Устройство адаптивного однофазного автоматического повторного включения линии электропередачи

Устройство адаптивного однофазного автоматического повторного включения линии электропередачи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО АДАПТИВНОГО ОДНОФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ , содержащее избирательный блок, селективный блок, соединенные последовательно блок выдержки времени деионизации и блок включения выключателей отключенной фазы, соединенные последовательно блок вьщержки времени бестоковой паузы и блок трехфазного отключения, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства и точности его срабатывания, в него введены генератор импульсов, I триггер и блок разрешения однофазного автоматического повторного включения , кроме того, блок выдержки времени деионизации выполнен из первого счетчика импульсов и связанного с его выходом элемента задания длительности времени деионизации, а блок выдержки времени бестоковой паузы - из второго счетчика импуль сов и связанного с его выходом эле .мента задания длительности бестоковой паузы, причем первый выход избирательного блока подключен к входу генератора импульсов, выход которого подключен к счетным входам первого и второго счетчиков импульсов, второй выход избирательного подключен к второму входу блока включения выключателей отключенной фазы и к первому входу блока разрешения одноQ фазного автоматического повторного включения, выход которого подключен (Л к второму входу элемента задания с длительности времени деионизации, третий вход которого подключен к (ВЫХОДУ элемента задания длительное-, ти бестоковой паузы, второй вход которого подключен к выходу элемента задания длительности времени деиони00 зации, а выход селективного блока ( подключен к входу установки нуля 4 первого счетчика импульсов и к :о входу триггера, выход которого подключен к второму входу блока 00 разрешения однофазного автоматического повторного включен я. 2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что селективньй блок выполнен из порогового элемента , третьего счетчика импульсов, двух формирователей импульсов и логического элемента И, причем вход порогового элемента подключен к входной клемме устройства, а выход - к счетному входу третьего счетчика им

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5g Н 02 Н 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3530560/24-07 (22) 03.01.83 (46) 15.04.84. Вюл. ш 14 (72) Г.С. Ордуян, А.M. Аракелян, В.И. Сааков, Ю.И. Лысков и В.Н. Соболев (71) Армянское специализированное отделение ордена Октябрьской Революции Всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научноисследовательского института энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 575722, кл. Н 02 Н 3/06, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

N - 632023, кл. Н 02 Н 3/06, 1977 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО АДАПТИВНОГО

ОДНОФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, содержащее избирательный блок, селективный блок, соединенные последовательно блок выдержки времени деионизации и блок включения выключателей отключенной фазы, соединенные последовательно блок выдержки времени бестоковой паузы и блок трехфазного отключения, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства и точности его срабатывания, в него введены генератор импульсов, триггер и блок разрешения однофазного автоматического повторного вклюI чения, кроме того, блок выдержки времени деионизации выполнен из первого счетчика импульсов и связанного

„SU, 1086493 A с его выходом элемента задания длительности времени деионизации, а блок выдержки времени бестоковой паузы — из второго счетчика импульсов и связанного с его выходом элемента задания длительности бестоковой паузы, причем первый выход избирательного блока подключен к входу генератора импульсов, выход которого подключен к счетным входам первого

I и второго счетчиков импульсов, второй выход избирательного блока подключен к второму входу блока включения выключателей отключенной фазы и к первому входу блока разрешения однофазного аВтоматического повторного включения, выход которого подключен к второму входу элемента задания длительности времени деионизации, третий вход которого подключен к выходу элемента задания длительнос-. ти бестоковой паузы, второй вход которого подключен к выходу элемента задания длительности времени деионизации, а выход селективного блока подключен к входу установки нуля первого счетчика импульсов и к входу триггера, выход которого подключен к второму входу блока разрешения однофазного автоматического повторного включения.

2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что селективнйй блок выполнен из порогового элемента, третьего счетчика импульсов, двух формирователей импульсов и логического элемента И, причем вход порогового элемента подключен к входной клемме устройства, а выход " к счетному входу третьего счетчика им1086493 пульсов и входу первого формирователя ключен к выходу третьего счетчика импульсов, выход которого подключен импульсов, а выход второго формировак входу второго формирователя импуль- теля импульсов подключен к входу уссов и первому входу логического эле- тановки нуля третьего счетчика иммента И, второй вход которого под- пульсов.

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике энергосистем, и может быть использовано для линий электропередачи высокого напряжения, оснащенных высокочастотными каналами связи, Известно устройство для однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ) линии электропере- 10 дачи, основанное на контроле момента гашения дуги подпитки путем измерения напряжения биений на отклю- . ченной фазе во время бестоковой паузы, содержащее блок управления 15 включением выключателя поврежденной фазы, блок задержки включения поврежденной фазы с выдержкой времени, определяемой реальной длительностью горения дуги подпитки. Выход 20 блока задержки подключен ко входу блока управления включением выключателя 1, Однако указанное устройство применено лишь для ЛЭП с шунтирующими ?;: реакторами и требует использования трех комплектов аппаратуры (во всяком случае, трех измерительных органов), по одному в каждой фазе.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство адаптивного ОАПВ с контролем момента гашения дуги подпитки, реализующее способ однофазного автоматического повторного включения линии электропередачи, оснащенной высокочастотными каналами связи, содержащее включенные последовательно блок однофазного АПВ, блок контроля амплитуды напряжения помех реле Време 4р ни деионизации и,выходное реле включения выключателей, а также соединенные последовательно реле времени бестоковой паузы и выходное реле трехфазного отключения, причем блок однофазното АПВ состоит из .

1 соединенных последовательно избира-тельного блока, промежуточного реле и реле времени, блок контроля амплитуды напряжения помех — из соединенных последовательно селективного блока и блока сравнения, второй выход которого соединен с входом реле времени бестоковой паузы, а второй вход селективного блока подключен к. выходу высокочастотного канала связи L23.

Недостатком указанного технического решения является невысокая помехоустойчивость, обусловленная контролем импульсных помех на выходе высокочастотного канала связи только по амплитуде, а также большая погрешность выдержек времени деионизации и бестоковой паузы.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости устройства, а также повышение точности его срабатывания.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство адаптивного однофазного автоматического повторного включения линии электропередачи, содержащее избирательный блок, селективный блок, соединенные последовательно блок выдержки времени деионизации и блок включения выключателей отключенной фазы, соединенные последовательно блок выдержки времени бестоковой паузы и блок трехфазного отключения, введены генератор импульсов, триггер и блок разрешения ОАПВ, кроме того, блок выдержки времени деионизации выполнен из первого счетчика импульсов и связанного с его выходом элемента задания длительности времени деионизации, а блок выдержки времени бестоковой паузы— из второго счетчика импульсов и связанного с его выходом элемента задания длительности бестоковой паузы, причем первый выход избирательного блока подключен к входу генератора

493 4 лей отключенной фазы 17 и блок трехфазного отключения 18.

Помехи из высокочастотного канала связи поступают в блок 1,. состоящий из порогового элемента 2, соединенного с счетчиком импульсов 3 и одновибратором 4, выход которого поступает на одновибратор S, осуществляющий установку нуля счетчика импульсов, и вход логического элемента И 6, второй вход которого соединен с выходом счетчика 3. Выходной сигнал блока 1 поступает на единичный вход триггера 7, соединенного с блоком 8, и в блок 9,. состоящий из счетчика импульсов 10 и связанного с его выходом элемента 1,1, на второй вход которого поступает сигнал от блока 8

Э а на третий — от блока 12, состоящего из счетчика импульсов 13 и связанного с его выходом элемента 14. Счетчики импульсов запускаются от генератора импульсов 15, который начинает генернровать импульсы по сигналу блока 16, входы А, В, С которого связаны с блок-контактами выключателей одноименной фазы, а выход пос тупает в блок 8 и на второй вход блока 17, на первый вход которого с выхода блока 9 поступает сигнал, одновременно поступающий на второй вход элемента 14. Блок 12 выдает сигнал в блок 18 на трехфазное отключение ЛЭП, а блок 17 — сигналы на ОАПВ отключенной фазы.

Кроме того, селективный блок выполнен из порогового элемента, третьего счетчика импульсов, двух формирователей импульсов и логичес25 кого элемента И, причем вход порогового элемента подключен к входной клемме устройства, а выход — к счетному входу третьего счетчика импульсов и входу первого формирователя импульсов, выход которого подключен

30 к входу второго формирователя импульсов и первому входу логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу третьего счетчика1 импульсов, а выход второго формирова. З5 тели-импульсов подключен к входу установки нуля третьего счетчика им" пульсов .

Устройство работает следующим образом.

При коротком замыкании одной какой-нибудь фазы А, В,,С и его отключении от блок-контакта выключателя соответствующей фазы срабатывает блок 16, запоминает отключенную фазу и переводит устройство в начальное состояние (устанавливает все счетчики и триггер в нулевое положение), одновременно запуская блок 8. Счетчики начинают счет времени с нуля. На вход селективного блока 1 поступают импульсные помехи, возникающие в высокочастотном канале связи при дуговом КЗ в виде пакетов импульсов с длительностью интервалов между ними (пакетами) примерно 10-20 мс, каждый из которых содержит импульсы более высокой частоты общей длительностью 1-1,5 мс. Пороговый элемент 2, исполненный схемно в виде триггера Шмитта, осуществляНа чертеже представлена блок-схема .устройства адаптивного ОАПВ.

Устройство содержит селективный блок 1, состоящий из порогового эле- мента 2, счетчика импульсов 3, двух 45 формирователей импульсов (одновибраторов) 4 и 5, логического элемента

И 6, триггер 7, блок разрешения

ОАПВ 8, блок выдержки времени деиони- зации 9, состоящий из счетчика им- 50 пульсов 10 и элемента задания длительности времени деионизации 11, блок выдержки времени бестоковой паузы 12, состоящий из счетчика импульсов 13 и элемента задания дли- 55 тельности бестоковой паузы 14, генератор импульсов 15, избирательный блок 16, блок включения выключатез 1086 импульсов, выход которо го подключен к счетным входам первого и второго счетчиков импульсов, второй выход избирательного блока подключен к второму входу блока включения выключателей отключенной фазы и первому, входу блока разрешения ОАПВ, выход которого подключен к второму входу элемента задания длительности. времени деионизацни, третий вход которого 10 подключен к выходу элемента задания длительности бестоковой паузы, втброй вход которого подключен к выходу элемен та задания времени деионизации,а выход селективного блока подключен к входу установки нуля первого счетчика импульсов и к единичному входу триггера, единичный выход которого подключен к второму. входу блока разрешения

ОАПВ.

1086493 ет амплитудную селекцию помех от помех другого рода и улучшает фронты входных сигналов.

Первый же импульс пакета дуговых помех запускает одновибратор 4, дли- 5 тельность выходного импульса которого равна примерно 2 мс. Одновременно пакет импульсов поступает на счетный вход электронного счетчика 3, подсчитывающего количество импульсов в пакете. Если количество импульсов в пакете превышает заданное число и (и принимает дискретные значения 1, 2, 4, 8), т.е. за время длительности выходного импульса одновиб- 15 ратора 4 поступит разрешающий потенциал с выхода счетчика 3 на второй вход логического элемента И 6, то последний выдаст сигнал "Пакет", который означает, что имеет место дуговое КЗ. Таким образом, наличие счетчика 3 придает селективному блоку 1 наряду с амплитудной селективностью также частотную селективность, что в целом повышает помехоустойчивость устройства.

Задний фронт выходного импульса одновибратора 4 запускает одновибратор 5, длительность выходного импульса которого равна примерно 50 мкс,зр который возвращает в исходное состояние счетчик 3, подготавливая его для подсчета количества импульсов второго пакета. Сигнал же "Пакет" запоминается триггером 7, переводя его З5 в состояние "1",. и.осуществляет сброс счетчика 10, представляющего собой электронный двоично-десятичный счет" чик импульсов, который начинает счет времени заново с нуля. При поступле- 4р нии на вход устройства второго (и последующих) пакета импульсов снова запускается.одновибратор 4, затем одновибратор 5, и работа устройства происходит в той же последователь- 4 ности, если только длительность интервала между пакетами импульсов не превосходит время, необходимое для восстановления диэлектрической прочности (деионизации) дугового канала. При этом счетчик 10 каждый раз измеряет длительность интервалов между пакетами импульсов, сравнивая ее со временем деионизации.

Время деионизации задается цифровым способом элементом 11, представляющим собой схему совпадения, на первые четыре входа которой подается информация в двоично-десятичном коде с выходов (единичных или нулевых) старшего десятичного разряда электронного счетчика 10. Время деионизации при этом равно:

10m-1 О

Ъ где Т, лительность времени деионизации дугового канала; частота генерации генератора импульсов; количество десятичных разрядов счетчика 10; порядковый номер двоичного разряда в старшем десятичном разряде счетчика 10; коэффициент, равный 0 или 1 в зависимости от состояния данного двоичного разряда. а„.

Независимо от наличия или отсутствия дуговых помех электронный счетчик 13 ведет счет времени бестоковой паузы, которое также задается цифровым способом в двоичнодесятичной форме схемой совпадения

14 и регулируется ° Аналогично вы»

Если пакет импульсов по какойнибудь причине прекратится (погасла дуга), то по истечении времени Т (так как сброса счетчика 10 уже не произойдет), считая с последнего пакета импульсов, срабатывает схема совпадения 11, выдавая сигнал включения отключенной фазы в блок 17, который осуществляет повторное включение именно той фазы, которую запомнил блок 16, при наличии разрешаю .щего сигнала из блока 8. Последний вырабатывает разрешающий сигнал в случае отключения только одной какойнибудь фазы (триггер 7 при этом должен находиться в состоянии ".1") и запрещающий сигнал — в противном случае (отключены две фазы, три фазы, или ни одна), Этот сигнал поступает на второй вход схемы совпадения 11, разрешая ОАПВ при однофазном КЗ и запрещая его при многофазном. Таким образом, в момент подачи команды на ОАПВ еще раз дополнительно проверяется наличие однофазного отключения, тем самым исключая возможность ОАПВ в случае, если за время работы устройства отключилась еще одна или две фазы.

7 10864 числяется длительность бестоковой паузы по выражению ф-1 т = 1, Е 2 "

1=1

5 где Т вЂ” длительность бестоковой паузы ОАПВ; — частота генератора импульсов;

q, — количество десятичных раз- 1О рядов счетчика 13; а — порядковый номер двоичного разряда в старшем десятичном разряде счетчика 13;

Ь; — коэффициент, равный 0 или 1 1S в зависимости от состояния данного двоичного разряда.

По истечении времени Т с момента начала работы устройства срабатывает схема совпадения 14„ подавая 20 тем самым команду в блок 18 на трехфазное отключение ВЛ, если только до этого не имело место ОАПВ, так как в этом случае трехфазное отключение блокируется сигналом, подавае- 25 мым на второй вход схемы совпадения 14 от элемента 11. В свою очередь, команда на трехфазное отключение блокирует команду. на ОАПВ с третьего входа элемента 11, если она (команда на ОАПВ) находится в стадии формирования, т.е. если конец бестоковой паузы попадает в интервал времени деионизации.

При металлическом КЗ дуговые по35 мекк (пакеты импульсов) в высокочастотном канале связи отсутствуют, и триггер 7 остается в.начальном "О" состоянии, запрещая выработку блоком 8 разрешающего сигнала на ОАПВ. 40

93

В этом случае также осуществляется трехфазное отключение ВЛ в конце бес- токовой паузы, т.е. по истечении времени Тх. Задержка трехфазного от ключения в этом случае (хотя имеется возМожность отключение произвести раньше) обусловлена тем обстоятельством, что процент металлических КЗ довольно-таки мал и, кроме того, не исключена вероятность, что металлическое КЗ может перейти в дуговое с последующим успешным ОАПВ, исключающим лишнее трехфазное отключение.

Устройство может работать как самостоятельно, так и в комплексе со стандартным устройством АПВ. Оно обеспечивает задание уставок времени в цифровом виде и регулирование их с большой точностью и в широких пределах, а также позволяет осуществить индикацию вида и характера КЗ: неустойчивое дуговое (дуга погасла), устойчивое дуговое (дуга не гаснет) и металлическое — для последующей статистики аварийных случаев.

Технико-экономический эффект при применении устройства достигается за счет сокращения бестоковой паузы

ОАПВ при неустойчивом КЗ исключения лишнего повторного включения на устойчивое КЗ (дуговое или металлическое), что, в конечном счете, способствует сохранению устойчивости работы энергосистем, повышению пропускной способности электропередачи и ее надежности, а также облегчению условий работы высоковольтных выключателей и другого силового оборудования, увеличивающего межремонтный период их работы.

1086493

Составитель Г. Дамская

Редактор И. Товтин Техред И.Кузьма Корректор В. Синицкая

Заказ 2262/49 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35» Раушская наб., д. 4/5

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