Дистанционный измерительный орган

Дистанционный измерительный орган

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистическик

Республик (13)1001284 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 201181 (21) 3351651/24-07

Р М К з с присоединением заявки №Н 02 Н 3/40

Н 01 Н 83/16

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет Опубликовано280283. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 280283 (33) УДК 621. 316. . 925 (088. 8) Э.П. Ванзович, А.-С.С. Саухатас и в,А,. Шабанов

i !

E

1 ! политехнический институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) 1 ИС 1АН1(ИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬН1 Й ОРГАН

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в дистанционной защите линий электропередач от двухфазных коротких замыканий, в частности от двухфазных коротких замыканий на землю и от двухфазных коротких замыканий между фазами.

Известны устройства дистанционной защиты линии электропередач от замыканий на землю, содержащие формирователь четырех компенсированных фазных напряжений и напряжения,пропорционального току нулевой последовательности, преобразователь указанных синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы, знак которйх совпадает со знаком мгновенных значений соответствующих напряжений схему совпадения. И и блок преобразования импульсных сигналов в непрерывный сигнал 1 и (2).

Недостатком известных устройств является низкая чувствительность при коротких замыканиях в защищаемой зоне через переходное сопротивление, особенно на линиях электропередачи небольшой длины при больших мощностях питающих систем, а также в ряде случаев низкая селективность, особенно на протяженных линиях электро передачи при больших мощностях питающих систем..

Обусловлен этот недостаток тем, что форма характеристики известных устройств в комплексной плоскости однозначно определяется режимом работы защищаемой электропередачи и не регулируется параметрами схемы устройства. В результате на линиях небольшой длины, а, следовательно, небольшой величине сопротивления уставки, при мощных эквивалентных питающих системах площадь характеристики устройства в комплексной плоскости сопротивления петли короткого замыкания уменьшается и чувствительность к переходным сопротивлениям может оказаться недостаточной.

И наоборот на линиях большой длины площадь характеристики увеличивается, что приводит к снижению селективности устройства при внешних коротких замыканиях в условиях расхождения по фазе ЭДС эквивалентных питающих систем.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство

30. дистанционной защиты линии электро10012В4 передачи от несимметричных коротких замыканий на землю, содержащие формирователь синусоидальных компенсированных фазных напряжений и напряжения, пропорционального току нулевой последовательности, преобразователь указанных синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы, знак которых совпадает со знаком мгновенных значений соответствующих напряжений импульсов, избиратель особой фазы, элемент совпадения И, выход которой подключен к преобразователю импульсных сигналов в непрерывный сигнал. Это устройство .обладает высокой чувствительностью к однофаэным коротким замыканиям на землю и высокой селективностью при всех видах внешних коротких замыканий 3 .

Недостатком устройства является низкая чувствительность при двухфазных коротких замыканиях на землю, особенно при коротких замыканиях через переходное сопротивление в условиях расхождения по Фазе ЭДС эквивалентных питающих систем. Обус" ловлен недостаток тем, что характеристика устройства в комплексной плоскости сопротивления петли короткого замыкания не охватывает замеряемых сопротивлений, так как форма характеристики в основном oIIределяется физической сущностью электрических величин, формируемых на выходе формирователя, которые при цвухфаэных коротких замыканиях на землю не соответствуют петле короткого замыкания.

Другим недостатком устройства является его неработоспособность при двухфазных коротких замыканиях между фазами, так как при этом отсутствует ток нулевой последовательности и пропорционально ему напряжение. Это обуславливает необходимость применения дополнительного устройства для. защиты от двухфазных коротких замыканий между фазами ° приводит к усложнению защиты.

Следоэательно, известное устройство обеспечивает эффективную защиту линий электропередач только от одноФазных коротких замыканий и не обеспечивает необходимую чувствительность при других видах коротких за" мыканий.

Целью изобретения является повышение чувствительности при двухфазных коротких замыканиях.

Поставленная цель достигается тем, что в дистанционный измерительный орган, содержащий блок формирования сравниваемых величин, два выхода которого подключены к соответствующим входам преобразователя синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы, избиратель особой фазы и последовательно включенные логический элемент И и преобразователь импульсных сигналов в непрерывный сигнал, выход которого является выходом устройства, дополнительно введены два фазосдвигающих элемента и блок сдвига передних и задних фронтов импульсов, при этом блок формирования сравниваемых величин выполнен в виде блока формирования компенсированных линейных напряжений и напряжения, пропорцио5

10 нального разности токов обратной последовательности двух любых фаэ, подключенного двумя другими выходами через фазосдвигающие элементы к

15 соответствующим входам преобразователя синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы, выходы которого через блок сдвига передних и . задних фронтов импульсов подключены к входам логического элемента И, а выходы избирателя особой фазы подключены к соответствующим входам блока сдвига передних и задних Фронтов импульсов.

Формирование компенсированных линейных напряжений повышает чувствительность к двухфазным коротким замыканиям. Формирование напряжения, .пропорционального разности токов обратной последовательности двух фаз, совместно с введением двух дополнительных фаэоповоротных блоков обеспечивает эффективное функционирование устройства не только при двухфахных коротких замыканиях на землю, но и при двухфазных коротких замыканиях между фазами.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — характеристики устройства

40 к комплексной плоскости сопротивления петли короткого замыкания при двухфазных коротких замыканиях на землюу на Фиг.3 — характеристика устройства в той же плоскости при двухфазных коротких замыканиях между Фазами.

Устройство содержит формирователь

1 компенсированных линейных напряжений и напряжение пропорциональной разности только обратной последовательности двух фаз, два выхода которого подключены к соответствующим входам преобразователя 2 синусоидальных напряжений. в прямоугольные импульсы непосредственно, à два других — wepe3 сцвигающие элементы

3 и 4,,выходы преобразователя 2 синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы подключены через блок 5 сдвига передних и задних

60 фронтов импульсов, к соответствующим выходам которого подключены выходы избирателя 6 особой фазы, к элЕменту И 7, выход которой подключен к преобразователю импульсных сигналов в непрерывный сигнал 8.

1001284

0 -и(1„-iã ) °

0 =0 -7ч(1 -1 );

UAe Од - Ч(14 1в>СА СА Ч(С А

Сигнал на выходе указанного уст40 ройства появляется при одновременном выполнении трех следующих условийг

u"

-pL -сгщ „., б180 (Ф)

".,я.

-рЬ,Огр ИАь!О ) ЙЫ; (n

45 р ьь с٠—, « 180, (Ъ)

1) где р - регулируемый в блоке 5 сдвига передних и задних фронтов

5р им11ульсов угол;

Q,L,L - логические переменные, принимающие значение равное 1 при наличии сигнала соответ" ственно на одном, другом или третьем выходах избирателя б особой фазы, и равные

0 при отсутствии укаэанных сигналов.

В нормальном режиме работы защищаемой .линии электропередач отсутстбр вует ток обратной последовательности, Ф у так как отсутствует напряжение 0 У .логические переменные 1,„, 1, г Ь равны О, а пучек векторов напряжен ° и ний О, UA u Uc4 нельзя охватить

g5 углом 1&0г . При этом условия (1) где фазовые операторы а = е и г. -Я 20 а = е " .

Далее эти напряжения поступают на соответствующие входы преобразователя 2 синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы.

Импульсы с выходов преобразователя поступают на соответствующие входы блока 5 сдвига передних и задних фронтов импульсов, производящего смещение фронтов импульсов.

Например, задний фронт импульса, соответствующего напряжению U,сдвигается в сторону сужения до тех пор, пока имеется только короткий импульс в момент начала появления прямоугольного импульса, т.е. и в момент перехода напряжения Ut от от-. рицательных значений к положительным.

В то же время у импульсов, соответствующих напряжениям 08, UA& и 0сА, может сдвигаться, например, передУстройство работает следующим образом.

На входы формирователя 1 напряжений поступают напряжения П,, +,6 и .токи IA, I, Ic соответствующих фаз й, В, С. Йа его выходах форми1 руются напряжение U, пропорциояаль. ное разности токов обратной последовательности двух фаз, например фаз Си В, где п - коэффициент пропорциональ ности и компенсированные линейные напряжения. где Z - сопротивление уставки г

° ров> — соответствующие линейные

U4S» 6 д напряжения.

Возможно формирование напряжения U< на основе токов обратной последовательности других фаз, прн этом соответствующим образом необходимо за" менить компенсированные линейные напряжения.

НапРЯжениЯ U и Ьяс постУпают на входы преобразователя 2 синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы, знак которых совпадает со знаком мгновенных значений соответствующих напряжений.

Напряжения UA> и Uc 4 поступают соответственно на фаэосдвигающие элементы 3 и 4, осуществляющие преобразования

° и 1 ()4

О сд=. Сг ()сА, 5

35 ннй фронт в сторону расширения на некоторый угол Ъ

Причем следует отметить, что наличие избирателя б особой фазы позволяет при коротких замыканиях на землю сдвигать фронты одного из импульсов, соответствующего напряжению

1 (! tl

U c илн U4y или Ucó, отличным От двух остальных импульсов. Так при двухфазном коротком замыкании фаз

А и В на землю на одном выходе избирателя б особой фазы, на входы которого подаются фазные токи, появляется непрерывный сигнал, котс:рый далее подается на вход блока 5 сдвига передних и задних фронтов импульсов.

При этом расширяется на угол fb только импульс, соответствующий напряжению Uac, а два других остаются без изменений. Аналогично при коротком замыкании фаз С и и на землю, когда появляется сигнал на другом выходе избирателя б особой фазы и другом входе блока 5 сдвига передних и задних фронтов импульсов,расширяется на угол ) только импульс, соответствующий напряжению U4 и

II т ° äå

Видоизмененные импульсы с выходов блока 5 сдвига передних и задних фронтов импульсов поступают на входы логического элемента И,7, на выходе которой появляется имйульсный сигнал, далее поступающий иа вход преобразователя 8 импульсных сигналов в непрерывный сигнал, осуществляющий преобразование короткого импульсного сигнала в продолжительный непрерывный сигнал.

1001284

10

55 (2), (3) не выполняются и устройство не работает.

При двухфазных коротких замыканиях на землю, например, при замыкании фаз В и С на землю, условия срабатывания (1), (2), (3) принимают вид U

О О 180 i -.„ ",.<1Bo

u и

-" 18О

2.

На фиг. 2 для рассмотренного слу" чая показана характеристика срабатывания устройства в комплексной плоскости сопротивления петли короткого замыкания при отсутствии доаварийного тока. При других сочетаниях замкнувшихся фаз характеристика устройства аналогична. Расположение особых точек Ф э и РСА хаРактеРистики определяется параметрами сети энергосистемы. Причем заданием параметра (.> можно регулировать Форму характеристики устройства. При этом обеспечивается высокая чувствительность устройства при двухфазных коротких замыканиях на землю в защищаемой зоне и высокая селективность при всех видах внешних коротких замыканий.

В случае двухфазных коротких за- . мыканий между фазами, например, между фазами В и С, избиратель особой фазы по своему принципу действия не способен выявить особую фазу, т.е. сигналы на его выходах отсут" .ствуют. При этом условия срабатывания (1), (2), (3) принимают следующий вид: о си.о9

О2.

II о arg -".ф 18о ; и<

-p

О

На фиг.3 для данного случая показана характеристика срабатывания устройства в комплексной плоскости . сопротивления петли короткого замыкания при отсутствии доаварийного тока. В этом случае также обеспечивается хорошая чувствительность устройства при двухфазных коротких замыканиях между фазами в защищаемой зоне и высокая селективность при всех видах внешних коротких замыканий.

Таким образом, предлагаемый дистанционный измерительный орган имЕет

50 высокую чувствительность в случаях двухфазных коротких замыканий на землю и двухфазных коротких замыканий между фазами прн сохранении высокой селективности в случаях всех видов внешних коротких замыканий.

Такое сочетание свойств позволит повысить эффективность функционирования дистанционных защит, что повышает надежность электроснабжения потребителей электрической энергии .

Формула изобретения

Дистанционный измерительный орган, содержащий блок формирования сравниваемых величин, два выхода которого подключены к соответствующим входам пресбразователя синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы, избиратель особой Фазы и последовательно включенные логический элемент И и преобразователь импульсных сигналов в непрерывный сигнал, выход которого является -выходом устройства, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения чувствительности при двухфазных коротких замыканиях, дополнительно введены два фазосдвигающих элемента и блок сдвига передних и задних фронтов импульсов, при этом блок формирования сравниваемых величин выполнен в виде блока формирования компенсированных линейных напряжений и напряжения, пропорционального разности токов обратной последовательности .двух любых фаз, подключенного двумя другими выходами через фазосдвигающие элементы к соответствующим входам преобразователя синусоидальных напряжений в прямоугольные импульсы, выходы которого через блок сдвига передних и задних фронтов импульсов подключены к входам логического элемента И, а

I выходы избирателя особой фазы подключены к ссответствующим входам блока сдвига передних и задннх фронтов импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 597043, кл. Н 02 Н 3/38, 1978.

2. Патент США Р 3898530, кл. H 02 Н 3/40, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2901350/24-07, кл. Н 02 Н 3/40, 1980.

1001284

4 4 с

ВНИИПИ Закаэ 1430/65 Тираж 615 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4