Устройство для дистанционной защиты линии

 

247876

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

$1òß ч 1т0Т ; т л

Зависимый от патента №

Заявлено 18.l l.1966 (И 1056484/24-7) Кл, 21с, 68/50

MHI(Н 02h

УДК 621.316.925.45 (088.8) Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 04.VII 1969. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 12.XII.1969

Автор изобретения

Иностранец

Мишель Анри Пьер Суиллар (Франция) Иностранная фирма

«Компани де Комптер А. О.» (Франция) Заяви (ель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ

ЭЛ ЕКТРО П ЕР ЕДАЧ

Изобретение относится к дистанционным:ащитам линий переменного тока, основанным на сравнении двух величин.

Способ действия защитных устройств до настоящего времени определялся синусоидальными величинами (напряжения, тока), тогда как при .возникновении повреждвния следует учитывать апериодический переходный режим, обычно создающийся в этот момент. Это вызывает трудности при создании дистанционных защитных устройств с очень коротким временем действия, Цель изобретения — создание защитного устройства, работа которого не зависит от формы переходных сигналов, вызываемых возникшим повреждением.

С целью обеспечения селективности и быстродействия работы защиты фиксируют момент, когда мгновенная электрическая .величина, пропорциональная току повреждения, становится нулевой, и в этот момент формируют сигнал, который используют для пуска схемы сравнения знаков двух мгновенных напряжений, одно из которых пропорционально току повреждения, второе — пропорционально ,на пряженито в начале линии либо напряжению, являющемуся результатом вычитания из напряжения в начале линии дополнительного напряжения, пропорционального току повреждения, а,выходной сигнал, зависящий от требуемого соотношения знаков сравниваемых напряжений, усиливается и воздействует на отключающее устройство; для этого к вторичной обмотке трансформатора тока присоединены эталонные сопротивления, к одному из которых подключен, импульсный генератор, фиксирующий момент прохождения через нуль напряжения, пропорционального току повреждения, к двум другим эталонным сопротивле10 ниям и трансформатору напряжения подключен блок сравнения знаков мгновенных величин, пропорциональных току повреждения и напряжению в начале линии. Указанный блок сравнения соединен с импульсным генерато15 ром, который формирует сигнал запуска этого блока, и с моностабильным усилителем, подающим сигнал на отключение линии прп получении импульса заранее заданной полярности.

Для получения на входах импульсного ге20 нератора и блока сравнения величин, пропорциональных току повреждения и напряжению в начале линии, применены три эталонных сопротивления. состоящих из последовательно соединенных активного сопротивления и ка25 тушки .взаимоиндукции, включенных в цепь вторичной обмотки трансформатора тока, причем вторичная обмотка катушки взаимоиндукции первого эталонного сопротивления, соединенная последовательно с вторичной обмоткой

30 указанного трансформатора напряжения, и

247876

20 о5

Зо

50

60 выходной зажим перьвого эталонного сопротивления присоединены к одному из входов указанного блока сравнения. К другому входу того же блока присоединены .вторичная обмотка катушки взаимоиндукции и выходной зажим второго эталонного сопротивления, а вторичная обмотка катушки взаимоиндукции и выходной зажим третьего эталонного сопротивления присоединены к зажимам импульсногоо ген ер атор а.

Для защиты от междуфазных повреждений путем измерения индуктивного сопротивления до места повреждения в цепь вторичной обмотки трансформатора тока включены эталонные сопротивления, состоящие из последовательно соединенных катушки взаимоиндукции и активного сопротивления, причем импульсный генератор своими зажимами включен параллельно указанному сопротивлению, один из входов блока сравнения подсоединен «о вторичной обмотке катушки взаимоиндукции, другой вход — к последовательно соединенным вторичной обмотки катушки взаимоиндукции и вторичной обмотке трансформатора напряжения.

Чтобы получить функциональную характеристику в форме замкнутой поверхности, в линию параллельно .включены четыре трансформатора напряжения и применены четыре блока сравнения, аналогичных вышеуказанному. К одному из входов этих блоков подсоединены вторичные обмотки трансформаторов напряжения, включенные последовательно с эталонными сопротивлениями, к другим входам этих же блоков подключено общее эталонное сопротивление, с которого снимается напряжение, пропорциональное току повреждения, причем каждая пара указанных блоков сравнения присоединена к одному из двух импульсных генераторов, подключенных к эталонным сопротивлениям, с которых снимается напряжение, пропорциональное току повреждения.

Для защиты многофазной линии в каждой фазе линии установлен трансформатор тока.

Вторичные обмотки трансформаторов тока незащищенных фаз параллельно соединены со вторичной обмоткой трансформатора питания импульсного генератора и одной из первичных обмоток промежуточного трансформатора, соединенными последовательно. К вторичной обмотке трансформатора тока защищаемой фазы последовательно подключена другая первичная обмотка промежуточного трансформатора, а:вторичная обмотка промежуточного трансформатора соединена с цепью, включающей в себя эталонные сопротивления, напряжения с,которых, как и напряжение от трансформатора напряжения, соединенного с защищаемой фазой, подаются на блок сравнения.

На фиг. 1 дана блок-схема устройства, на которой можно сравнивать сопротивление линии с опорным сопротивлением при повреждении между фазами; на фиг. 2 — индуктивность линии, сравниваемая с опорной индуктивностью при повреждениях между фазами; на фиг. 3 — блок-схема устройства с характеристикой в форме замкнутой поверхности;

íа фиг. 4 — блок-схема устройства защиты для многофазной линии.

На линии 1 установлен трансформатор тока 2. Вторичная обмотка трансформатора тока питает три эталонных сопротивления 8, 4, 5, соединенных последовательно и состоящих из активного сопротивления (соответственно

6, 7, 8) и обмотки взаимоиндукции 9, 10, 11.

Вторичная обмотка трансформатора напряжения 12 соединена последовательно с обмоткой катушки взаимоиндукции 9, с сопротивлением б и,подключена к входным зажимам органа сравнения 18.

К другим входным зажимам органа сравнения 18 подключены обмотка катушки взаимоипдукции 10 и сопротивление 7. Обмотка катушки взаимоиндукции 11 и сопротивление

8 подключены к зажимам импульсного генератора 14, который вырабатывает кратковременные импульсы,во,время падения до нуля подводимого к его зажимам напряжения.

Импульсный генератор 14 соединен с органом сравнения 18. При совпадении полярностей напряжений на входных зажимах органа сравнения 18 и при получении им импульса от импульсного генератора 14 на выходе органа сравнения появляется сигнал. Выход органа, сравнения соединен через моностабильный усилитель 15 с отключающим устройством lб.

На фиг. 2 вариант, в котором приняты те же обозначения, что и на фиг. 1. Вторичная обмотка трансформатора тока 2 соединена с эталонным сопротивлением 8, включающим в себя обмотку взаимоиндукции 9 и активное сопротивление б.

Вторичная .обмотка трансформатора напряжения 12 соединена последовательно со вторичной обмоткой взаимоиндукции 9 и подключена к одним из зажимов органа сравнения так, чтобы .напряжение на зажимах было равно разности подводимых напряжений.

Вторичная обмотка взаимоиндукции 9 подключена также к другим входным зажимам органа сравнения 18. Вход импульсного генератора 14 включен параллельно,с сопротивлением б, а его выход соединен с блоком сравнения 18.

В соответствии с такой схемой как бы ни проявлялся закон изменения тока и напряжения в течение переходного режима, устройство по фиг. 2 позволяет найти место повреждения.

Расстояние до повреждения определяется исключительно значением реактивного,сопротивления или индуктивностью поврежденного участка и не зависит от сопротивления. Это определ< ние достигается при первом падении тока до нуля в поврежденном участке и,не зависит от переходного режима.

На фиг. 3 приняты те же условные обозначения, что и на фиг. 2. На ней приведен пример исполнения устройства, при котором можно получить зону действия в виде ограничен247876

15 ной со всех сторон поверхности в форме параллелограмма, что необходимо для линий большой протяженности и с большой активной,нагрузкой.

На линии 1 установлен трансформатор тока

2, к которому подключены эталонные сопротивления 8, 4, 5, соединенные последовательно, и четыре трансформатора напряжения 12.

Одни входные зажимы блоков сравнения соединены со вторичной обмоткой трансформатора напряжения 12 и вторичными обмотками взаимоиндукции 9 и активными сопротивлениями б, другие входные зажимы — с эталонными сопротивлениями 4.

Блоки сравнения 1З через моностабпльные усилители 15 и каскадные реверсоры 17 подключены к выходному органу логической схемы 18, производящему отключение линии при совпадении сигналов со,всех четырех моностабильных усилителей.

На фпг. 4 — пример исполнения блок-схемы устройства, при котором обеспечивается защита линии от замыкания фазы HB землю измерением расстояния между замыканием и пунктом, где установлено защитное устройство, независимо от сопротивления замыкания.

Первичные обмотки трансформаторов тока

2 соединены соответственно с фазами а, б, с защищаемой линии.

19 — промежуточный трансформатор с двумя первичными обмотками. Одна из них соединена .последовательно со вторичной обмоткой трансформатора тока 2 фазы а. Вторичные обмотки трансформатора тока фаз b и с соединены параллельно. Между их двумя .общими точками подключены последовательно первичная обмотка трансформатора тока 20 и вторая первичная обмотка трансформатора 19.

Ко вторичной обмотке трансформатора 20, у которой отношение преобразования равно

1/3, подключена первичная обмотка взаимоиндукции 11 и цепь импульсного генератора 14.

Вторичная обмотка трансформатора 19 соединена с зажимами цепи, в которой последовательно включены сопротивление б, обмотка 9 и вторичная обмотка взаимоиндукции 11. Эта цепь подводится к входным зажимам блока сравнения 18.

Первичная обмотка трансформатора напряжения 12 соединена между землей и фазой, а вторичная обмотка находится в последовательном соединении с сопротивлением б, обмоткой

9, вторичной обмоткой взаимоиндукции 11, подключенной к блоку сравнения !3 .

Приведенное устройство относится к измерению расстояния при замыкании фазы а. Подобные же устройства предусмотрены и для фаз Ь и с.

В трехфазной системе элементы, питаемые однополярным током, как например от импульсното генератора 14, могут быть общими для трех устройств.

В описанных выше устройствах всегда используются сопротивление или опорная инго

65 дуктивность в качестве «эталона» сопротивления или индуктивностп какой-то длины линии.

Предмет изобретения

1. Устройство для дистанционной защиты линий электропередач, основанное на сравнении двух электрических величин, содержащее трансформаторы тока, трансформаторы напряжения, блок сравнения двух электрических величин, отличающееся тем, что, с целью обеспечения селективности и быстродействия работы защиты, к вторичной обмотке трансформатора тока присоединены эталонные сопротивления, к одному из которых подключен импульсный генератор, фиксирующий момент прохождения через нуль напряжения, пропорционального току повреждения, к двум .другим эталонным сопротивлениям и трансформатору напряжения подключен блок сравнения знаков мгновенных величин, пропорциональных току повреждения п,напряжению в начале линии, причем указанный блок сравнения соединен с импульсным генератором, который формирует сигнал запуска этого блока, и с моностабильным усилителем, подающим сигнал на отключение линии при получении импульса заранее заданной полярности.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для получения на входах импульсного генератора и блока сравнения величин, пропорциональных току повреждения и напряжению в начале линии, применены три эталонных сопротивления, состоящих из последовательно соединен ных активного сопротивления и катушки взаимоиндукции, включенных в цепь вторичной обмотки трансформатора тока, причем вторичная обмотка катушки взаимоиндукции первого эталонного сопротивления, соединенная последовательно со вторичной обмоткой указанного трансформатора напряжения, и выходной зажим первого эталонного сопротивления присоединены к одному из входов указанного блока сравнения, к другому входу того же блока присоединены вторичная обмотка катушки взаимоиндукции и выходной зажим второго эталонного сопротивления, а вторичная обмотка катушки,взаимоиндукции и выходной зажим третьего эталонного сопротивления присоединены к зажимам импульсного генератора.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью защиты от междуфазных повреждений путем измерения индуктивного сопротивления до места повреждения, в цепь вторичной обмотки трансформатора тока включены эталонные сопротивления, состоящие из последовательно соединенных катушки взаимоиндукции и активного сопротивления, причем импульсный генератор своими зажимами включен параллельно указанному сопротивлению, один из входов блока сравнения подсоединен к вторичной обмотке катушки взаимоиндукции, другой вход — к последовательно соединенным вторичной обмотке катушки взаи247876 моиндукции и вторичной обмотке трансформатора напряжения.

4. Устройство по,п. 1, отличающееся тем, что, с целью получения функциональной характеристики в форме замкнутой поверхности, в линию .параллельно включены четыре траясформатора напряжения и применено четыре блока сравнения, аналогичных,вышеуказанному, к одному из,входов этих блоков подсоединены вторичные обмотки трансформаторов напряжения, включенные последовательно с эталонными сопротивлениями, к другим входам этих же блоков подключено общее эталонное сопротивление, с которого снимается напряжение, пропорциональное току повреждения, причем каждая пара указанных блоков сравнения присоединена к одному из двух импульсEIbIx генераторов, подключенных к эталонным сопротивлениям, с которых снимается напряжение, пропорциональное току повреждения, 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью возможности использования для защиты многофазной линии, в каждой фазе линии установлен трансформатор тока; вторичные обмотки трансформаторов тока незащищенных фаз параллельно Icoegtинены со вторичной обмоткой трансформатора тока защищаемой фазы, первичной обмоткой трансформатора питания импульсного генератора и од10 ной из первичных обмоток промежуточного трансформатора, соединенными последовательно; к вторичной обмотке трансформатора тока защищаемой фазы последовательно подключена другая первичная обмотка промежуточного

15 трансформатора, а вторичная обмотка промежуточного трансформатора соединена с цепью, включающей эталонные сопротивления, напряжения с которых, как и напряжение от трансформатора напряжения, соединен ного с защищаемой фазой, подается на блок сравнения, 247876

1 с !

Составитель Г. Дамская

Редактор К. С. Опенченко Техред Т. П. Курилко Корректоры: Е. Ласточкина и В. Петрова

Заказ 3189/17 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2