Устройство для передачи и приема сигналов релейной защиты по линиям электропередачи

 

Использование: в электроэнергетике. При высокочастотной защите линий электропередачи. Сущность изобретения: устройство состоит из передатчика и приемника, причем передатчик содержит задающий генератор, блок управления, усилитель мощности и линейный фильтр, а приемник - входной фильтр, усилитель высокой частоты, преобразователь частоты, фильтр промежуточной частоты, детектор и выходной усилитель. Устройство обеспечивает малую фазовую погрешность при работе с дифференциально-фазными защитами линий электропередачи. 2 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может использоваться при выполнении высокочастотной (ВЧ) релейной защиты линий электропередачи.

Известны устройства (пpиемопередатчики) для передачи и приема сигналов релейной защиты по каналам ВЧ-связи по линиям электропередачи. Эти устройства действуют по общему принципу: передатчик передает в канал ВЧ-сигналы по программе, определяемой устройством релейной защиты, а приемник принимает из канала сигналы, детектирует их и передает в устройство релейной защиты. При этом приемник выполняется по схеме прямого усиления.

Известен приемопередатчик типа ПВЗК [1] , содержащий задающий генератор, выход которого соединен с входом блока управления, выход которого подключен к входу усилителя мощности, выход которого подключен к линии, а также к входу приемника, в который входят последовательно соединенные входной фильтр, усилитель высокой частоты, пороговое устройство, детектор и выходной усилитель.

Недостатком этого устройства является относительно низкая избирательность приемника, обусловленная тем, что он построен по схеме прямого усилителя.

Наиболее близким к изобретению является приемопередатчик типа УПЗ-70 [2] , содержащий задающий генератор, блок управления, усилитель мощности и линейный фильтр, соединенные последовательно, входной фильтр, усилитель высокой частоты, детектор, входной усилитель, соединенные последовательно, причем вход входного фильтра соединен с выходом усилителя мощности.

Такое устройство вносит существенную фазовую погрешность, ухудшающую характеристики дифференциально-фазной защиты линии электропередачи. Фазовая погрешность возникает из-за временного запаздывания фронтов импульсов тока приема по отношению к фронтам импульсов своего передатчика. Это проявляется при работе каналов на частотах до 140 кГц, которые используются главным образом на наиболее важных длинных линиях электропередачи.

Указанный недостаток обусловлен тем, что приемник устройства-прототипа построен по схеме прямого усиления. Для того, чтобы в этой схеме обеспечить достаточно высокую избирательность, необходимо устанавливать минимально возможное значение ширины полосы пропускания входного фильтра, что и приводит к значительной фазовой погрешности.

Целью изобретения является улучшение характеристик работы дифференциально-фазной защиты линий электропередачи за счет уменьшения фазовой погрешности, вносимой устройством для передачи и приема сигналов релейной защиты по линиям электропередачи без ухудшения его избирательности.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 приведены кривые зависимости избирательности приемника от расстройки частоты помехи относительно частоты канала.

Устройство для передачи и приема сигналов релейной защиты по линиям электропередачи содержит задающий генератор 1 с двумя выходами, блок 2 управления, усилитель 3 мощности, линейный фильтр 4, входной фильтр 5, усилитель 6 высокой частоты, преобразователь 7 частоты, фильтр 8 промежуточной частоты, детектор 9, выходной усилитель 10.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 создает на первом выходе напряжение высокой частоты для передатчика, а на втором выходе напряжение несущей частоты для преобразователя 7 частоты приемника. Напряжение высокой частоты с первого выхода генератора 1 поступает на вход блока 2 управления, который пропускает его на свой выход в соответствии с сигналами управления, поступившими от релейной защиты. Напряжение высокой частоты проходит через усилитель 3 мощности и линейный фильтр 4 и поступает в линию электропередачи. Напряжение с выхода усилителя 3 мощности поступает также на входной фильтр 5. Туда же поступают сигналы от линии, прошедшие линейный фильтр 4. Напряжение с выхода входного фильтра 5, пройдя усилитель 6 высокой частоты, поступает на первый вход преобразователя 7 частоты. На второй его вход подается напряжение несущей частоты с второго выхода задающего генератора 1. Напряжение с выхода преобразователя 7 частоты поступает на фильтр 8 промежуточной частоты, который выделяет сигнал промежуточной частоты. Он проходит через детектор 9, определяющий чувствительность приемника, и с выходного усилителя 10 поступает в релейную защиту.

Полоса пропускания фильтра 8 промежуточной частоты выбирается исходя из допустимого значения фазовой погрешности, вносимой устройством. Этот фильтр имеет постоянную частоту настройки, не зависящую от частоты канала, что позволяет выполнять его с высокой избирательностью. Полоса пропускания входного фильтра 5 шире, чем полоса фильтра промежуточной частоты и практически не влияет на фазовую погрешность. Входной фильтр 5 обеспечивает избирательность приемника по зеркальному каналу.

На фиг. 2 приведены кривые зависимости избирательности приемника Δ а от расстройки частоты помехи относительно частоты канала Δ f для прототипа и предлагаемого устройства. При этом для прототипа полоса пропускания входного фильтра 1,4 кГц для частот до 140 кГц и 2 кГц для 200 кГц, для предлагаемого устройства полоса пропускания фильтра промежуточной частоты 2 кГц, что обеспечивает для частот до 140 кГц снижение фазовой погрешности в 1,5 раза. Из кривых видно, что при этом избирательность предлагаемого устройства существенно выше, чем у прототипа.

Возможность реализации устройства обеспечивается тем, что оно состоит из узлов и блоков, схемы которых известны и используются в радиоэлектронной аппаратуре. Задающий генератор 1 представляет собой генератор с кварцевой стабилизацией частоты в сочетании с двумя синтезаторами. На выходе одного из них получается частота передатчика, на выходе другого - несущая частота для преобразователя приемника. Блок 2 управления представляет собой электронный ключ, пропускающий ВЧ-сигналы и управляемый логическими сигналами от релейной защиты. Усилитель 3 мощности представляет собой многокаскадный высокочастотный усилитель. Линейный фильтр 4 - это LC-фильтр, выполняемый по дифференциально-мостовой схеме. Входной фильтр - также LC-фильтр, обычно выполняется по цепочечной схеме. Усилитель 6 высокой частоты выполняется по известным схемам. Преобразователь 7 частоты выполняется либо по схеме кольцевого модулятора, либо с использованием перемножителя. Фильтр 8 промежуточной частоты может быть электромеханическим либо многозвенным LC-фильтром. Детектор выполнен по обычной схеме. Выходной усилитель 10 - низкочастотный для частот от 0 до 50 Гц, выполняется по известным схемам. (56) 1. Микуцкий Г. В. Высокочастотные каналы релейной защиты. М. : Госэнергоиздат, 1959.

2. Микуцкий Г. В. Каналы высокочастотной связи для релейной защиты и автоматики. М. : Энергия, 1977, с. 244.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ПО ЛИНИЯМ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, блок управления, усилитель мощности и линейный фильтр, выход последнего предназначен для подключения к высокочастотному, второй вход блока управления предназначен для подключения к выходу блока релейной защиты, к выходу усилителя мощности подключен вход входного фильтра, выход которого соединен с входом усилителя высокой частоты, последовательно соединенные детектор и выходной усилитель, выход последнего предназначен для подключения к входу блока релейной защиты, отличающееся тем, что дополнительно введены последовательно соединенные преобразователь частоты и фильтр промежуточной частоты, при этом выход усилителя высокой частоты соединен с первым входом преобразователя частоты, второй вход которого соединен с вторым выходом задающего генератора, выход фильтра промежуточной частоты соединен с входом детектора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2