Устройство для токовой защиты линии электропередачи с ответвлениями

 

Изобретение относится к электроэнергетике , а именно к технике релейной защиты . Цель изобретения - повышение надежности работы. Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены элементы ИЛИ 7. НЕ-ИЛИ 8, два одновибратора-инвертора 13, 14 и блок уставок выполнен в виде постоянного запоминающего устройства 4, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 Н 3/08

ГОСУДАРСТВЕ1НЫЯ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР 9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4474579/07 (22) 20.06.88 (46) 23.10.91. Бюл. I+ 39 (71) Павлодарский индустриальный институт (72) М.Я.Клецель и К,И. Никитин (53) 621.316.925(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1238187, кл. Н 02 Н 3/08, 1984.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1361668, кл. H 02 Н 3/08, .1987, ЯЛ 1686569 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ОТВЕТВЛЕНИЯМИ (57) Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к технике релейной защиты. Цель изобретения — повышение надежности работы. Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены элементы ИЛИ 7, HE-ИЛИ

8, два одновибратора-инвертора 13, 14 и блок уставок выполнен в виде постоянного запоминающего устройства 4. 2 ил.

1686569

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к релейной защите.

Цель изобретения -- повышение надежности работы.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг,2 — то же, при применении устройства на нереактированных линиях.

Устройство содержит преобразователь

1 переменного тока в постоянное напряжение (ПТН),гл-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, m-разрядный сдвиговый регистр 3 памяти с последовательным доступом (РПД), е-разрядное, 2 адресное постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 4, rn-разрядный блок 5 сравнения (СС), исполнительный орган 6, элемент ИЛИ 7, элемент НŠ— ИЛИ 8, элемент И 9, первый и второй элементы задержки 10 и 11, генератор 12 тактовых импульсов (ГТИ), первый и второй 13 и 14 одновибраторы-инверторы, преобразователь 15 переменного напряжения фазы линии в напряжение переменного тока (ПНН), усилитель-ограничитель 16, фильтр

17 низкой частоты„преобразователь 18 реактивной составля1ощей тока (ПРТ), преобразователь 19 переменного тока фазы линии в переменное напряжение (ПТПН}.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме ток поступает на вход ПТН 1. С его выхода сигнал, пропорциональный току линии, поступает в АЦП 2, Сигнал, отображающий величину номинального тока I,„линии в текущий момент времени в цифровом коде, с выходов преобразователя 2 поступает на входы первого числа СС 5 и на входы РПД 3, выходы которого подключены на адресные входы

ПЗУ 4, РПД 3 по тактовым импульсам, поступающим от ГТИ 12 через пеовый вход И 9 (на остальных входах присутствуют сигналы), осуществляет запись выборки на входе и сдвиг ранее записанных.

На выходе РПД 3 в каждый момент времени проявляется выборка. соответствующая току In» в предшествующий момент времени трпд, текущему A тактов назад трпд и Тгти, где Ттти — период тактовых импульсов

ГТИ 12.

Каждому адресу ПЗУ 4 — величине тока

1пмв,. соответствует свой цифровой код устдвки, который от него поступает на входы второго числа СС 5, В ней происходит постоянное сравнение уставки, соответствующей току 1пмв, с током Iтмв. В рассматриваемом режиме ток линии меньше уставки, и на выходе СС 5 сигнал отсутствует.

В режиме самозапуска нагрузки линии возникший ток самозапуска и ток нагрузки в предшествующий момент времени составят

1 тмв 1зап + 1пмв (2) 10

Если уставка, соответствующая току

Iпмв, будет больше тока 1тмв, то устройство не срабатывает. Если уставка, соответствующая току Iпмв, станет меньше тока 1тмв"", то на выходе СС 5 появится сигнал. Этот сигнал через ИЛИ 7 запустит элемент 10 задержки и одновременно обнулит элемент

НŠ— ИЛИ 8 по второму входу. На первом его входе сигнал присутствует от элемента 18 задержки, так как он срабатывает через время 15

1В,1 = и Тпи+ Л = трпд+ At где Л t — время запаса (61=0,3 с), после включения ключа управления выключателя.

Таким образом, нулевой сигнал элемента

НŠ— ИЛИ 8 поступит на четвертый вход элемента И 9 и запретит подачу тактовых импульсов на РПД 3. На выходе РПД 3 присутствует сигнал, пропорциональный току, который был за время трпд до начала самозапуска нагрузки линии. На выходах

ПЗУ 4 имеется сигнал, соответствующий току уставки, с которым сравнивается сигнал, соответствующий току самозапуска, Поскольку время работы элемента 10 задержки равно

tB,2 = узап+ 1рпд+ Лт= ban+ t8,1, (4) 45

55 кз

Iтмв 1кз + 1пмв. где узап — время самозапуска нагрузки линии; t»n = 1-5 с, то он не успевает доработать, так как самозапуск заканчивается раньше и ток линии становится меньше уставки. От СС 5 на втором входе элемента HE-ИЛИ 8 сигнал исчезает, а на его выходе появится логическая единица, которая через элемент И 9 разрешит поступать тактовым импульсам на синхронизирующие входы РПД 3. Таким образом, устройство вернется s исходное состоя н ие.

В режиме КЗ за трансформатором ответвления через ТТ протекает ток короткого замыкания

1686569 чателя линии.

15

tog13= tAllB+ Ь t1, (6) 20

25 (8) 1с.з

Кв

Ток 1тм " больше расчетной уставки, соответствующей току 1лм, поэтому СС 5 будет сравнивать ее с незначительно меняющимся током IT 8" . КЗ вЂ” зто процесс устойчивый, и за время te,2 действия элемента 10 задержки он не устранится. Следовательно, по истечении времени te,2. элемент 10 задержки подаст сигнал исполнительному органу 6 на отключение выклюПри выявлении КЗ импульсный сигнал от.реле положения "Отключено" выключателя линии поступает на одновибратор-инвертор 13, на выходе которого сигнал из единичного перебрасывается в нулевое состояние на время где tape — время работы цикла автоматического повторного включения (АПВ).

В связи с этим на вход элемента И 9 будет поступать нулевой сигнал в течение времени тод13,а тактовые импульсы от ГТИ

12 перестанут поступать на РПД 3. На выходе ПЗУ 4 останется уставка, соответствующая току1лмв,; который протекал за время

tpng до возникновения КЗ. При включении выключателя линии от АПВ сигнал о его действии поступает от контактов указательного реле срабатывания АПВ на одновибратор-инвертор 14 с временем работы тод14 = озал +At гтрк + Лт+ Лt= tB,2+ Лt. (7) Таким образам, уставка, соответствующая току 1пмв:. доаварийного режима за время мрлд, останется на выходах ПЗУ 4 еще на

ВРЕМЯ од14.

Если после АПВ КЗ отсутствует, ток в линии УменьшитсЯ До величины 1,м Дааварийного тока, на выходе СС 5 появится нулевой сигнал, который поступит на второй вход элемента НŠ— ИЛИ 8, Установившийся единичный сигнал на

его выходе разрешит поступать тактовым импульсам через элемент И 9 на РПД 3 и устройство вернется в исходное состояние.

Если .после АПВ К3 не устранилось, то гак 1тм," бУДет больше Уставки, соответствующей току I,, доаварийного режима за время трод до КЗ, опять сработает СС 5 и через время te,ã защита подает сигнал исполнительному органу 6 на отключение выключателя линии.

При включении линии, находящейся в ремонте, ток может стать больше уставки за счет того, что подключена вся нагрузка или ее часть. Чтобы устройство не сработало, 35

55 сигнал о включении линии от ключа задерживается на элементе задержки11 на время

te,1, На первый вход элемента HE — ИЛИ 8 от элемента 10 задержки сигнал в первый момент времени не поступает, а на второй от

ИЛИ 7 — поступает, поэтому на выходе присутствует единичный логический сигнал. После того, как РПД 3 полностью обновит свою информацию на выходе ПЗУ 4 сменится уставка, которая будет соответствовать току

1,,""" линии и будет больше его, В этот момент на выходе СС 5 сигнал исчезает и на втором входе элемента НŠ— ИЛИ 8 появится нулевой сигнал. На его выходе присутствует единичный сигнал. Далее через время At на первый его вход поступит логическая единица, но на выходе единичный сигнал останется, а устройство перейдет в исходное состоя н ие.

УСТраЙСТВО ОТИТраИВаЕТСя ОТ Така 1тр.макс, где I»»«, — так нагрузки трансформатбРа ответвления с наибольшей мощностью, включения нагрузки трансформатора ответвления с наибольшей мощностью, поэтому току нагрузки линии 1л = (Π— 1,0) 1р.макс где

Ip.макс МаКСИМаЛЬНЫЙ РабоЧИЙ ТОК ЛИНИИ, соответствует своя уставка, запрограммированная в ПЗУ 4 где1с з — так срабатывания устройства защиты;

1л — так нагрузки линии;

Ke=1I,Π— коэффициент возврата;

Котс — коэффициент отстройки.

Чувствительность устройства повышается при нагрузке линии, больШЕЙ Ip.ìàêñ 1тр.макс, ТаК КаК ТРаНСфОРМЭТОР с наибольшей нагрузкой уже включен, нет необходимости отстраиваться от тока включения его нагрузки. При таких токах ток уставки равен

1сз = Котс(lтр.макс+ 1р.макс 1тр,макс) (9) Аналогично можно сделать и далее при

ТОКЕ Ip Màêñ 1тр.макс

1 II 1

1сд=Кост(1тр, макс+ 1р.макс. 1тр.макс) (10) I II

ГДЕ 1тр.макс, 1тр.макс, 1тр.макс — ТОКИ НагруЗКИ трансформаторов ответвлений линий, расположенных в порядке убывания их мощности.

На нереактированных линиях с помощью ПНН 15, усилителя-ограничителя 16, 1686569 фильтра 17 низкой частоты синусоидальный сигнал фазы напряжения стабилизируется по амплитуде, поэтому на выходе ПРТ 18 сигнал постоянного тока пропорционален реактивной составляющей тока линии.

При использовании устройства на нереактированных линиях оно более чувствительно к Ixs,мвкс,.который носит реактивный характер. Для него выход которого подключен к регистру памяти с последовательным доступом, блок уставок, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, выход последнего является выходом измерительного органа, последовательно включенные первый элемент задержки и исполнительный элемент, второй элемент задержки, вход которого предназначен для подключения к выводу

10 контакта "Включение" ключа управления! ср=Котс(1тр.макс з пф р+1н з!пуЪ); (11) . выключателя, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к синхрониК» — — - — "— " — "" —"

Котс Irp.макс з п harp + 1н з п + ) (12) При токе, большем Ip.макс bp.макс

I 1 I

1сз = Котс (трл4акс SIA астр +

+ 1н SIA Ъ " 1тр.макс SIR prp ); (13) I ь» + I» ы я4 " ьу»а»с 5ьяр п4)

Сто. „Ы»+I, I р,— I,., »»)

J т где pp, pp, уЪ, + - углы между векторами токов и напряжения.

Таким образом, устройство реагирует на токи К3, меньшие тока максимальной нагрузки линии, и правильно работает как в циклах АПВ, так и в режимах включения, и его чувствительность выше за счет того, что уставка постоянно изменяется, подстраиваясь к току нагрузки для текущего момента времени.

Формула изобретения

Устройство для токовой защиты линии электропередачи с ответвлениями, содержащее измерительные органы по числу фаэ, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных преобразователя переменного тока в постоянное напряжение и аналого-цифрового преобразователя, 15

45 зирующему входу аналого-цифрового преобразователя и к первому входу элемента И, выход последнего подключен к синхронизирующему входу регистра памяти с последовательным доступом, выходы генератора тактовых импульсов и элемента И подключены к измерительным органам двух других фаз, отл и ча ющеес я тем,что, с целью повышения надежности работы, дополнительно введены элементы ИЛИ, НЕИЛИ и два одновибратора-инвертора, при этом в каждом измерительном органе выход регистра памяти с последовательным доступом подключен к входу блока уставок, вы пол нен ному в виде постоянного запоминающего устройства, выход аналогоцифрового преобразователя подключен к второму входу блока сравнения, выход которого подключен к первому входу элемента

ИЛИ, к двум другим входам которого подключены выходы измерительных органов двух других фаз, выход элемента ИЛИ подключен к входу первого элемента задержки и к первому входу элемента НŠ— ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго элемента задержки, а выход — к второму входу элемента И, вход первого одновибратора-инвертора предназначен для подключения к реле положения»Отключено", вход второго одновибратора-инвертора предназначен для подключения к выходу указательного реле срабатывания АПВ, выходы первого и второго одновибраторов-инверторов подключены к третьему и четвертому входам элемента И.

1686569

Фиг.2

Составитель Л.Воропаева

Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Редактор Л.Гратилло

Пооияволственно-иалатвльский комбинат "Патент". г. Ужгоооа. vn.Гагаоина. 101!

Заказ 3604 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5