Устройство для релейной защиты электроустановки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15. 12. 80 (21.) 3217004/24-07 )%1) М. КЛ.З

Н 02 Н 7/00 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 3007.82. Бюллетень ¹ 28

1эЗ) УДК 621. 316. .925 (088.8) Дата опубликования описания 30.07.82

С. Я. Петров, К.С. Дмитриев и Е. В. Лысенко . (72) Авторы изобретения

1а арстветтйыи ьскЯ--.„-„. :-,.„":, „1,-,:

) @ И

Ордена Октябрьской Революции всесоюзный гос проектно-изыскательский и научно-исследоват институт энергетических систем и электричес Энергосетьпроект (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной за- щите и автоматике энергосистем.

Известны устройства релейной защиты (РЗ) с исполу.зованием управляющих ЭВМ, основанные на обработке в

ЭВМ мгновенных значений электрических величин, пропорциональных в общем случае линейной комбинации мгновенных токов, напряжений и их производных по времени защищаемой электроустановки, преобразуемых в числовой код и вводимых в ЭВМ при помощи аналого-цифрового преобразователя (АЦП) циклически с периодом цикла порядка

0,5-2 мс. В ЭВМ введенные коды величин используются либо для выделения (цифровой фильтрации) мгновенных значений основной гармоники, либо для вычисления интегральных параметров основной гармоники каждой величины, таких как модуль и фаза, при помо ци которых в случае реализации, например, дистанционной защиты ЛЭП вычисляют модуль и аргумент или активную и реактивную составляющие входного сопротивления защищаемой ЛЭП. Сравнивая полученные параметры входного сопротивления с граничными значениями, заданными характеристикой срабатывания, определяют повреждено или нет защищаемое присоединение, и, соответственно, выводят или не выводят из ЭВМ дискретный сигнал на отключение выключателя защищаемого присоединения (1) и (2).

К недостаткам известных устройств относятся большой объем измерений и соответственно большие затраты времени на ввод большого числа мгновенных значений в ЭВМ и их цифровую фильтрацию для выделения составляющих основной частоты, вследствие чего уменьшается количество присоединений, которые можно защитить при использовании одной ЭВМ, а также пониженная точность работы в реальном диапазоне изменении токов и напряжений при к.з., связанная с тем, что не удается обеспечить необходимую точность измерения малых мгновенных значений величин.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство релейной защиты

25 с использованием ЭВМ (3).

Однако известное устройство обладает недостаточным быстродействием, так как на вьщеление составляющих основной частоты из последовательное

З0 сти мгновенных значений необходимо

947938 время не менее оцного периода проьыаленной частоты, и лишь после этого начинается обработка выделенных составляющих, Кроме того, и звестному устройству присущи недостаточная эффективность использования оборудова- 5 ния (малое количество защищаемых при помощи одной ЭВМ присоединений), недостаточная отстроенность от переходных электромагнитных процессов при к.з. и узкий рабочий диапазон 1{) токов и напряжений защиты.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, увеличение диапазона токов и напряжений и уменьшение влияния переходных 15 электромагнитных процессов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для релейной защиты электроустановки, содержащее линейные преобразователи тока и напряжения, подключенные к выходу измери20

1тельных трансформаторов тока и напряжения электроустановки, и функционально связанную с ними управляющую

ЭВМ, дополнительно содержит интегральные дискретные преобразователи пе25 ременного напряжения в постоянное, выполненные из последовательно соединенных презиционных выпрямителя, дискретно управляемого o= ЭВМ интегратора и емкостной ячейки памяти с управлением от ЭВМ, которые включены между выходами всех линейных преобразователей и входами ЭВМ, выходное напряжение каждого из которых на очередном интервале интегрирования длительностью Ти„, кратной половине периода напряжения сети, сохраняется постоянным и равным интегралу и+Тинт 40

)u,„(ц/а и за предыдущий интервал интегрирования.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства защиты; на фиг. 2 — схема интегральнодискретного преобразователя.

Устройство защиты содержит измерительные трансформаторы 1 тока и измерительные трансформаторы 2 напря- 50 жения защищаемого присоединения электроустановки, причем входы трансформаторов 1 и 2 подключены к входам пинейных преобразователей 3 тока и напряжения, выходы которых подключены к входам интегральных дискретных преобразователей 4, выходы которых подключены к входам ЭВМ 5.

Выход б ЭВМ подключен к управляющим входам интегральных дискретных преобразователей 4, а выход 7 ЭВМ— к цепям отключения выключателя 8 защищаемого присоединения.

На входы 9 ЭВМ подаются сигналы с выхода интегральных преобразователей другого защищаемого присоединения, 65 а с выхода 10 ЭВМ подается сигнал на отключение его выключателя.

На вход 11 ЭВМ при работе ее в ждущем режиме подается пусковой сигнал, по которому производят передачу управления ЭВМ от фоновых программ на программу релейной защиты.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

На входах интегральных преобраэо" вателей непрерывно имеются напряжения, пропсрциональные линейным комбинациям токов и напряжений защищаемого присоединения.

При непрерывном режиме выполнения задачи защиты с выхода б ЭВМ периодически выдаются управляющие сигналы, благодаря которым в каждом интегральном преобразователе циклически происходит одновременное интегрирование с нулевыми начальными условиями абсолютных мгновенных значений входного напряжения на дискретных интервалах ю интегрирования Тр т,кратных половине периода промышленной частоты. Полученное значение интеграла запоминается в виде неизменного напряжения на время следующего интеграла интегрирования, в течение которого это напряжение преобразуется в цифровой код входными устройствами ЭВМ и вводится в память ЭВМ, а коды, соответствующие выходным напряжениям отдельных преобразователей, и вычисленные по ним величины в ЭВМ сравниваются между собой или с заданными уставками, в то время как интегрирование входных напряжений преобразователей вновь производится с нулевыми начальными условиями.

При выполнении условии срабатывания защиты на выходе 7 ЭВМ вырабатывается сигнал, действующий на от-, ключение выключателя поврежденного присоединения.

При ждущем режиме работы ЭВМ на выходе 6 отсутствуют управляющие сигналы, и выходное напряжение всех интегральных преобразователей 4 равно нулю, а ЭВМ производит решение фоновых задач нормального режима.

Выдача управляющих сигналов с выхода б ЭВМ, последующее появление выходных напряжений интегральных преобразователей, преобразование их в цифровой код, ввод в память ЭВМ, вычисления и проверка условий срабатывания -ащиты начинаются после появления пускового сигнала, подаваемого на вход 11 ЭВМ от пускового органа, реагирующего на изменение режима электроустановки.

Интегральный дискретный преобразователь .4 может быть выполнен, например, по структурной схеме (фиг.2) и содержит презиционный выпрямитель

12, дискретно управляемый интегратор

947938

13 и емкостную ячейку 14 памяти с управленйем от ЭВМ.

Управляющие сигналы с выхода 6 3ВМ обеспечивают интегрирование с нулевыrm начальньпм условиями абсолютных мгновенных значений входного напряжения преобразователя на дискретных интервалах интегрирования Тийт и запоминание полученного интеграла в виде постоянного напряжения на время следующего интервала интегрирования.

По структурной схеме предлагаемого устройства (фиг. 1) могут быть реализованы различные виды релейной защиты — ненаправленные и направленные ступенчатые токовые защиты, дистанционные ступенчатые защиты с ненаправленными и направленными ступенями, дифференциальные токовые защиты.

Благодаря интегрированию абсолютных мгновенных значений входных напряжений преобразователей и кратности интервала интегрирования полупериоду основной частоты существенно снижается влияние свободных составляющих электромагнитного переходного процесса при к.з.

Использование в предлагаемом устройстве интегральных значений электрических величин, отражающих состояние защищаемого присоединения на ин. тервале интегрирования, позволяет в

10-20 раз по сравнению с известным устройством уменьшить объем вводимой в ЭВМ первичной информации, необходимой для проверки условий срабатывания защиты, что дает возможность при помощи одной ЭВМ осуществить защиту большего числа. присоединений.

При использовании интегральных значений электрических величин не требуется вводить в ЭВМ значения, составляющие десятые и сотые долиот амплитуды этих величин, благодаря чему обеспечивается увеличение рабочего диапазона токов и напряжений при заданной точности.

Формула изобретения

Устройство для релейной защиты электроустановки, содержащее линейные преобразователи тока и напряжения, подключенные к вйходу измери тельных трансформаторов тока и напряжения электроустановки, и функци онально связанную с ними управляющую электРонную вычислительную машину (ЭВМ), .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональ- . ных возможностей путем защиты большего числа присоединений электроустановки, увеличения рабочего диапазона токов и напряжений, а также уменьшения влияния переходных электромагнитных процессов, оно дополнительно снабжено интегральными дискретными преобразователями переменного напряжения в постоянное, выполненными из последовательно соединен.ных прецизионного выпрямителя, дискретно управляемого от ЭВМ интегратора и емкосной ячейки памяти с управлением от ЭВМ, которые включены между выходами всех линейных преобразователей и входами ЭВМ, выходное напряжение каждого из которых на очередном интервале интегрирования

g5 длительностью Ч крт, кратной половине периода напряжения сети, постоянно и равно интегралу н+Тинт к(I о,„ law и

30 за предыдущий интервал интегрирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

35 1. Ramamoorty М, A not on impedance measurement using digital

lomputers.-IEE-IERE Pros (India), 1971, V. 9, N 6,243-7 °

° 2. Phadke А.G., Hlibka Т», Ibra4О him М. A digital computer system for

EHV substations, analysis and field

tests ° -IEE Trans on PAS, 1976, V. 95, N 1, р. 291-301.

3. Активные фильтры симметричных составляющих. Измерительные органы

45; сопротивления с применением средств вычислительной техники.— Отчет о НИР

МЭИ, 9 Б 648292, ч. VII, М., 1978.

947938

Составитель Л. Корнеева

Техред Т. Фанта Корректор И. "1уска

Редактор A. Огар

Заказ 5666/77

Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4