Фильтровое реле направления мощности

Фильтровое реле направления мощности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ, СВИДЕТЕЛЬСТВУ 741415 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.12.77 (2! ) 2561082/24-07 (5I)M. Кл.

Н 02 Н 3/38

Н 01 Н 83/18 с присоелинениеи заявки №

Государстоенный комитет (23) Приоритет (53) УДК 621 °.3 16. 925 (088.8) до делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.06.80. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 18.06.80 (72) Авторы изобретения

Н. А, Дони и А. И. Левиуш (7l) Заявитель (54) ФИЛЬТРОВОЕ РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ

МОЩНОСТИ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите линий электропередачи (ВЛ) и предназначено для применения в направленных высокочастотных защитах и в направленных токовых защитах нулевой последователь5 ности.

Известны фильтровые реле направления мощности, состоящие из трансреакторов, 10 фильтров симметричных составляющих, частотных фильтров, органа сравнения электрических величин и устройства компенсации емкостного тока (ВЛ). Компенсация в реле осуществляется моделирова15 нием емкостных токов линии и суммированием этих токов с линейными токами, подаваемыми на вход реле Р.7

Для обеспечения правильного действия зашиты при переходных электромагнит- 20 ных процессах, сопровождающих повреждения на протяженных ВЛ, зависимость моделируемого тока от частоты должна

cоотвотствопать завися:. ости от частоты

2 реального емкостного тока (ВЛ). По

П-образной схеме замещения участка протяженной ВЛ емкостной ток пропорционален напряжению на конце ВЛ и проводимости Уи . Моделировать Ут, в широком диапазоне частот практически невозможно, так как она выражается через гиперболические функции от частоты, однако удовлетворительные результаты могут быть получены при моделировании участка линии проводимостью конденсатора. При этом обязательно должны иметься частотные фильтры, с частотой среза ниже первого полюса функции емкостной проводимости ВЛ. В этом случае моделируемый емкостной ток равен1, —, ° . AU мак где К - коэффициент, определяющий степень компенсации, U - напряжение в месте установки реле. Примененная в реле компенсация емкостного тока наглядна, легко рассчитываются уставки по компенсации, однако для осуществления ее требуется три конденсатора с малыми отклонениями емкости. Регулировка уста741415 а

55 новки производится одновременным изменением числа витков специальных обмоток трех трансреакторов. Наличие, большого числа отводов компенсационных обмоток, определяемого заданной дискретностью регулировки уставки, затрудняет изготовление трансреакторов. Регулировок требуется три, причем неточности выполнения отводов компенсационных обмоток на разных трансреакторах приводят к появлению дополнительной несимметрии в токе.

Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению является реле направления мощности, состояшее из преобразователей тока в напряжение, фильтров напряжения симметричных составляющих, фазоповоротных элементов, частотных фильтров, дифференцируюшего звена, сумматора (2) .

В этом реле направления мощности компенсация емкостного тока осуществляется получением величины, пропорциональной симметричной составляющей емкостного тока ВЛ, и суммированием ее с величиной пропорциональной симметричной составляющей полного тока линии. При использовании фильтров симметричных составляющих с однофазным выходом тре буется всего одна регулировка по установке компенсации, не вносящая дополнительного небаланса в цепи тока. Проблема повышения точности настройки установки по компенсации и упрощения ее регулировки решена применением и целях компенсации активных элементов, в частности, дифференцирующих звеньев.

Однако применение дифференцируюших активных звеньев, склонных к самовозбуждению, связано с ухудшением помехоустойчивости всего устройства. Кроме того, для правильного действия реле при переходных процессах необходимо иметь согласованные по переходным характеристикам цепи формирования электрических величин, пропорциональных току и напряжению, подаваемых на орган сравнения. Это достигается испол ьзованием в этих цепях идентичных фильтров напряжения симметричных составляющих и частотных фильтров, а преобразование тока в напряжение производится с помощью трансреакторов, осуществляющих дифференцирование входного тока. При использовании метода компенсации симметричных составляющих емкостного тока ВЛ требуется операция двойного дифференцирования, т.е. применение двух последовательно включенных дифференцируюших звеньев. Применение дифференцируюших звеньев второго порядка еше более ухудшает помехоустойчивость и усложняет реле.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и упрощение реле.

Поставленная цель достигается тем, что в реле направления мощности содержащее трансреакторы подключенные входами к измерительным трансформаторам тока, а выходами — к фильтру симметричной составляющей тока, фильтр симметричной составляющей напряжения, подключенный входами к измерительным транс-форматорам напряжения, а выходом через фильтр нижних частот и цепи напряжения к одному входу органа сравнения фаз, сумматор и фильтр нижних частот в цепи тока, дополнительно введен фильтр выс» ших частот, подключенный входом к выходу фильтра симметричной составляющей напряжения, а выходом к одному входу сумматора, к другому входу которого подключен выход фильтра нижних частот в цепи тока, вход которого подключен к выходу фильтра симметричной составляющей напряжение,, а выход сумматора подключен к другому входу органа сравнения фаз, выход которого является выходом устройства.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит преобразователи

1 тока в напряжение (трансреакторы); фильтры 2 и 3 симметричных составляющих в цепи тока и напряжения соответственно; фильтры 4 и 5 нижних частот; сумматор 6„орган 7 сравнения электрических величин; фильтр Я высших частот.

Последовательно включенные трансреакторы 1, фильтр 2 напряжения симметричных составляющих, фильтр 4 нижних частот, сумматор 6, образуют канал тока, выходное напряжение которого пропорционально симметричной составляющей тока ВЛ. фильтр 3 напряжения симметричных составляющих и фильтр 5 нижних частот образуют канал напряжения, выходное напряжение которого пропорционально симметричной составляющей напряжения в месте установки реле на ВЛ. Выходные напряжения каналов тока и напряжения подаются. на вход органа 7 сравнения электрических величин. фильтр 8 высших частот включен на выходе фильтра 3 напряжения симметричных составляющих в канале напряже5 7414 ния. ВыхОд фильтра Высших частОт Включен на один из входов сумматора, а второй вход сумматора включен на выход фильтра 4 нижних частот в канале тока.

При указанном включении элементов реле выходное напряжение сумматора, являющееся выходной величиной канала тока, пропорционально сумме симметричной составляющей полного тока ВЛ и симметричной составляющей части ем- 1О костного тока ВЛ. Последняя составляющая имеет такую же зависимость от частоты, как и емкостной ток ВЛ, соответствующий последовательности при замещении линии по П-образной схеме замещения . 15 с сосредоточенными параметрами.

Фильтр нижних частот имеет передаточную функцию .следующего вида с К срн4 РИ4 н4

® с Ш

4РН4 Р 4 Н4 ФН4 Í4 а фильтр высших частот— с + 2 чва жег

Я вн ° 2... 25 сРВ4 РВ 1 р с 64

Э5 фильтровое реле направления мощности, содержащее трансреакторы подключенные входами к измерительным трансформато рам тока, а выходами к фильтру симметрячной составляющей тока, фильтр симметричной составляющей напряжение подключенный входами к измерительным трансформаторам напряжения, а выходом через фильтр нижних частот в цепи напряжения, к одному из входов органа сравнения фаз, сумматор и фильтр нижних частот в цепи тока, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и упрощения реле, дополнительно введен фильтр высших частот, подключенный входом к выходу фильтра симметричной составляющей напряжении и выходом к одному входу сумматора, к другому входу которого подключен выход фильтра нижних частот в цепи тока, где Асрн4 и АФв4 — модули коэффициента передачи фильтров при ьо = о, „, и Ю=«4,в4 - « сРН4 И О->,В4 частоты среза ФН4.и ФВ4.

При условии Ю = с(, „и ьз,,„4= о, передаточные функции обоих фильтров от-. г

B H" Ó ФВ4Р /AeH4&q>H4 следовательно, в этом случае напряжение на выходе ФВЧ 8 пропорционально дважды продифференцированному выходному напряжению ФНЧ 5. Таким образом, ФВЧ выполняет функцию ФНЗ и двойного дв ференцирования, но выполняется на одном ОУ и является устойчивым 40 звеном.

Так.как ФВЧ обладает одновременно и дифференцирующими, и интегрирующими свойствами, то он имеет гораздо более

45 высокую помехозащищенность и меньшую склонность к самовозбуждению, чем два последовательно включенных дифференцирующих звена. Амплитудно-частотная характеристика ФВЧ не имеет подъема

50 в области высоких частот, следовательно, независимо от скорости изменения сигнала на выходе фильтра 2 симметричных составляющих .выходное напряжение фильтра 8 не превышает мгновенного зна55 чения входного напряжения (при коэффициенте передачи ФВЧ . при промышленной частоте меньше единицы). Благодаря атому отсутствует опасность выхода

15 6 ОУ фильтра 8 в режим ограничения выходного напряжения и искажения информации при этом, что нельзя гарантировать для диференцирующих звеньев.

При реализации ФВЧ на ОУ с многоконтурной обратной связью его цепи содер жат три конденсатора, два резистора и один ОУ.

Упрощение предлагаемого устройства обуславливается меньшим количеством применяемых ОУ за счет исключения дифференцируюших звеньев.

Указанное включение ФВЧ позволяет улучщить динамические характеристики фильтрового реле направления мощности, так как отсутствует искажение информации в цепях компесации емкостного тока

ЛЗП за счет ограниченного динамического диапазона ОУ. Это увеличивает надежность несрабатывания зашит, в которых применяется предлагаемое реле при внешних повреждениях и коммутациях на протяженных Ил сверхвысокого напряжения.

Повышение помехоустойчивости реле повышает надежность несрабатывания защит и в неаварийных режимах работы

ВЛ. Ложные отключения ВЛ сверхвысокого напряжения, связывающих энергосистемы, могут проводить к значительным убыткам народному хозяйству страны.

Уменьшение количества применяемых

ОУ повышает .общую надежность реле и удешевляет его.

Формула изобретения

l Ь с

Составитель Т. Пеголькова

Редактор 10. Петрушко Техред Ж. Кастелевич Корректор М., 1емчик

Заказ 3333/9 Тираж 7 83 Г!одпис ное

Ll!i11!11111 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал 1!П! "! !атеит, r, Ужгород, ул. Проектная, !

7 741 вход которого подключен к выходу фильтра симметричной составляющей тока, а выход сумматора подключен к другому входу органа сравнения фаз, выход ко торого является выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

41 5 Я

1. Левиуш Л. И. и др. Бгист1юдействующее реле напрзвлеиия MotIIIIQUTH обратной последовател ьно ти, "Электричествоо, 1972, М 6, 2. Авторское свидетельство CCCI по.;заявке N. 2485558/25-07, кл. Н 02 Н 3/32, 1977.