Измерительный орган для устройства замера сопротивления линии электропередачи

Измерительный орган для устройства замера сопротивления линии электропередачи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(t i) 56 I 9 I 3

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕИЬСТВУ

Союз Советских

Социвлистицеских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-Bv (22) Заявлено 29.04.74 (21) 2022881/07 с присоединением заягки Л0 (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.77. Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 20.02.77 (51) М Кч G 01R 31/08

Н 02Н 3/40

Госурар."тввн.,.нй иомитв-.

Рвота Министров СССР

ll0 долам и:обовтвний и открлик (53) УДК 621.316.925 (088.8) (72) Авторы изобретения

Р. Ф. Стасенко, Ж. П. Гейдерман и В. П. Горишный (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ДЛЯ УСТРОЙСТВА ЗАМЕРА

СОПРОТИВЛЕНИЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к области электротехники, а конкретно, к измерительным органам для устройства замера сопротивления линии электропередачи путем непрерывного деления электрических величин.

Из устроиств деления переменных напряжений косвенного деиствия для выполнения реле сопротивления линии известно применение диодных функциональных преобразователей с логарифмическими характеристиками (l J

Однако трудность выполнения двух диодных функциональных преобразователей с одинаковыми логарифмическими характеристиками, необходимость высокой термостаоилизации элементов схем затрудняет использование этого принципа для фиксирующих омметров линии 10 кВ, устанавливаемых в комплектных распредустройствах наружной установки подстанций 35/10 кВ.

Известные импульсные реле сопротивления обладают характеристиками, обеспечивающими срабатывание исполнительных органов при отношении входных напряжений, равном или меньшем определенного значения, равного сопротивлению сраоатывания. 1!ри этом выходное напряжение в таких схемах не пропорционально сопротивлению на зажимах.

Так, импульсное .реле сопротивления:(2) содержит трансформаторы напряжения, трансреакторы, блоки фор., прования импульсов и выходное устройство. Выходы блоков формирования импульсов в реле подключены к входам схемы совпадения, на выходе которой появляется напряжение в момент наличия импульсов на всех трех блоках. При этом выходное напряжение определяется напряжением питания, а не сопротивлением на зажимах реле.

10 Аналогично в устройстве защиты (3) сравниваемые напряжения преобразуются в прямоугольные импульсы и подводятся к логической части схемы, управляющей работой исполнительного органа. В этом устройстве

15 также выходное нап; яжение логической части равно напряжению питания, а не отношению входных напряжений.

Таким образом, оппсаннь|е импульсные реле сопротивления не позволяют выполнять

20 непрерывное деление входных напряжений.

Из устройств непрерывного деления электрических величин прямого действия известны времяимпульсные устройства, основанные на сравнении амплитуд двух синусоидально

25 изменяющихся напряжении, одно из которых выпрямлено и сглажено (делимое), а другое — выпрямлено по двухполупериодной схеме и не сглажено (делитель).

Из устройств этой группы по своему на30 значению и выполненшо входных цепей наи561913 более близким к изобретению является реле сопротивления (41.

Это реле содержит измерительные трансформаторы тока и напряжения и схему сравнения на циркуляцию токов, выполненную на 5 двух выпрямителях с балластными сопротивлениями и нуль-индикаторе, причем на выходе одного из выпрямителей включен сглаживающий фильтр, а к выходу нуль-индикатора подключен измеритель длительности импуль- 10 сов у.

В таком устройстве

Е2

y = 2arccos

Е1

15 ленное сглаженное напрягде E> — выпрям жение, E> — выпрямленное напряжение.

Выходная характеристика устройства

f(2) (Е1) нелинейна.

Кроме того, одним из основных его недостатков является влияние на точность работы устройства формы напряжения делителя. Это особенно затрудняет его использование для измерения сопротивления линий электропередачи в режиме короткого замыкания, когда вследствие протекания большого тока магнитопроводы трансформаторов тока насыщаются и вторичные токи их содержат значительный процент составляющих высших гармоник.

Для обеспечения линейной выходной характеристики устройства деления переменных напряжений и необходимой точности деления в широких пределах изменения напряжений делимого и делителя по амплитуде и отличия их формы от синусоидальной в предлагаемом измерительном органе для устройства замера сопротивления линий электропередачи, содержащем источник питания, трансреактор и трансформатор напряжения с выпрямительными мостами и сглаживающими фильтрами, 4подключенными к схеме сравнения, последняя выполнена в виде управляемого трехкаскадного мультивибратора, на выход которого через RC-цепь и диод подключен одновибратор, выход которого через эмиттерный повто- 50 ритель соединен с упомянутым сглаживающим фильтром выпрямительного моста трансформатора напряжения, а вход мультивибратора через диод и интегрирующий конденсатор подключен к упомянутому сглаживающему фильтру выпрямительного моста трансреактора.

Принципиальная схема предлагаемого устройства приведена на чертеже.

Устройство состоит из трансреактора 1, трансформатора напряжения 2, выпрямительных мостов соответственно 3, 4, сглаживающих фильтров 5, 6, полупроводникового диода

7, управляемого мультивибратора на транзисторах 8 — 13, конденсаторов 14, 15, резистора б5

ГДЕ К2 =—

С у

Полный период колебаний временем: — 3 + 4,Р определяется

16, диода 17, одновибратора на транзисторах

18, 19 и эмиттерного повторителя на транзисторе 20, Входной каскад управляемого мультивибратора на транзисторе 9 с общим эмиттером использован в качестве порогового элемента.

К базе транзистора 9 присоединен диод 7.

Между эмиттером транзистора 9 и анодом диода 7 включены последовательно конденсатор

14 и выпрямленное сглаженное выходное напряжение трансреактора 1 U2 согласно с напряжением питания, а мы. :ду анодом диода 7 и отрицательным зажимом источника питания — коллектор и оаза токостабилизирующего транзистора 8. Коллектор транзистора 9 соединен с базой транзистора 10, используемого в качестве усилительного каскада с общим эмиттером. Выходное напряжение этого каскада подается на вход усилительного каскада на транзисторе 13 и на транзисторный аналог динистора на триодах 11 типа и — р — и, 12 типа р — и — р. Последний используется для разряда конденсатора 14.

При закрытом транзисторе 9 транзистор 10 открыт, а транзисторы 11, 12 закрыты. Конденсатор 14 заряжается от последовательно включенных источника питания U и управляющего напряжения U2 постоянным током, определяемым током „в цепи эмиттер — база транзистора 8 с общей базой. Напряжение между аналогом диода 7 и эмиттером транзистора 9 определяется разностью напряжения U> и íanðÿæåíèÿ на конденсаторе U,:

С 2

Отпирание транзистора 9 происходит при

U=0. Этому соответствует заряд емкости 14 до напряжения U (U,=U>). После отпирания транзистора 9 транзистор 10 закрывается, а транзисторы 11, 12 открываются и шунтируют конденсатор 14. При этом конденсатор 14 заряжается, а диод 7 и транзистор 9 запираются. Затем отпирается транзистор 10, запираются транзисторы 11, 12, .конденсатор 14 дешунтируется и начинает заряжаться напряжением У„+ U2. Цикл повторяется. Таким образом, уровень напряжения, до которого заряжается конденсатор 14, определяется величиной управляющего напряжения Uz. При этом ток заряда постоянный и соответствует управляющему току в цепи база — эмиттер транзистора 8 i Время заряда конденсатора

14 от момента его дешунтирования транзисторами 11, 12 до момента отпирания транзистора 9 в течение одного периода колебаний прямо пропорционально величине напряжеНИЯ У2.

561913

15

U /вых — — з

U» где 4 — время переключения транзистора мультивибратора от момента открытия транзистора 9 до закрытия транзисторов 11, 12.

Так как t,,«4, то можно принять: Т= 3 — / 2 2.

Использование транзисторного аналога динистора на транзисторах 11, 12 для разряда конденсатора 14 позволяет уменьшить постоянную времени разряда и обеспечить полный разряд его за время открытого состояния транзисторов 11, 12, определяемого временем переключения транзисторов 9, 10.

Выходной транзистор мультивибратора повторяет состояние транзистора 9; он находится в закрытом состоянии в течение времени заряда конденсатора 14 до напряжения Uq u в открытом — в течение времени переключения транзисторов 9 — 12. Выходное напряже,ние, снимаемое с коллектора транзистора 13, представляет собой импульсы прямоугольной формы, период следования которых пропорционален управляющему напряжению Uq.

Этот генератор обладает более высокой линейностью зависимости периода следования импульсов от управляющего напря>кения, точностью работы и возмо>кностью изменения управляющего напряжения в более широких пределах, не ограничиваемых напря>кением питания.

Для стабилизации ширины импульсов и увеличения их скважности выходное напряжение, снимаемое с транзистора 13 через интегрирующий RC-контур 15, 16 подается на вход одновибратора на транзисторах 18, 19, обладающего малым временем восстановления.

Выходное напряжение одновибратора подается на вход эмиттерного повторителя (транзистор 20), питаемого выпрямленным, сглаженным выходным напряжением трансформатора напряжения 2 UI. Выходное напряжение эмиттерного повторителя представляет собой импульсы прямоугольной формы постоянной длительности, амплитуда которых пропорциональна напряжению UI, а период следования — U2. Среднее значение этого напряжения пропорционально отношению U1 к U, так как причем линейность этой зависимости обеспечивается в широких пределах изменения на25

6 пряжений UI и Ug, а точность деления не зависит от формы этих напряжений.

Благодаря этим качествам предлагаемоеустройство непрерывного деления переменных напряжений может быть эффективно использовано в качестве измерительного органа устройств фиксации сопротивления линий электропередачи при коротких замыканиях, При этом напряжение U должно быть пропорционально разности токов (или току) поврежденных фаз, а UI — линейному напряжению между поврежденными фазами. Применение предлагаемого устройства деления позволяет выполнить достаточно точные фиксирующие омметры и тем самым значительно сократить время отыскания мест повреждений и уменьшить перерывы электроснабжения потребителей. Кроме того, предлагаемое устройство деления может быть использовано для выполнения омметров дистанционных защит.

Формула изобретения

Измерительный орган для устройства замера сопротивления линии электропередачи, содер>кащий источник оперативного питания, трансреактор и трансформатор напряжения с выпрямительными мостами и сглаживающими фильтрами, подключенными к схеме сравнения, отличающееся тем, что, с целью улучшения линейности и повышения точности, схема сравнения выполнена в виде управляемого трехкаскадного мультивибратора, на выход которого через RC-цепь и диод подключен одновибратор, выход которого через эмиттерный повторитель соединен с упомянутым сглаживающим фильтром выпрямительного моста трансформатора напряжения, а вход мультивибратора через диод и интегрирующий конденсатор подключен K ) помянутому сглаживающему фильтру выпрямительного моста трансреактора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бондаревскпй Л. В. и др. «Датчики сопротивления (проводимости) и пх применение в защитах лпшш электропередачи», Известия

ВУЗов СССР, Энергетика, хв 9, 1969, стр.25.

2. Авторское свидетельство СССР N 230945, кл. Н 021-1 3/40, 1966.

3. Патент Великобритании № 1164542, кл.

Н 21, 1967.

4. Авторское свидетельство № 281610, кл.

Н OIH 83/16, 1969 (прототип).

Редактор И. Шейкин

Составитель А. Селивахин

Техред И. Карандашова

Корректор Е. Хмелева

Заказ 1616/6 Изд. № 542 Тираж 1109 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2