Способ формирования сигнала управления угловой автоматикой энергосистемы

 

Использование: в электроэнергетике, в релейной защите и автоматике высоковольтных ЛЭП. Сущность: в контролируемых точках ЛЭП формируют синфазные опорные последовательности импульсов 50 Гц, делителями частоты, соединенными последовательно с генераторами, преобразуют интервалы времени между положительными нуль-переходами опорных им-- пульсов и напряжений сети в код, передают этот код по каналам связи во все контролируемые пункты. Вычитают код. полученный в данном пункте, из кодов, полученных из других пунктов. Результат вычитания сравнивают с заданным кодом, формируют сигнал управления угловой автоматикой в соответствии с результатами сравнения. С целью повышения точности и надежности за счет исключения влияния среды во всех пунктах контроля периодически отключают делители частоты от блока преобразования интервалов времени в код. Делители частоты вместе с генераторами транспортируют из всех контролируемых пунктов в один, в котором одновременно обнуляют все делители частоты, затем их транспортируют обратно и подключают к блокам преобразования интервалов времени в код в каждом пункте. Периодичность определяется стабильностью генераторов. 2 ил. VI сл 00 VI сл Шг.2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 02 Н 3/28, Н 02 J 3/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ пуи rxHT ceca

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

":1

° еей

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4907004/07 (22) 3 l.01.91 (46) 30.08.92. Бюл. N 32 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) А.Ф,Бондаренко, В.А,Богданов и

Ю.Ф.Тесик (56) Авторское свидетельство СССР

hh 515203, кл. Н 02 Н 3/28, 1976.

Чернобровов Н.В. Релейная защита. М.:

Энергия, 1974.

Инструкции по наладке и проверке релейной части дифференциально-фазной высокочастотной защиты типа ДФЭ-2. M.:

Энергия, 1966.

Авторское свидетельство СССР

М 1274055, кл. Н 02 Н 3/28, 1986.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1665452, кл. Н 02 Н 3/28, 1989, (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА

УПРАВЛЕНИЯ УГЛОВОЙ АВТОМАТИКОЙ

ЭНЕРГОСИСТЕМЫ (57) Использование: в электроэнергетике, в релейной защите и автоматике высоковольтных ЛЭП. Сущность: в контролируемых точках ЛЗП формируют синфазные опорные последовательности импульсов 50 Гц, дели-.,, БЦ„„1758751 А1 телями частоты, соединенными последовательно с генераторами, преобразуют интервалы времени между положительными нуль-переходами опорных им пульсов и напряжений сети в код. передают этот код по каналам связи во все контролируемые пункты. Вычитают код, полученный в данном пункте, из кодов, полученных из других пунктов. Результат вычитания сравнивают с заданным кодом, формируют сигнал управления угловой автоматикой в соответствии с результатами сравнения. С целью повышения точности и надежности за счет исключения влияния среды во всех пунктах контроля периодически отключают делители частоты от блока преобразования интервалов времени.в код.

Делители частоты вместе с генераторами транспортируют из всех контролируемых пунктов в один, в котором одновременно обнуляют все делители частоты, затем их транспортируют обратно и подключают к блокам преобразования интервалов времени в код в каждом пункте. Периодичность определяется стабильностью генераторов.

2 ил.

1758751

20

35

Ф" 0

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к релейной защите высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП), и может быть применено для разветвленных ЛЭП.

Известны способы дифференциальнофазовой высоковольтной защиты линии электропередачи, ()днако при реализации этих способов требуется наличие двух органов защиты (грубого и точного), что усложняет устройство.

Известен способ дифференциально-фазовой защиты, основанный на сравнении углов сдвигов фаз между токами по концам линии, информация о которых передается в линию связи при помощи передатчиков, манипулирующих контролируемыми токами, Недостаток способа — отказ устройства, реализующего такой способ, на всех концах линии с ответвлениями в случае, когда на одном из концов ЛЭП величина тока повреждения недостаточна для манипуляции высокочастотного передатчика, Наступает блокировка защиты на всех концах ЛЭП.

Известен также способ защиты ЛЭП, основанный на измерении интервала времени между нуль-переходами напряжений по концам линии путем формирования радиоимпульсов, модулированных усиленными и ограниченными напряжениями в различных точках ЛЭП, передачи этих радиоимпульсав по линии связи; одновременного приема этих сигналов, сравнения их временного положения при помощи фазометров и выработка сигнала управления для органов защиты.

Недостатком этого способа является низкая точность определения угла сдвига фаз между векторами напряжений в различных концах ЛЭП, обусловленная влиянием высших гармоник, помех и переходных процессов при передаче фронтов радиоимпульсов по линии связи, Наиболее близким по технической сущности и решаемой задаче является способ формирования сигнала управления угловой автоматической энергосистемой, который выбран в качестве прототипа. Этот способ основан на формировании синфазных опорных последовательностей импульсов с частотой 50 Гц в контролируемых пунктах линии путем приема радиосигналов точного времени и обнуления с их помощью информации делителей частоты, считывающих импульсы с выходов высокочастотных и высокостабильных генераторов, преобразовании в контролируемых концах линии интервалов времени между положительными нуль-переходами опорных импульсов с частотой 50 Гц и напряжений сети в код, передаче кодЬвых значений этих интервалов времени по каналам связи во все контролируемые пункты и формировании сигналов управления путем сравнения заданного кода с результатами вычитания кодовых значений, полученных в данном пункте, из кодовых значений, переданных из других контролируемых пунктов, Недостатком этого способа является низкая точность измерений, обусловленная изменением во времени скорости прохождения сигналов точного времени от радиостанции до контролируемых концов линии из-за изменений среды распространения в различных географических точках Земли, а также низкая надежность, вызванная помехами (грозовые и коронные разряды), поступающими на входы радиоприемников одновременно с радиосигналами точного времени, Цель изобретения — повышение точности и надежности, Указанная цель достигается тем, что в способе формирования сигнала управления угловой автоматикой энергосистемы, основанном на формировании синфазных опорных последовательностей импульсов с частотой 50 Гц в контролируемых концах линии путем обнуления информации делителей частоты, считывающих импульсы с выходов высокочастотных и высокостабильных генераторов, и реобразований в контролируемых концах линии интервалов времени между положительными нуль-переходами опорных импульсов с частатой 50 Гц и напряжений сети в код, передаче кодовых значений этих интервалов времени по каналам связи во все контролируемые пункты и формировании сигналов .управления путем сравнения заданного кода с результа-ами вычитания кодовых значений, полученных в данном пункте, из кодовых значений, переданных из других контролируемых пунктов, для формирования синфазных опорных последовательностей импульсов с частотой 50 Гц во всех пунктах контроля периодически отключают выходы делителей частоты от блока преобразования в код интервалов времени между положительными нуль-переходами опорных и сетевых напряжений, транспортируют последовательно соединенные генераторы и делители частоты из всех пунктов контроля на один пункт, где осуществляют автономное питание всех генераторов и делителей частоты и производят одновременное обнуление информации всех делителей частоты, затем транспортируют последовательно соединенные генераторы и делители частоты в пункты контроля и

1758751 обратно подключают выходы делителей частоты к блоку преобразования в код интервалов времени между положительными нуль-переходами опорных импульсов и сетевых напряжений, Введение в способ операций периодического отключения во всех пунктах контроля выходов делителей частоты от блока преобразования в код интервалов времени между положительными нуль-переходами опорных и сетевых напряжений, транспортирования последовательно соединенных генераторов и делителей частоты из всех пунктов контроля на один пункт, осуществления автономного питания всех генераторов и делителей частоты, одновременного обнуления информации всех делителей частоты, транспортирования последовательно соединенных генераторов и делителей частоты в пункты контроля и обратного подключения выходов делителей частоты к блокам преобразования в код интервалов времени между положительными нуль-переходами опорных импульсов и сетевых напряжений позволяет полностью исключить влияние среды на характеристики (время распространения) распространения радиоимпульсов. Тем самым введение новых операций позволяет повысить точность и надежность формирования сигналов управления угловой автоматикой энергосистемы, На фиг.1 показана блок-схема устройства, позволяющего реализовать предлагаемый способ; на фиг.2 — временная диаграмма работы этого устройства.

Устройство, реализующее способ, содержит два полукомплекта 1, 2, каждый из которых состоит из устройства 3 (3 ) задания кодов, первого компаратора кодов 4(4 ), 1 второго компаратора кодов 5 (5 ), приемни1 ков 6 (6 ), первой линии связи 7 (7 ) второй

1 1 линии связи 8 (8 ), передатчика 9 (9 ), блоки преобразования 10 (10 ) интервалов времени в код, коммутаторов 11 (11 ) и группы

1 блоков 12 (12 ), каждая из которых содержит

1 последовательно соединенные делитель частоты 13 (13 ) и генератор 14 (14 ), Кроме того, для осуществления способа требуется коммутатор 15, Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.

Периодически (на сколько позволяет стабильность генераторов 14, 14 ) группа

1 блоков 12, 12, состоящая из последова1 тельно включенных делителей частоты 13, 13 и генераторов 14, 14 отключается при помощи коммутаторов 11, 11 от блоков пре1 образования 10, 10 во всех пунктах контро5

55 ля энергосистемы и транспортируются на один из этих пунктов. Здесь осуществляют автономное питание каждой из транспортированных групп блоков 12. 12, а затем при помощи коммутатора 15 производят одновременное обнуление информации делителей 13, 13, входящих во все группы блоков

12, 12 . Одновременное обнуление позволя1 ет всем делителям частоты 13, 13, имею1 щим одинаковый коэффициент деления п формировать на выходах синфазные последовательности импульсов с частотой 50 Гц (диаграммы 16, 19 на фиг.2).

После обнуления делителей 13, 13, бло1 ки 12, 12, снабженные автономными источ1 никами питания, транспортируются в контролируемые пункты энергосистемы, где выходы делителей 13, 13 при помощи ком1 мутаторов 11, 11 подключаются ко входам блоков преобразования 10, 10 и нтервалов

1 времени в код, На другие входы блоков преобразования 10 и 10 поступает напряжение

1 сети (диаграммы 17 и 20 соответственно).

Между передними фронтами опорных импульсов, представленных на диаграммах 16, 19 и положительными нуль-переходами напряжений сети (диаграммы 17, 20) блоки преобразования 10, 10 формируют импульсы, представленные диаграммами 18, 21 соответственноо. Длительности этих импульсов Т1, Т2 пропорциональны углам сдвига фаз между опорными (диаграммы 16, 19) и сетевыми (диаграммы 17, 20) напряжениями. В блоках преобразования 10, 10 из этих временных интервалов (диаграммы 18, 21) формируются коды М1, Nz, изображенные на диаграммах 22, 23 соответственно. С выходов блоков преобразования 10, 10 ко1 ды N>, й2 (диаграммы 22, 23) поступают на передатчики 9, 9, откуда через линии связи

7, 8 для кода N< и линии связи 7, 8 для кода

М2 информация (N >, N2) поступает на приемкики 6, 6, каждый из которых принимает

1 коды N1и Nz одновременно, С выходов приемников 6, 6 коцы поступают на входы ком1 параторов 5, 5, где формируются равные между собой разностные коды Мз, изображенные на временной диаграмме 24. Этот код равен Мз = Nz — М1 и пропорционален интервалу времени Тз между положительными нуль переходами напряжений в контролируемых точках энергосистемы.

Значение угла сдвига фаз между векторами напряжений в различных концах ЛЭП определяется выражением

2лй3й р= „, где N — код, пропорциональный длительности периода напряжения сети.

1758751

8 результате сравнения кода Мз с кодом, хранящимся постоянно в устройстве

° задания кодов 3, 3, при помощи коммутато1 ров 4, 4 вырабатываются сигналы защиты энергосистемы, поступающие на входы ор- 5 ганов аварийной автоматики, Начальный максимальный угол сдвига фаэ Ьрмежду импульсами, формируемыми делителями частоты 13, 13, вызванный отсутствием

1 синхронизации между генераторами 14 и 10

14, определяется выражением

Лр = — 360

Т (1) где t — период выходных напряжений генераторов 14, 14, 15

Тн — номинальное значение периода сети, равное 20 мс.

При частоте генераторов 14, 14, равной

1,0 мГц, периоде t = 1,0 йс из (1) получим

Л о = 0,018О . Угол сдвига фаз Л щ, обус- 20 ловленный нестабильностью генераторов

14, 14, может быть представлен следующей формулой

ЛР— Т . 360, (2) где а- значение нестабильности частоты генератора 14, 14 за 1 ч;

r время работы генератора.

Подставляя в выражение (2) значение а= 10 и х= 24 ч, получим Лщ-0,015 ; соответственно, набег угла сдвига фаз иэ-за нестабильности генератора 14, 14 за 10 сут составит 0,15 .

Таким образом, периодичность проведения операций, направленных на синхро- 35 ниэацию работы блоков 12, 12 всецело определяется стабильностью генераторов

14, 14 и при существующем уровне развития техники стабилизации частоты может быть увеличен до одного года. 40 Применение в электроэнергетике предложенного способа позволит резко сократить число ложных отключений ЛЭП и уменьшить количество аварий, чему соответствует высокая точность и надежность защиты, осуществляемой по описанному способу.

Формула изобретения

Способ формирования сигнала управления угловой автоматикой энергосистемы, основанный на формировании синфаэных опорных последовательностей импульсов с частотой 50 Гц в контролируемых концах линии путем обнуления информации делителей частоты, считывающих импульсы с выходов высокочастотных и высокостабильных генераторов, преобразований в контролируемых концах линии интервалов времени между положительными нуль-переходами опорных импульсов с частотой 50 Гц и напряжений сети в код, передаче кодовых значений этих интервалов времени по каналам связи во все контролируемые пункты и формировании сигналов управления путем сравнения заданного кода с результатами вычитания кодовых значений, полученных в данном пункте, из кодовых значений, переданных из других контролируемых пунктов, о т л и ч а ю щ и йс я теь., что, с целью повышения точности и надежности, для формирования синфазных опорных последовательностей импульсов с частотой 50 Гц во всех пунктах контроля периодически отключают выходы делителей частоты от блока преобразования в код интервалов времени между положительными нуль-переходами опорных и сетевых напряжений, транспортируют последовательно соединенные генераторы и делители частоты из всех пунктов контроля на один пункт, где осуществляют автономное питание Всех генераторов и делителей частоты и производят одновременное обнуление информации всех делителей частоты, затем транспортируют последовательно соединенные генераторы и делители частоты в пункты контроля и подключают обратно выходы делителей частоты к блокам преобразования в код интервалов времени между положительными нуль-переходами опорных импульсов и сетевых напряжений, причем период транспортировки определяют стабильностью генераторов.

1758751

Составитель А. Бондаренко

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор А. Мотыль

Редактор M. Циткина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3006 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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