Устройство для направленной дифференциально-фазной высокочастотной защиты линии электропередачи

Устройство для направленной дифференциально-фазной высокочастотной защиты линии электропередачи

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите линий электропередачи, оснащенных устройствами релейной защиты и однофазного автоматического повторного включения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем осуществления защиты линии с реакторами в промежуточном пункте линии и повышение надежности функционирования защиты в режиме одностороннего питания, или при отказе пусковых органов из-за неисправности, или при наличии высокочастотных помех с одной из сторон линии. Это достигается тем, что в устройство прототип дополнительно внедены два блока приема управляющих сигналов пятый элемент ИЛИ, а первый блок приема управляющих сигналов и выходной блок снабжены дополнительными входами, на дополнительно введенные блоки воздействуют блок фиксации цикла ОАПВ действия выходных цепей защищаемого и смежного участка линии, благодаря чему защита проводится в диффазный режим в зависимости от внешних устройств. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите линий электропередач. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем осуществления защиты линии с реакторами в промежуточном пункте линии и повышение надежности функционирования защиты в режиме одностороннего питания, или при отказе пусковых органов из-за неисправности, или при наличии высокочастотных ВЧ помех с одной из сторон линии. На чертеже представлена блок-схема устройства во взаимосвязи с блоками внешних устройств. На схеме показаны блокирующий пусковой орган 1, отключающий пусковой орган 2, первый блок приема управляющих сигналов 3 и орган манипуляции 4. Устройство содержит триггер 5, предназначенный для запоминания перевода защиты в дифференциально-фазный режим, высокочастотный передатчик 6 и высокочастотный приемник 7, первый элемент задержки на срабатывание 8, предназначенный для перевода защиты из дифференциально-фазного режима в направленный, второй элемент задержки на срабатывание 9, предназначенный для задержки пуска высокочастотного (ВЧ) сигнала в дифференциально-фазном режиме, третий элемент задержки на срабатывание 10, необходимой для обеспечения селективности защиты, первый элемент задержки на возврат 11 для кратко-временного запоминания запрета пуска ВЧ, второй элемент задержки на возврат 12, обеспечивающий продление посылки непрерывного ВЧ сигнала после прекращения манипуляции и снятия неконтролируемого сигнала отключения, первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ 13, 14, 15 и 16, элемент И 17, первый и второй элементы "Запрет" 18, 19, а также выходной блок 20. Кроме того, на схеме показаны: устройство резервной защиты (РЗ) и однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ) защищаемого участка линии 21, первый выход которого срабатывает по факту фиксации цикла ОАПВ при срабатывании выходных цепей быстродействующих ступеней резервных защит своего участка или приеме ВЧ сигналов отключения своего участка, а второй выход - по факту действия защиты на отключение трех фаз защищаемого участка, - устройство РЗ и ОАПВ смежного участка линии 22, первый выход которого срабатывает по фиксации цикла ОАПВ смежного участка, второй выход - по факту срабатывания выходных цепей ВЧ защиты смежного участка, а третий выход - по факту фиксации действия на отключение трех фаз смежного участка. Устройство содержит также второй и третий блоки приема управляющих сигналов 23 и 24, а также пятый элемент ИЛИ 25. Входы по току и напряжению отключающего пускового органа 2, блокирующего пускового органа 1 и органа манипуляции 4 подключены к трансформаторам тока и напряжения линии. Функциональные блоки данного устройства для направленной дифференциально-фазной ВЧ защиты могут быть выполнены как в устройстве направленной дифференциально-фазной высокочастотной защиты типа ПДЭ-2003, а блок приема управляющих сигналов с двумя входами может быть выполнен, например, с использованием двух диодов, соединенных по схеме ИЛИ на входе блока, реализованного по известной схеме. Устройство для направленной дифференциально-фазной ВЧ защиты линии электропередачи работает следующим образом. В случае недостаточной чувствительности отключающих пусковых органов из-за слабого или одностороннего питания или при их отказе при однофазном коротком замыкании по факту срабатывания быстродействующих резервных защит линии или приема ВЧ сигналов отключения устройство РЗ и ОАПВ защищаемого участка ЛЭП через первый свой выход подает сигнал на блок второй приема управляющих сигналов 23, а сигнал с его выхода через пятый элемент ИЛИ 25 поступает на установочный вход триггера 5. Сигналы с выхода триггера 5 обеспечивают перевод защиты в дифференциально-фазный режим, а именно: сигнал, проходя через второй элемент задержки срабатывания 9, второй элемент задержки на возврат 12, третий элемент ИЛИ 15 и первый элемент "Запрет" 18, осуществляет пуск высокочастотного передатчика 6, сигналы с выхода триггера 5 и от органа манипуляции 4 поступают на оба входа элемента И 17, и через первый элемент ИЛИ 13 на запрещающий вход первого элемента "Запрет" 18, осуществляя манипуляцию пуском высокочастотного передатчика 6. Сигнал с выхода триггера 5 также поступает в тракт отключения на первый вход четвертого элемента ИЛИ 16, формируя сигнал отключения вне зависимости от срабатывания отключающего пускового органа 2, кроме того, сигнал с выхода триггера 5 изменяет уставку третьего элемента задержки на срабатывание 10, обеспечивая соответствующий угол блокировки защиты, работающей в дифференциально-фазном режиме. При отсутствии к.з. в цикле ОАПВ прохождение сигнала с выхода четвертого элемента ИЛИ 16 прерывается на втором элементе "Запрет" 19 из-за приема сплошного ВЧ сигнала приемником 7. При к. з. в цикле ОАПВ сигнал с выхода четвертого элемента ИЛИ 16 проходит через второй элемент "Запрет" 19 в паузу приема ВЧ сигнала приемником 7 и далее через третий элемент задержки на срабатывание 10 к выходному блоку 20. Время работы защиты в дифференциально-фазном режиме определяется уставкой на первом элементе задержки на срабатывание по истечении которой подается сигнал на вход "сброс" триггера 5. При этом без выдержки времени прекращается манипуляция пуском ВЧ сигнала и прерывается сигнал в тракте отключения с выхода триггера, а пуск ВЧ сигнала прекращается по истечении выдержки времени второго элемента задержки на возврат 12. Защита переводится в направленный режим. Таким образом, при однофазном коротком замыкании на линии со слабым или односторонним питанием оба полукомплекта защит по концам линии переводятся в дифференциально-фазный режим, один полукомплект от сигнала на выходе третьего элемента задержки на срабатывание 10 поступающего на первый вход пятого элемента ИЛИ 25 при срабатывании отключающих пусковых органов защиты, а второй полукомлект - от сигнала на выходе третьего блока управляющих сигналов, поступающего на второй вход пятого элемента ИЛИ 25 при срабатывании от быстродействующих ступеней резервных защит нулевой последовательности или при получении отключающего ВЧ сигнала с противоположного конца линии устройства РЗ и ОАПВ защищаемого участка линии. После отключения повредившейся фазы оба ВЧ передатчика посылают ВЧ сигналы, манипулированные соответственно токами нагрузки, протекающими по оставшимся в работе двум фазам линии, на обоих ВЧ приемниках появится сплошной сигнал и заблокирует защиту. При к.з. на работающих фазах в цикле ОАПВ манипуляция на каждом конце будет соответствовать фазам токов к.з., сигнал на выходе ВЧ приемников будет прерывистый и защита сработает. На протяженной линии электропередачи c реактором или нагрузкой в промежуточном пункте линии с целью обеспечения защиты протяжной линии и исключения реактора из зоны действия защиты организуют два ВЧ канала и дополнительно устанавливают два полукомплекта защиты, включенные на ток линии по обе стороны от реакторного пункта. При к.з. на одном из участков для отключения линии осуществляется взаимодействие полукомплектов у реакторного пункта: перевод в дифференциально-фазный режим полукомплекта неповрежденного участка от выходного сигнала полукомплекта поврежденного. Благодаря этому обеспечивается отключение удаленного конца линии, которая состоит из двух участков, разделяемых реакторным пунктом. В начале первого участка установлен полукомплект защиты I, а у реакторного пункта, полукомплект защиты II. В начале второго участка, т.е. со стороны реакторного пункта установлен полукомплект защиты III, а на удаленном конце - полукомплект IV. При однофазном к.з. на первом участке сработают отключающие пусковые органы 2 полукомплектов I и II поврежденного участка, сигналы через четвертые элементы ИЛИ 16, вторые элементы "Запрет" 19, третьи элементы задержки на срабатывание 10 поступают на пятый элемент ИЛИ 25, и оба полукомплекта переводятся в дифференциально-фазный режим. При этом оба полукомплекта пускают устройство АПВ, и с одной стороны линии происходит отключение поврежденной фазы. У полукомплекта III на реакторном пункте, включенном на ток линии неповрежденного участка, срабатывает блокирующий пусковой орган I. Сигнал с его выхода через второй вход третьего элемента ИЛИ 15, элемент (первый) "Запрет" 18 пускает ВЧ передатчик 6. ВЧ приемник 7 полукомплекта IV на удаленном конце неповрежденного участка принимает блокирующий ВЧ сигнал, который поступает на запрещающий вход второго элемента "Запрет" 19. Поэтому отключающего сигнала на выходе указанного полукомплекта не возникает, несмотря на срабатывание отключающего пускового органа 2. Сигнал срабатывания полукомплекта II через выход, предназначенный для воздействия на устройство РЗ и ОАПВ смежного участка ВЛ, через третий блок приема управляющих сигналов 24, второй вход пятого элемента ИЛИ 25, установочный вход триггера 5 переводит полукомплект III в дифференциально-фазный режим. Перевод в дифференциально-фазный режим осуществляется без задержки, создаваемой вторым элементом задержки на срабатывание 9, поскольку пуск ВЧ сигнала произошел от блокирующего пускового органа. В паузу манипулированного ВЧ сигнала срабатывает полукомплект IV на удаленном конце неповрежденного участка, переводится в дифференциально-фазный режим и пускает устройство АПВ. На втором конце линии отключается поврежденная фаза. Таким образом, после первого к.з. полукомплекты первого и второго участков переводятcя в дифференциально-фазный режим. Если в цикле нет к.з., то по истечении задержки на срабатывание первого элемента 8, на срабатываемый вход триггера 5 поступает сигнал. После этого полукомплекты обоих участков переводятся в направленный режим. При к.з. в цикле ОАПВ, например, на первом участке у полукомплектов I и II манипуляция будет соответствовать фазам токов к.з. защиты повторно сработают, и полукомплектом I через ОАПВ с одной стороны линии доотключатся две фазы, а со стороны реактивного пункта от устройства РЗ и ОАПВ смежного участка ВЛ по факту отключения трех фаз смежного участка поступит сигнал на блок первый приема управляющих сигналов 3 полукомплекта III, который воздействует через второй элемент ИЛИ 14 на вход сбрасывающий триггера 5. При этом без выдержки времени прекращается манипуляция ВЧ сигнала, прерывается сигнал в тракте отключения и прекращается пуск ВЧ сигнала подачей запрещающего сигнала на первый элемент "Запрет" 18 через первый элемент задержки на возврат 11 и первый элемент ИЛИ 13. После этого снимается запрещающий сигнал с второго элемента "Запрет" 19 полукомплекта IV. Защита срабатывает в паузу своего манипулируемого ВЧ сигнала и пускает устройство ОАПВ, которое доотключает две фазы. Перевод полукомплектов I, II, IV из дифференциально-фазного режима в направленный осуществляется от устройства РЗ и ОАПВ защищаемого участка по факту фиксации отключения трех фаз аналогично полукомплекту III. При междуфазном к.з. полукомплекты I-IV работают как и при однофазном к.з., как было описано выше. Перевод полукомплектов из дифференциально-фазного режима в направленный производится от устройства РЗ и ОАПВ защищаемого участка ВЛ по факту фиксации отключения трех фаз, как было описано выше. При внешних КЗ за пределами защищаемой линии или в реакторе устройства для защиты первого и второго участков работают независимо друг от друга, аналогично устройству-прототипу. Таким образом, благодаря отличительным признакам устройство в сравнении с базовым объектом, в качестве которого принят прототип, обеспечивает защиту протяженной линии с реакторным пунктом. При использовании устройства прототипа при КЗ в реакторе отключалась бы вся линия, так как он входил бы в зону действия защиты. Использования предлагаемого изобретения позволяет выполнить ВЧ защиту на длинных линиях, где необходимо устанавливать реакторы в промежуточных пунктах, практически невозможно обеспечить перекрываемое затухание ВЧ канала при использовании устройства-прототипа. Устройство также обеспечивает в случае отказа пусковых отключающих органов защиты с одной из сторон линии при однофазном к.з. на землю перевод в дифференциально-фазный режим несработавшего комплекта защиты, тем самым обеспечивая отключение одной фазы линии вместо трех и последующее однофазное автоматическое повторное включение. Правильная работа защиты обеспечивается также при отказе одного полукомплекта защиты из-за ВЧ помех в канале. Таким образом обеспечивается достижение поставленной цели.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ с реакторами в промежуточном пункте линии и с устройствами резервной защиты и однофазного автоматического повторного включения на защищаемом и смежном участке линии, содержащее отключающий и блокирующий пусковые органы и орган манипуляции, к соответствующим входам которых подключены выходы датчиков тока и напряжения, входы которых предназначены для подключения к защищаемой линии, первый, второй и третий элементы задержки на срабатывание, первый и второй элементы задержки на возврат, триггер, первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, элемент И, первый и второй элементы "Запрет", первый блок приема управляющих сигналов, первый вход которого предназначен для подключения к первому выходу устройства резервной защиты и однофазного повторного включения защищаемого участка линии, высокочастотные приемник и передатчик и выходной блок, первый выход которого предназначен для подключения к цепи отключения через устройство однофазного автоматического повторного включения защищаемого участка линии, при этом первый вход элемента И объединен с входами первого и второго элементов задержки на срабатывание, а также с первыми входами четвертого элемента ИЛИ и третьего элемента задержки на срабатывание и подключен к выходу триггера, выход органа манипуляции подключен к второму входу элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход первого элемента задержки на возврат, вход которого объединен с первым входом второго элемента ИЛИ и подключен к выходу первого блока приема управляющих сигналов, к второму входу второго элемента ИЛИ подключен выход первого элемента задержки на срабатывание, к выходу второго элемента задержки на срабатывание через второй элемент задержки на возврат подключен первый вход третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу блокирующего пускового органа, выход третьего элемента ИЛИ подключен к разрешающему входу первого элемента "Запрет", к запрещающему входу которого подключен выход первого элемента ИЛИ, выход первого элемента "Запрет" подключен к входу высокочастотного передатчика, к второму входу четвертого элемента ИЛИ подключен выход отключающего пускового органа, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к разрешающему входу второго элемента "Запрет", к запрещающему входу которого подключен выход высокочастотного приемника, к выходу второго элемента "Запрет" подключен второй вход третьего элемента задержки на срабатывание, выход которого подключен к входу выходного блока, выход второго элемента ИЛИ подключен к сбрасывающему входу триггера, а объединенные выходы высокочастотного передатчика и вход высокочастотного приемника предназначены для подключения к защищаемой линии, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем осуществления защиты линии с реакторами в промежуточном пункте линии и повышения надежности функционирования в режиме одностороннего питания или при отказе пусковых органов из-за неисправности, или при наличии высокочастотных помех с одной из сторон линии, дополнительно введены второй и третий блоки управляющих сигналов, пятый элемент ИЛИ, первый блок приема управляющих сигналов снабжен вторым входом, предназначенным для подключения к первому выходу устройств резервной защиты и однофазного автоматического повторного включения смежного участка линии, выходной блок снабжен вторым выходом предназначенным для подключения к устройству защиты смежного участка линии, вход второго блока приема управляющих сигналов предназначен для подключения к второму выходу устройства резервной защиты и однофазного автоматического повторного включения защищаемого участка линии, первый и второй входы третьего блока приема управляющих сигналов предназначены для подключения соответственно к второму и третьему выходам устройства резервной защиты и однофазного автоматического повторного включения смежного участка линии, выход второго блока приема управляющих сигналов подключен к первому входу пятого элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход третьего блока приема управляющих сигналов, третий вход пятого элемента ИЛИ объединен с выходом третьего элемента задержки на срабатывание, а выход пятого элемента ИЛИ подключен к устанавливающему входу триггера.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000