Устройство для дифференциально-фазной защиты линии электропередачи

 

,О Il И С А Н И В 983871

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски н

Сациалистиииесиин

Реслублии (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 25.03.81 (21) 3266299/24-07 (5) )Я. Кд.

3 с присоединением заявки №

Н 02 Н 3/28

Воударетеенн3 квинтет

CCCP ао долам нэабретеннй и открытнй (23)Приоритет

Опубликовано 23.12 82 Бюллетень №47

Дата опубликования описания 25.12.82 (53) УДК621.316. .925 (088.8) (72) Авторы изобретения

fi

В.E Поляков, В.А.Костерин и В.А.Борисов

1" с

Чувашский государствента и университет им. H=.Н.Ульяйова ::

Ф (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ

ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к электротехни: ке и может быть использовано для затциты коротких линий электропередачи при их повреждении..

Известно устройство продольной дифференциально-фазной защиты линий электропередачи, содержащее проводной канал связи и установленные по концам линии полукомплектй, состоящие из фильтрапреобразователя токов, пусковых токовых органов,,формирователя прямоугольных импульсов и реагирующего органаГ1.1.

Недостатками устройства являются его недостаточные быстродействие и селективность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее два установленные по концам линии полукомплекта, каждый из которых выполнен B виде преобразователя тока в напряжение, трех однофазных формирователей прямоугольных импульсов в кая9дой фазе, элемента ИЛИ с тремя входами, генератора тактовых импульсов, устанот ленном только в одном из, полукомплектов, 5 четырех амплитудных селекторов с возрастающими порогами срабатывания, трех триггеров и трех счетчиков импульсов и исполнительного органа, причем входы преобразователей подключены по входам формирователей прямоугольных импульсов, а выход исполнительного органа подключен к цепям отключения выключателя линии, I и приводной канал связи между полукомплек тами.

В этом устройстве защиты для повышения селективности и быстродействия ио пользуется раздельное сравнение по å фазных токов, протекающих по концам лт .

2о нии, для чего выходы формирователей прямоугольных импульсов одноименных .фаэ цо концам линии поочередно и многократно за период подключаются к проводнаку каналу связи. Работой защиты управляет

3 йййй1 генератор тактовых импульсов, частота которого определяется, как где - 50 Ги;

5 и - число фаз (И "3) „

К - число импульсов, соответствующих срабатыванию исполни тельного органа; (угол блокировки защиты, рада-1э

РЯ ан.

Для получения достаточно высокой точности число К должно быть. не менее 8

10, что накладывает определенные требо

BBния на частоту f „(„ следовательно 15 на длительность импульсов рабочих сигналов от формирователей импульсов, посылаемых в канал связи $2), !

Так как длительность импульсов сит налов в соответствии с (1) получается достаточно малой (менее 1 мс), на ра боту защиты существенное влияние будут оказывать распределенные PC-пара.— метры канала связи, которые будут искажать форму импульсов, что приведет к снижению предельной длины проводного канала связи до 5 7 км, что снижает функциональные возможности устройства защиты. Кроме этого, устройство имеет недостаточную помехоустойчивость, так как чувствительно к импульсным помехам в канале связи.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и расширение функциональных возможностей устройства

35 защиты.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для дифференциально-фазной защиты линии электропередачи, содержаmee проводной канал связи и два, уста40 новленных по концам линии, полукомплектов, каждый из которыя содержит три преобразователя тока в напряжение, входы которых .предназначены для подключения к трансформаторам тока, а выходы

45 через формирователи прямоугольных им» пульсов подключены к первым входам первых трех элементов И и функционально связан с входами сумматора напряжений, причем выходы первых трех элементов И подключены к исполнительному

S0 органу, выход которого предназначен для подключения к цепям отключения выключателя линии, четвертый элемент И и генератор тактовых импульсов, один вывод которого подключен к одному про воду проводного канала связи, дополнительно введены блок управления и аналого-цифровой преобразователь, причем

1 ф выходы формирователей прямоугольных импульсов непосредственно подключены, к входам сумматора напряжений, выход. которого подключен к первому входу чеч ; вертого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к вторым входам первых трех элементов И, третьи входы которых соединены с выходами аналого-цифрового преобразователя, первый вход которого соединен с другим проводом канала связи, а второй вход через блок управления подключен к выходу четвертого элемента И, который соединен также с вторым выводом тактового генератора.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы сигналов, действующнх в устройстве.

Устройство содержит преобразователи тока 1, 2 и 3, формирователи 4, 5 и 6 прямоугольных импульсов, сумматор 7

I напряжений, элементы И 8-11, генератор 12 тактовых импульсов, блок 13 управления, проводной канал 14 связи между полукомплектами, аналого-цифровой преобразователь 15 и исполнительный орган 16. С целью упрощения на фиг.1 не показаны выключатели линии и цепи их отключения.

На фиг. 2 обозначены сигналы 17 18 и 19 на выходах формирователей прямоугольных импульсов 4, 5 и 6 первого полукомплекта, сигнал 20 от генератора тактовых импульсов, сигнал 21 в проводном канале связи от первого полукомплекта, сигнал 22 на выходе формирователя прямоугольных имцульсов 4 второго полукомплекта, сигналы 23,24 и 25 на выходах аналого- цифрового преобразователя 15 второго полукомплекта и сигнал 26 на выходе элемента И 9 второго полукомплекта. На фиг. 2 с целью упрощения приведен сигнал 22 только для одной фазы А второго полукомплекта устройства.

Устройство работает следующим образом.

В каждом из полукомплектов токи фаэ

А, В и С через измерительные трансформаторы тока поступают на щ еобразователи 1,2 и 3 тока в напряжение. При переходах этих напряжений через нуль формирователи 4, 5 и 6 формируют однополярные импульсы различной амплитуды, о носящиеся как 1:2:4 (17,18 и 19 на фиг. 2} и длительностью, равной половине периода промышленной частоты. Поло

5 083871 6 в во времени харак- С приходом от генератора 12 второго ных полных токов тактового сигнала происходит передача цам защищаемой ли- группового сигнала в первый полукомплект, где он разделяется по трем кана товых импульсов вы лам и сравнивается по фазе с соотвеч20, иерю и иэ кото» ствуюшими сигналами первого полукомй полукомплект в ре- .плекта. и полукомплект - в При сквозных коротких замыканиях ов, второй сигнал токи по концам защищаемой линии сдви укомплект в режим >о нуты на угол, близкий к 180 при этом укомплект «в ре- сдвиг фаз сигналов 17 и 22 близок к ов. В результате 180, а длительность результирующего

О передача инфор- импульса 22 близка к нулю, т.е. меньше линии на другой. заданной, определяемой органом 16 и

) ротивоположных кон- i3 защита не работает. оисходит поочеред При коротких замыканиях ge защищаомплектов защиты, емой линии сдвиг фаз полных фазных то результирующий сих ков поврежденных фаз близок к нулю, дщю зА,В иС. тельность результирующих импульсов 26 о сигнала от ге- >о для поврежденной фазы близка к половиринимается блоками не периода промышленной частоты, заполукомплектов, шита действует на отключение. первом и втором Частота импульсов генератора 12 равления первого определяется временем передачи инфортся соответствен- р3 мации на противоположный конец линии

1 и О, а на f =1/Т Для передачи достаточной второго полуком- информации на противоположный конец и 1 . Групповой линии о состоянии полных TOKE всех фаз о полукомплекта минимально- необходимое время Т должно удет поступать в 3а быть не менее пеРиода пРомышленной и, так как на вто- частоты, тогда ., «» 50 Ги.

8 имеется раз- В предлагаемом устройстве защиты ница от первого вы- промежуток времени, на который каждый овой сигнал второго иэ полукомплектов подключается к про ет поступать в ка- водному каналу связи существенно боль.

I к во втором полу- ше, чем в известном устройстве, что полемента И 8 будет зволяет повысить помехоустойчивость за0 от блока 13. шиты и уменьшить влияние параметров имеет сложную мнс канала связи на форму сигнала и тем исло уровней кото- самым расширить функциональные возая нулевой). Этот можности зашиты, так как предельная аться аналого- длина проводного канала связи возрастаателем 15 второго ет при этом до 20 км. жение этих импульсо териэует фазы указан

s каждой фазе по кон нии е

Генератор 12 так рабаты вает сигналы рых переводит первы жим передачи, а второ режим приема сигнал переводит первый пол приема, а второй пол жим передачи сигнал происходит поочередная мации с одного конца

Сравнение сигналов и цов пинии по фазе. пр .но в каждом иэ полук при атом выделяется нал для каждой из фа

С приходом первог нератора 12 он восп

13 управления обоих в результате чего на выходах блока 13 уп полукомплекта образую но. логические сигналь аналогичных выходах плекта - сигналы 0 сигнал 21 от первог через алемент И 8 б проводной канал связ ром входе алемента И решающий сигнал еди хода блока 13. Групп полукомплекта не буд нал связи 14, так ка комплекте на входе э запрещающий сигнал

Групповой сигнал гоуровневую форму, ч рого равно 8 (включ сигнал будет восприним цифровым преобразов полукамплекта, на выходах которого образуются сигналы 23,24 и 25, соот45 ветствующие сигналам 17, 18 и 19 фазных токов первого полукомплекта. Эти сигналы сравниваются с соответствую,щими сигналами фаз второго полукомплекта (для упрощения на фиг. 2 показан сигнал 22 только для фазы А второ50 го полукомплекта), в результате на выходе схемы И 9 образуется результирующий сигнал 26, который поступает на исполнительный орган 16, в котором сравнивается длительность результирующих импульсов каждой фазы с заданным значением и по результату сравнения формируется сигнал на отключение линии.

Формула изобретения

Устройство длядифференциально-фазной защиты линии электропередачи, содержа« щее проводной канал и два цолукомплек« та, установленных по концам линии, каж дый иэ которых содержит три преобразо вателя тока в напряжение, входы которых предназначены для подключения к траноформаторам тока, а выходы через форми рователи прямоугольных импульсов подключены к первым входам первых трех элементов И и функционально связаны с входами сумматора напряжений, причем

7 9838 выходы первых трех элементов И подключены к исполнительному органу, выход которого предназначен для подключения к цепям отключения выключателя линии, четвертый элемент И и генератор тактовых импульсов, один вывод которого подключен к одному проводу начала связи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что; с целью повышения помехоустойчивости и расширения функционалвных возможноо; 16 тей, дополнительно введены блок управ,пения и аналого-цифровой преобразова тель, причем выходы формирователей прямоугольнык импульсов непосредственно подключены к входам сумматора на- И пряжений; выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, второй вкад которого соединен с первым

71 8 выходом блока уцравлення, второй выход которого подключен к вторым входам первых трех элементов И, третьи входы которых соединены с выходами аналогоцифрового преобразователя, первый вход которого соединен с другим проводом канала связи, а второй вход через блок управления подключен к выходу четвертого элемента И, который соединен также с вторым выводом тактового генератора+

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 652639, an. Н 02 Н 3/28, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

34 779900006600, кл. Н 02 Н 3/28, 1978.

983871

Составитель А; Бондаренко

Редактор А Шандор . Техред М.Гергель Коррустор Л. Бокшан

Закаэ 9944/67 Тираж 669 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР.по делам изобретений и открытий

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

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