Устройство для измерения расстояния до места повреждения на линиях электропередачи

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сочв Советскмк

Соцмапмстмчвскмк

Рес убп

<11;980023 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву —. (51)М. Кл. б 01 R 31/08 (22) Заявлено 29.04.81 (21) 3281063/18-21 с присоединением заявки М—

3ЬвударствеввыН комитет

СССР ае делам изобретений в отериткй (23) ПрмормтетОпу0л икова но 07, 1 2. 82. Бюллетень №45

Дата опубликованмя описания 07.12.82 (53) УДК 621.315 (088.8) 5

Э. К. Федоров 1 - у

i ;, ъ. Т

В

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знаме4ц научно-.исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ

НА ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств обнаружения места повреждения на линиях электропередачи.

Известно устройство для определения расстояния до места повреждения на линиях с двухсторонним питанием, содержащее трансформаторы тока или напряжения, блоки выпрямления и сглаживания, цепь из порогового элемента и элемента вре мени для запуска устройства, запоминающие конденсаторы, управляющие реле, интеграторы, блоки компарации, счетчики, дешифраторы и блоки индикацииИ3

Недостаток устройства — невозможность определения расстояния до места повреждения на линиях с односторонним питанием.

Кроме того, указанное устройство иэ- за наличия управляющих реле имеет недоста-20 точно высокое быстродействие и надежность.

Наиболее близким к .предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения отношения двух величин, которое может быть использовано для измерения расстояния до места повреждения. Устройство содержит измерительные трансформаторы тока и напряжения, блоки выпрямления и сглаживания, два блока изменения знака сигнала с электронными ключами, два интегратора, пороговые элементы, нуль-индикатор, триггер123.

Недостатками известного устройства являются невысокая точность измерения из еа погрешности при измерении фазы между током и напряжением, а также его сложность, Бель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее промежуточные трансформаторы тока и напряжения соответственно числу фаз контролируемой линии, блок выпрямления и сглаживания тока, пороговый элемент, первий и второй элементы времени, интегратор, 3 9800 блок компарации, первый и второй ключи, блок индикации, блок изменения знака сигнала, введены переключатель, фазочувствительный блох выпрямления и сглаживания напряжения, третий ключ, первый и второй элементы И, счетчик импульсов, дешифратор, причем выходы промежуточных трансформаторов тока и напряжения соединены с входами переключателя, один из выходов которого соединен с входом 10 блока выпрямления и сглаживания тока и с одним из входов фазочувствительного блока выпрямления и сглаживания напряжения, другой выход переключателя соединен с другим входом фазочувствитель- 15 ного блока выпрямления и сглаживания напряжения, выход которого через последовательно соединенные блок изменения знака сигнала и интегратор соединен с одним из входов блока компарации, выход 20 которого соединен с управляюшими входами первого и второго ключей и с первым входом первого элемента И, выход котс рого через последовательно соединенные счетчик импульсов и дешифратор соединен 25 с входом блока индикации, второй вход первого элемента И соединен через третий ключ с одним из входов интегратора, с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом на- Зр чального сброса счетчика импульсов, а первый вход второго элемента И соединен . с выходом порогового элемента и с входом первого элемента времени, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с входом второго элемента времени, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход блока выпрямления и сглаживания тока соединен с входом порогового элемента и с входом первого ключа, выход которого соединен с одним из входов блока компарации, а выход второго ключа соединен с одним из входов блока изменения знака сигнала.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для трехфазной контролируемой сети; на фиг. 2 — один из вариантов принципиальной схемы отдельных блоков устройства; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняюшие работу устройства.

Устройство соде ркит промежуточные трансформаторы 1 — 3 тока и 4 — 6 напряжения, подключенные к фазам Д,Я, С переключатель 7, обеспечиваюший выбор поврежденных фаз тока и напряжения, блок 8 выпрямления и сглаживания тока, 23 фазочувствительный блок 9 выпрямления и сглаживания напряжения, пороговый элемент 10, соответственно первый и второй элементы 11 и 12 времени, соответственно первый, второй, и третий ключи 13» 15, блок 16 изменения знака сигнала, интегратор 17, блок 18 компарации, соответственно первый и второй элементы И 19 и 20, счетчик 21 импульсов, дешифратор 22, блок 23 индикации.

На фиг. 2 представлена принципиальная электрическая схема блоков 10-21.

Работа устройства заключается в определении реактивной составляюшей комплексного сопротивления цепи, пропорциональной расстоянию до места повреждения.

Устройство работает следуюшим образом.

При возникновении короткого замыкания переключатель 7 обеспечивает выбор поврежденных фаз, и на выходах блока 8 выпрямления и сглаживания тока и фазочувствительного блока 9 выпрямления и сглаживания напряжения соответственно появляются отрицательный сигнал » К„ Д и положительный сигнал K U S1H%При возникновении короткого замыкания блок 7 переключения обеспечивает выбор выпрямления поврежденных фаз, и на выходах блоков 8 и 9 соответственно, появляются выпрямленные и сглаженные положительное напряжение Ки U51 V и отрицательное — К1 2 . При этом под действием напряжения - t(- Д срабатывает поро4 говый элемент 10 и на его выходе появляется отрицательный сигнал. Так ках в первый момент времени первый элемент

11 времени не изменяет своего состояния, то в течение времени его выдержкиф.о (фиг. 3) на входах 1 и 2 второго элемента 20 И присутствуют отрицательные разрешаюшие сигналы. При этом второй элемент 20 И срабатывает и обеспечивает Сброс счетчика 21 в начальное состояние. В течение времени, примерно равного 0,04 с, обеспечивается заряд емкостей сглаживаюших фильтров в блоках 8 и 9, а напряжения — К„. Ди Кд(Jqppgдостигают значений, близких к установившимся. Под действием отрицательного сигнала, снимаемого с выхода элемента 11 времени, третий ключ 15 открыт, емкость интегратора 17 разряжена, а сигнал на его выходе отсутствует. При этом на выходе блока 18 компарации присутствует положительный сигнал, поэтому первый и второй ключи 13 и 14 закрыты. После истечения выдержки времени 1 о на выходе

5 980023 первого элемента 11 времени появляется положительный сигнал, поступаюший на вход 2 второго элемента 20 И и обеспечиваюший его блокирование. Так как в первый момент времени второй элемент 5

12 времени не изменяет своего состояния, то в течение времени его выдержки

t>- о(фиг. 3), примерно равного 0,04с, на втором и третьем входах первого элемента 19 И присутствуют положительные разрешаюшие сигналы и обеспечивается возможность счета количества импульсов напряжения Цб, поступаюших на первый вход первого элемента 19 И с выхода блока 18 компарации. Положительный сигнал с выхода первого элемента 11 времени поступает также на вход третьего ключа 15 и закрывает его. Так как в первый момент времени первый и вто- рой ключи 13 и 14 закрыты, то сигнал 20

К„3 проходит на вход блока 18 компарации элемента без изменения, а сигнал

КиО МЧ преобразуется в блоках 16 и

17 таким образом, что с выхода интегра тора 17 снимается интегрированное значение этого сигнала в виде напряжения

Ц (фиг. 3), увеличиваюшегося по линейному закону. При достижении величины этого напряжения () +К„. 3 ((момент времени 4. на фиг. 3) происходит переклю-56 чение блока 18 компарации и íà его выходе появляется отрицательный сигнал (J, При этом первый и второй ключи 13 и

14 открываются, напряжение сигнала V,.J, 1 / поступающее на вход блока 18 компарации, становится равным нулю, а напряжение О начинает уменьшаться по линейному закону из за изменения знака сигнала

)(и(), и при помоши блока 16 изменения знака сигнала. В момент времени 4 Я напряжение 0 уменьшается до нуля и меняет знак, что приводит к появлению положительного напряжения )6 на выходе блока 18 компарации. При этом первый и второй ключи 13 и 14 закрываются и 45

1 цикл работы повторяется. Длительность импульсов ()< и 06 прямо пропорциональна напряжению К„. 1 и обратно пропорциональна напряжению (ц Ц 1 ф. При этом количество И импульсов в течение заданного времени отсчета 1„,— прямо пропорционально реактивной составляюшей комплексного сопротивления, т. е.

Ku0 Sin g

И= =k2518

55 и, следовательно, пропорционально расстоянию до места повреждения. После истечения выдержки времени второго элемента времени 12 (в момент времени- и), на выходе его появляется отрицательное напряжение, первый элемент 19 И блоки« руется и прекрашает счет импульсов.

При выборе достаточно большой "емкости" счетчика, обеспечиваюшей счет импульсов достаточно высокой частоты, обеспечивается повышенная точность из а уменьшения динамической погрешности ! обусловленной неустановившимся значением напряжений К„- Д и }((/г д . При выборе времени счета о, кратного периоду промышленной частоты, точность указателя также повышается из за уменьшения погрешности, обусловленной некачественным сглаживанием измеряемых напряжений, так как количество импульсов И пропорционально среднему значению величин и практически не зависит от уровня переменной составляюшей. Последнее приводит также к уменьшению погрешности измерения при искажении формы входного тока и напряжения.

Формула изобретения

Устройство для измерения расстояния до места повреждения на линиях электропередачи, содержашее промежуточные трансформаторы тока и напряжения соответственно числу фаз контролируемой линии, блок выпрямления и сглаживания тока, пороговый элемент, первый и второй элементы времени, интегратор, блок компарации, первый и второй ключи, блок индикации, блок изменения знака сигнала, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения в него введены переключатель, фазочувствительный блок выпрямления и сглаживания напряжения, третий ключ, первый и второй элементы И, счетчик импульсов, дешифратор, причем выходы промежуточных трансформаторов тока и напряжения соединены с входами переключателя, один из выходов которого соединен с входом блока выпрямления и сглаживания тока и с одним из входов фазочувствительного блока выпрямления и сглаживания напряжения, другой выход переключателя соединен с другим входом фазочувствительного блока выпрямления и сглаживания напряжения, выход которого через последовательно соединенные блок изменения знака сигнала и интегратор соединен с одним из входов блока компарации, выход которого соединен с управляю1цими входами перво80023

7 9 го и второго ключей и с первым входом первого элемента И, выход которого через последовательно соединенные счетчик импульсов и дешифратор соединен с входом блока индикации, второй вход первого элемента И соединен через третий ключ с одним из входов интегратора, с вторым входом второго элемента И, выРод которого соединен с входом начального сброса счетчика импульсов, а первый вход второго элемента И соединен с выходом порогового элемента и с входом первого элемента времени, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с входом второго элемента времени, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход блока BblIIpHMëåíèÿ и сглаживания тока соединен с входом порогового элемента и с входом первого ключа, выход которого соединен с одним из входов блока компарации, а выход второго ключа соединен с одним из входов блока изменения знака сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1Ф

1. Прибор "Фиксирующий импульсный

ФИП-2. Техническое описание и инструкция но эксплуатации. Рига, 1980.

2. Гельфанд Я. С. и др. Реле сопротивления с использованием широтно-импульсного делительного устройства,—

"" Электричество", 1979, Ио 9, с. 15—

20 (прототип).

980023

r ° I

Соста витель E. Бе ре зов

Редактор Н. Кешела Техред А. Ач Корректор Л. Бокшан

Заказ 9352/35 Тираж 717 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