 Tg) . Так как не срабатывают компараторы 6 и 7, то не возбуждаются и все последующие блоки, и исполнительный орган

16 не срабатывает. Срабатывания измерительного органа 16 не произойдет даже в случае прохождения помехи от блока 1 через блоки 4 или 5 до схемы И 14, так как на втором входе логической схемы И 14 нет сигнала от автоматики выявления асинхронного хода.

При возникновении асинхронного хода в сети ток на входе блока 1 содержит огибающую биений, изменяющуюся с частотой скольжения W». В блоке 1 выделяется огибающая биений и поступает на блок 2, где дифференцируется и подается на нуль-органы

17 и 18.

Если первой приходит отрицательная полуволна, то первым формирует импульс нуль-орган 18, этот импульс расширяется в расширителе .19 на время, достаточное для перекрытия возможной паузы между окончанием сигнала от нуль-органа 18 и появлением от нуль-органа 17 с тем, чтобы было обеспечено кратковременное совпадение сигналов на входах логической схемы И 20. Сигнал с выхода схемы

И 20 через логическую схему ИЛИ 21 и логическую схему И 22 подается на блок 23 задержки и одновременно запоминается путем обратной связи с выхода схемы И 22 на второй вход схемы ИЛИ 21. Указанное прохождение сигнала к блоку 23 возможно только при наличии сигнала логической единицы на втором входе схемы И 22 от логической схемы НЕ 13, что всегда имеет место при отсутствии сигнала на выходе блока 23, т.е. когда блоки

4 и 5 не имеют сигнала на пусковых входах. На выходе блока 23 сигнал появляется через время, равное требуемому времени опережения он . Если первой приходит положительная полуволна от блока 2, то первым начинает

Формировать прямоугольный импульс нуль-орган 17. Однако сигнал от нуль-органа 17 через схему И 20 не пройдет, так как на втором входе схему И 20 сигнал появится от расширителя 19 только после окончания сигнала от нуль-органа 17. Такая схема обеспечивает прохождение положительного сигнала лишь после окончания предыдушего отрицательного, чем исключается возможность пуска блока 23 в произвольный момент положительной полуволны первой производной огибающей тока биений.

Если частота скольжения такова, что toä Туд, то в момент запуска от блока 23 блоков 4 и 5 в них включают ся органы памяти и отключаются входные цепи..Как только сигнал от тока

1 станет выше сигнала с выхода блока компаратор 6 сработает и останется в этом состоянии до момента, когда сигнал от блока 1 станет ниже сигнала от блока 4.

С момента пуска блока 4 и до окончания сигнала на выходе компаратора

6 компаратор 7 остается в несработанном состоянии, так как напряжение на выходе блока 5 не превышает напряжение от блока 1. Сигнал с выхода компаратора 6 (по длительности равный Ts — 2 to> ), дифференцируется в блоке 8, на выходе которого выра15 батываются узкие импульсы положительной полярности в момент появления сигнала от компаратора б и отрицательной — в.момент его окончания.

Однополупериодным выпрямителем 10 выделяется только отрицательный импульс, соответствующий моменту времени, в который должен появляться сигнал на управление выключателем с учетом требуемого времени опережения. Сигнал с выхода выпрямителя 10

25 через логическую схему ИЛИ 12 поступает на первый вход логической схемы И 14 и проходит дальше на вход расширителя импульсов 15, если на втором входе схемы И 14 была логическая единица, свидетельствующая о том, что автоматика выявления асинхронного хода сработала. Одновременно импульс с выхода схемы ИЛИ 12 подается на вход логической схемы

НЕ 13 чем обеспечивается краткоt временный нулевой сигнал на втором входе логической схемы И 22, возвращаюший в исходное состояние блок 23 задержки и сбрасываюШий память в блоках 4 и 5. Сигнал с выхода схемы

40 И 14, расширенный в расширителе 15, подается на исполнительный орган 16.

Если на втором входе схемы И 14 к моменту прихода импульса схемы ИЛИ 12 был логический нуль, то сигнал на

45 исполнительный орган 16 не пройдет, а после сброса блоков 3, 4 и 5 начинается новый цикл с начала следующего периода биений (фиг. 2,а). Момент сброса блока 3 совпадает с мо5Q ментом прекращения сигнала на выходе компаратора б, а вследствие отключения памяти в блоках 4 и 5 они переходят в режим масштабных усилителей. При этом изменений в состоянии компаратора 7 не наступит, так как сигнал с выхода блока 5 остается ниже сигнала от блока 1.

907693

Формула изобретения

1. Устройство для отключения электрической цепи при нарушении синхронизма : между двумя частями энергосистемы по авт. св. 9 811403, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, оно дополнительно снабжена .логической схемой НЕ и логической схемой И, выход которой подключен

35 несработанным. Компаратор 7 срабо тает практически сразу же после пуска блока 5, как только сигнал от блока 5 станет выше, чем от блока 1.

Сигнал от компаратора 7 проходит через дифференцирующий блок 9 и выпрямитель 11 на второй вход логической схемы ИЛИ 12 и далее так же, как это было описано для случая с ой я 2

Устройство правильно работает так- ц же в случаях, когда оп> Т .

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность отключения асинхронного хода в минимум тока биений, что облегчит условия работы высоковольтных выключателей и снизит перенапряжения в ,сети и снизить время от момента выявления асинхронного хода до его отключения.

Технико-экономический эффект от 2Î применения предлагаемого устройства достигается за счет повышения устойчивости энергосистем и отдельных объектов, а также повышения срока службы электроэнергетического оборудования. к входу первого расширителя импульсов, первый вход — к. выходу первой логической схемы ИЛИ и к входу логической схемы НЕ, второй вход предназначен для ввода разрешающего сигнала от устройства автоматики выявления асинхронного хода, а выход логической схемы НЕ подключен к блоку пуска по времени опережения.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок пуска по времени опережения содержит первый и второй нуль-органы, реагирующие соответственно на положительную и отрицательную полярности сигналов, входы которых объединены и подключены к выходу упомянутого первого дифференцирующего блока, логическую схему ИЛИ, блок задержки, расширитель импульсов, вход которого подключен к выходу второго нуль-органа, и первую логическую схему И, выход которой подключен к первому входу логической схемы ИЛИ, а вторОй вход — к выходу расширителя импульсов, вторую логическую схему И, выход которой подключен к входу блока задержки и к второму входу логической схемы ИЛИ, выход которой соединен .с первым входом второй логической схемы И, второй вход которой подключен к выходу упомянутой логической схемы НЕ, а выход первого нуль-органа соединен с первым входом первой логической схемы И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2736837/07, кл. Н 02 J 3/24,. 1979.

907693

Составитель К. Фотина

Редактор Л. Гратилло Техред А.Ач Корректор А. Гриценко

Заказ 609/65 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений н открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4