Устройство для селективного предотв-ращения асинхронного хода по электро-передаче

Патент 843096

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ81 (п)843096

CoIo3 Colo TcKNx

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлено 13.11.79 {21) 2711518/24-07 с присоединением заявки At (28) Приоритет (51)М. Кл.

Н 02.Г 3/24

Н 02 Н 7/26 фвеударетеЕииый кемитет

СССР пв делен изебретений н открытий (53) УДК 621.311. .016.35 (088.8) Опубликовано 30.06.81. Бюллетень J% 24

Дата опубликования описания 30:06.81 (22) Авторы изобретения

К. А. Бринкис и Ю. И. Озолиньш (21) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОГО ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО

ХОДА МЕЖСИСТЕМНОЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к противоаварийной автоматике энергосистем.

Известно устройство для селективной защиты от асинхронного хода межсистемной линии электропередачи, действующее в основной зоне до асинхронного проворота при взаимном угле между векторами эквивалентных напряжений

100 вЂ 1 и в резервной зоне после асинхронного проворота пди взаимном угле между векторами эквивалентных напряжений 200 вЂ 2 .

Устройство реагирует в основной зоне, если частота fi ниже частоты fq, где fq и f â€” частоты эквивалентных напряжений, и реагирует в резервной зоне, если fq ) fq.

Известное устройство содержит четырехплечий мост, два противоположных активных пле15 ча которого представляют блоки преобразования напряжения, ко входам которых подключены вторичные обмотки трансформаторов моделирования эквивалентного напряжения первой

20 и второй электрических систем, причем трансформатор первого блока моделирования выполнен с дополнительной вторичной обмоткой, включенной встречно с основной и к которой

2 подключен дополнительный блок преобразования, одно пассивное плечо представляет собой блок угла, а второе вЂ” блок пуска (разрешающий титиристор), ко входу которого включен блок блокировки, причем ко второму входу блока пуска подключен выход дополнительного блока преобразования %..

Однако известное устройство имеет недостаточную чувствительность блока пуска и блокировки в минимальных режимах работы сети, что может привести к отказу устройства.

При изменениях B больших пределах моделированных напряжений снижается надежность срабатывания устройства в резервной зоне.

Для отстройки от несимметричных коротких замыканий в сети используется блокировка от качаний дистанционной защиты, что снижает надежность устройства при эксплуатации.

Кроме того, в качестве порогового элемента применен динистор с широким диапазоном изменения параметров нри колебаниях температуры. Для регулировки и проверк и параметров срабатывания устройства в условиях

8430

3 эксплуатации при замене динистора затрачивается значительное время.

Цель изобретения вЂ” повышение селективности и надежности, Указанная цель достигается тем, что в уст5 ройстве для селективного предотвращения асинхронного хода межсистемной линии электропередачи, содержащем четырехллечий мост, два противоположных плеча которого представляют собой блоки преобразования напряжения, 1О ко входам которых подключены вторичные обмотки трансреакторов блоков моделирования эквивалентного напряжения первой и второй электрических систем, причем трансреактор первого блока моделирования выполнен с дополнительной вторичкэй обмоткой, включенной встречно с основной, к которой подключен дополнительный блок преобразования, одно пассивное плечо представляет собой блок угла, а второе вЂ” блок пуска, ко входу которого включен блок блокировки, причем

:ко второму входу блока пуска подключен выход дополнительного блока преобразования, .блок преобразования первой электрической сис-! темы выполнен с дополнительным стабилизированным выходом, блок пуска и параллельно ему блок блокировки включены между дополнительным и основным выходами блока преобразования напряжения первой электрической системы, который непосредственно соединен с выходом блока преобразования напряжения второй электрической системы, блок угла выполнен на базе однопереходного транзистора и к нему подключен дополнительно введенный регулируемый источник питания,. блок пуска выполнен с однопереходным транзистором на входе, в цепь управления которого включена дифференцирующая НС-цепь а блок блокировки выполнен на базе транзистора, переход эмиттер-коллектор которого включен параллельно конденсатору дифференцирующей цепи, А также устройство снабжено блоком фиксации коротких замыканий, трансформатор каждого из блоков моделирования снабжен дополнительной первичной обмоткой, соединенной параллельно и встречно с основной, и симистором, включенным в цепь дополнительной обмотки, причем управляющий электрод симистора включен на выход блока фиксации токов короткого замыкания. Это обеспечивает высокое быстродействие и исключает случаи появления недопустимых перенапряжений в схеме при больших токах короткого замыканзы.

Кроме того, блок угла снабжен дополнитель-. ным транзистором и дифференцирующей

RC-цепью, включенноц. в цепь управления одно. переходного транзистора. Переход эмиттер-кол96 4 лектор дополнительного транзистора подключен параллельно конденсатору дифференцирующей oem, а база подключена через дополните пно введенный резистор ко второму выходу блока преобразования первой электрической системы и непосредственно ко второму выходу блока преобразования второй электрической системы.

При этом блок пуска снабжен выходным тиристором и разделительными диодами, причем выход однопереходного транзистора подключен к управляющему электроду тиристора, переход анод-катод которого. через разделительные диоды подключен между цополнительным и основным выходами блока преобразования напряжения первой электрической системы и к дополнительному блоку преобразования напряжения. Такое включение позволяет увеличить чувствительность блока пуска, исключая зависимость характеристики срабатывания устройства от технических параметров тиристоров.

Выполнение блока блокировки с использованием блокирующего транзистора увеличивает чувствительность устройства в минималь ных режимах работы: как в рабочих режимах, когда устройство должно срабатывать, так и в нерабочих режимах, когда устройство должно блокироваться по своему принципу действия.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 вЂ” принципиальная схема; на фиг, 3 вЂ” схема цепей включения обмоток .трансреактора с цепями запрета.

Устройство содержит блок 1 моделирования эквивалентного напряжения первой электрической системы с трехобмоточным выходным трансформатором, блок 2 моделирования эквивалентного напряжения второй электрической системы с двухобмоточным выходным трансформатором, блок 3 преобразования напряжения первой электрической системы, блок 4 преобразования напряжения второй электрической системы, дополнительный блок

5 преобразования напряжения, синхронного с напряжением первой электрической системы, блок б пуска, блок 7 блокировки, блок 8, угла„регулируемый стабилизированный источник 9 питания, выходной блок 10, дополнительный выход 11 блока преобразования напряжения первой электрической системы, блок

12 фиксации короткого замыкания, цепь 13 запрета к блоку моделирования эквивалентного напряжения первой электрической системы, цепь 14 запрета к блоку моделирования эквивалентного напряжения второй электрической системы, однопереходный транзистор 15 в блоке угла, транзистор 16 для быстрого разряда. конденсатора управляющей дифференци96 которому подключен регулируемый источник

9 питания и выходной блок 10, Устройство работает следующим образом.

Оно реагирует на расхождение векторов между напряжениями первой и второй электрической системы на угол, входящий в заданную зону срабатывания устройства.

Напряжения моделируются:

U =О+-12 )

1 () =О-Э2.„

М 1 где U i вЂ” моделируемое напряжение первой электрической системы;

U вЂ” моделируемое напряжение второй электрической системы; вЂ” ток по электропередаче или по генератору в месте установки устройства;

U вЂ” напряжение на месте установки устройства;

2 „вЂ” сопротивление до расчетной точки в сети в сторону первой электрической системы;

Z вЂ” сопротивление до расчетной точки в сети в сторону второй электрической системы.

При совпадении векторов напряжений 01

4 и Uz одновременно появляются стабилизированные напряжения то на одних, то на других стабилитронах блоков 3 и 4 преобразования, что обуславливает отсутствие тока в контуре, в том числе и в управляющей дифференцирующей цепи блока угла. При расхождении векторов напряжений U и U> на угол, близкий к границе срабатывания устройства в ос-, новной зоне (вектор U> опережает вектор

Uq), в момент появления положительной полуволны синусоиды напряжения О1 на стабилитроне выхода дополнительного блока 5 преобразования появляется стабилизированное напряжение, которое создает ток в дифференцирующей цепи (резистор 21 и конденсатор).

Одновременно появляется стабилизированное напряжение и на стабилитроне дополнительного выхода блока преобразования.

При достижении напряжения пробоя на конденсаторе дифференцирующей цепи блока пуска срабатывает однопереходный транзистор

17, открывая тиристор 25, чем создается ток через стабилитрон основного блока преобразования. Стабилитрон дополнительного выхода закрывается, так как на нем напряжение стабилизации выше, чем;у стабилитрона основно; го выхода. Одновремешю через тиристор протекает ток от выхода дополнительного блока преобразования, что приводит к исчезновению стабилизированного напряжения Hà его выходе к разряду конденсатора дифференцирующей . цепи, исключая повторный пуск до возврата

5 8430 рующей цепи в моменты отсутствия зарядного тока; однопереходный транзистор 17 в блоке пуска, блокирующий транзистор 18 в блоке блокировки, обеспечиваюший блокировку, когда угол между векторами сравниваемых напряжений находится вне зоны срабатывания, динистор 19, срабатывающий при отсутствии тока в выходном тиристоре блока пуска, если напряжение между дополнительным выходом блока преобразования напряжения первой электрической системы и выходом блока преобразования напряжения второй электрической системы больше пробивного напряжения динистора, резистор .20 для регулировки в блоке угла шкалы углов срабатыва- 15 ния в основной зоне, резистор 21 для регу- . лировки в блоке пуска шкалы углов сраба-. тывания в резервной зоне, симистор 22 на выходе блока фиксации короткого замыкания, траисреактор 23 в блоке моделирования напря- 20 жения первой электрической системы с дополнительной первичной обмоткой, трансреактор

24 в блоке моделирования напряжения второй электрической системы с дополнительной первичной обмоткой и тиристор 25 HR выходе блока пуска.

Блоки 1 и 2 моделирования напряжения подключены к одноименным трансформаторам тока и к трансформаторам напряжения межсистемной линии электропередачи (фиг. 1). З0 .Переменные напряжения на выходах блоков

1 и 2 пропорциональны по величине и фазе напряжения первой и второй электрических систем в заданных точках их сети. Эти напряжения поступают на входы блоков 3 и 4

35 преобразования, на выходе которых появляются стабилизированные напряжения четырех. угольной формы с двумя полярностями. Блок

3 преобразования имеет дополнительный выход 11, между которым и основным выхо- 4, дом включены блок 6 пуска и блок 7 блокировки. Кроме того, блок 1 моделирования имеет дополнительный выход, к которому подключен дополнительный блок 5 преобразования напряжения, на выходе которого ноявля-4 ется прерывистое однополярное стабилизированное напряжение четырехугольной формы.

Этим напряжением управляется и удерживается блок 6 пуска. Блок 12 фиксации короткого замыкания обеспечивает создание тока по дополнительным встречно включенным первичным обмоткам туансреакторов 23 и 24, равного тому току, который протекает по основным первичным обмоткам трансреакторов в блоках 1 и 2 моделирования.

Одни основные выходы блоков 3 и 4 пре-. образования непосредственно соединены между собой, а последовательно в цепи вторых основных выходов включен блок 8 утла, к

6 8

-3 не характеризуют места располоЬ К жения точек эквивалентных напряжений в сети, так как в расчетной схеме несимметричного короткого замыкания появляются дополнительные поперечные (шунтирующие) сопротивления.

При несимметричном коротком замыкании или при токе симметричного короткого замыкания, больше тока асинхронного. хода, срабатыванием блока фиксации короткого замыкания создается ток по дополнительным первичным обмоткам трансреакторов, что при водит к выполнению условий блокировки устройства, так как У„=О =О . Описанный метод блокировки устройства прн коротких замыканиях намного уменьшает потребление во вторичных цепях трансформаторов тока.

Таким образом, изобретение позволяет се; лектнвно и надежно предотвращать асинхронный ход по линии, что повышает надежность энергосистемы в целом.

Формула изобретения

1.устройство для селективного предотвращения асинхронного хода межсистемной электропередачи, содержащее четырехплечий мост, два противоиоложных плеча которого представляют собой блоки преобразования напряжения, ко входам которых подключены вторичные -обмотки трансреакторов блоков моделирования эквивалентного напряжения первой и второй электрических систем, причем трансреактор первого блока моделирования выполнен с дополнительной вторичной обмоткой, включенной встречно с основной, к которой подключен дополнительный блок преобразования, одно пассивное плечо представляет собой блок угла, а второе вЂ” блок пуска, ко входу которого включен блок блокировки; причем ко второму входу блока пуска подключен выход дополнительного блока преобразования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селективностн и надежности, блок преобразования первой электрической системы выполнен с дополнительным стабилизированным выходом, блок пуска и параллельно ему блок блокировки включены между дополнительным н основным выходами блока преобразования напряжения первой электрической системы, который неаоередственно соединен с выходом блока преобразования напряжения второй электрической системы; блок угла выполнен на базе однопереходного транзистора и к нему подключен дополнительно введенный регулируемый источник питания, блок пуска выполнен с однопереходным транзистором на входе, в цепь управления которого включена дифференцирующая ВС-цепь, а блок блоки7 84309 тиристора 25. Открытое состояние тиристора

25 создает условия для появления тока в контуре четырехплечевого моста. Однако в рассматриваемом случае ток по контуру возникает только в момент появления отрицательной полуволны синусоиды на входе блока 4 преобразования напряжения второй электрической системы. Появление стабилизированного напряжения на другом стабилитроне преобразователя второй электрической системы приводит к появлению тока в дифференцирующей цепи блока угла (через резистор 20 и конденсатор). Однако в момент запирания тиристора 25, что происходит при переходе от положительной полуволны синусоиды к отрица- д тельной на входе блока 3 преобразования, исчезает ток в контуре до срабатывания однопереходного транзистора 15. В момент исчезновения тока в контуре током разряда конденсатора открывается транзистор 16, чем производится разряд неполностью заряженного конденсатора управляющей дифференцирующей цепи блока угла.

Если угол между векторами напряжений первой и второй электрической системы достигает граничного. значения срабатывания, успевает сработать транзистор 15, обеспечивая через импульсный трансформатор пуск выходного блока 10, срабатывание которого происходит только при повторном пуске через время, равное периоду промышленной частоты.

При расхождении векторов напряжений И и 6 на угол, близкий к границе срабатывания- устройства в резервной зоне (вектор

О„ опережает вектор U ), переход положительной полуволны синусоиды в отрицательную полуволну на входе блока преобразования вектора напряжения второй электрической системы происходит раньше включения тиристора 25. Это приводит к включению ди- 4о нистора 19 и открытию транзистора 18, чем исключается срабатывание блока пуска, так как транзистором разряжается конденсатор управляющей дифференцирующей цепи.

При закрытом тиристоре 25 ток в контуре 45 ограничен, поэтому срабатывание одиоперехоа- . ного транзистора 15 в течение времени совпадения положительной полуволиы сииу@оиды напряжения первой электрической системы с отрицательной полуволной напряжения вторай . щ электрической системы невозможно.

Известно, что при близких коротких замыканиях:

3? )> 0„

К2

,7. )) (./ 55 где "ц вЂ” номинальное значение напряжения сети.

Кроме того, при несимметричных коротких замыканиях выражении 0+ З „и 0843096

9 ровкн выполнен на базе транзистора, переход эмиттер-коллектор которого включен параллельно конденсатору днфференцирующей цепи.

2. Устройство по п. 1, о т л н ч а ющ е е с я тем,.что оно снабжено блоком фиксации коротких замыканий, трансреак- . тор каждого из блоков моделирования снабжен дополнительной первичной обмоткой, соединенной параллельно и встречно с основной, и симистором, включенным в цепь дополнительной обмотки, причем управляющий электрод симистора включен на выход блока фиксации токов короткого замыкания.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что блок утла снабжен дополнительным транзистором и дифференцирующей RC-цепью, включенной в цепь управления однопереходного транзистора, переход эмиттерколлектор дополнительного транзистора подключен параллельно конденсатору дифференци10 рующей цепи, а база подключена через дополнительно введенный резистор ко второму BbIходу блока преобразования напряжения первой электрической системы и непосредственно ко второму выходу блока преобразования напряжения второй электрической системы.

4. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что блок пуска снабжен выходным тиристором и разделительными диодами, причем выход однопереходного транзистора подключен-к управляющему электроду тиристора, переход анод-катод которого через разделительные диоды подключен между дополнительным.. и основным выходами блока преобразования напряжения первой электрической системы и к дополнительному блоку преобразования напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 486416, го кл. Н 02 Н 7/26, 1972.

843096 авив.З

Составитель К. Фотина

Техред 3. Фанта . Корректор ЮМакаренко

Редактор А. Лежнина

Заказ 5150/75 Тираж 675 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент™, г. Ужгород, ул. Проектная, 4