Устройство для отключения электрической цепи при нарушении синхронизма между двумя частями энергосистемы

Устройство для отключения электрической цепи при нарушении синхронизма между двумя частями энергосистемы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (uI907693 (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 811403 (22) Заявлено 2902SO (21) 2888796/24-07 с присоединением заявки Нов

f$)) Кп 3

H 02 J 3/24

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230282. Бкъллетеиь Ио 7 (33 УДК 62>.3i6..925 (088.8) Дата опубликования описания 230?82 (72) Авторы изобретения

Е.П. Королев и С.М. Куцовский

Горьковское отделение Ордена Октябрьской,Фево)Ъоьщи всесоюзного государственного проектно-из4скательскоГо и научно-исследовательского института эцергетичеЖих систдтв. и электрических сетей Энергосетьпро кт

/ (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ-.ЦЕПИ

ПРИ НАРУШЕНИИ СИНХРОНИЗМА МЕЖДУ ДВУМЯ ЧАСТЯМИ

ЭНЕРГОСИСТЕМЫ

1 2

Изобретение относится к электротехнике, а именно к противоаварийноЯ автоматике энергосистем и может быть использовано, например, для отключения электрической цепи вблизи минимума огибающей тока биений при асинхронном ходе в энергосистеме.

По основному авт. св. 9 8l1403 известно устройство для отключения электрической цепи при нарушении синхронизма между двумя частями энергосистемы, содержащее блок выделения огибающей тока биений, к выходу которого подключен первый дифференцирующий блок, выход которого соединен с входом блока пуска по времени опережения, выход которого соединен с пусковым входом первого блока измерения и памяти мгновенного значения огибающей тока биений, «одключенного своим входом к выходу блока выделения огибающей тока биений и ко второму входу первого компаратора, а выходом - к первому входу. первого компаратора, второй дифферен» .цирующий блок, к выходу которого подключен вход первого блока однополупериодного выпрямителя, первый расширитель импульсов и исполнительный орган, в котором дополнительно введены второй компаратор, второй . блок измерения и памяти мгновенных значений огибающей тока биений, вход которого соединен со вторыми входами первого и второго компараторов, пусковой вход — с выходом блока пуска по времени опережения, а выход - c первым входом второго компаратора, третий дифференцирующий блок, второй блок однополупериодного выпрямителя и первая логическая схема ИЛИ, выход которой через упомянутый расширитель импульсов подключен к исполнительному органу, а первый и второй входы — соответственно к выходам первого и второго блоков однополупериодного выпрямителя, прячем выход первого компаратора соединен с входом второго дифференцирующего блока, а выход второго компаратора через третий дифференцирующий блок подключен к входу второго блока однополупериодного выпрямителями!1.

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно срабатывает однократно, причем к собственному времени действия устройства всегда добавляется время действия автоматики выявления асинхронного з0 хода, подключающей вход устройства

907693

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме при отсутствии асинхронного хода и наличия периодического тока на входе блока 1 на его выходе формируется постоянное напряжение, что соответствует нулевой частоте скольжения. На выходе блока 2 сигнал отсутствует, так как первая производная от постоянной величины равна нулю. Следовательно, иа выходе блока 3 пуска сигнала тоже не будет. При этом блоки 4 и 5 работают в.режиме масштабных усилителей с коэффициентами передачи К = 1+ А и К = 1- Ь, где

Ьи О, 05-0, 1. Это необходимо, чтобы не срабатывали компараторы 6 и 7 ,при отсутствии пуска от блока 3, а к датчикам тока. Возврат устройства в исходное состояние осуществляется после отключения цепи или прекращени я асинхронного хода.

Кроме того, недостатком является необходимость выполнения условия пуска от автоматики выявления асинхронного хода в интервале времени, когда первая производная огибающей тока биений имеет отрицательную полярность с тем, чтобы обеспечить необходимую точность отключения цепи ® в минимум тока биений путем запуска блока задержки в конце отрицательной полуволны.

Известные устройства автоматики выявления асинхронного хода не имеют 35 таких органов контроля знака первой . производной тока биений.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности работы устройства. 20

Эта цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено логической схемой НЕ и логической схемой И, выход которой подключен к входу первого расширителя импульсоэ, первый вход — к выходу первой логической схемы ИЛИ и к входу логической схемы НЕ, а второй вход предназначен для ввода разрешающего сигнала от устройства автоматики выявления асинхронного хода, а выход логической схемы НЕ подключен к блоку пуска по времени опережения.

При этом блок пуска по времени опережения содержит первый и второй нуль-органы, реагирующие соответст- венно на положительную и отрицательную полярность сигналов, входы которых объединены и подключены к выходу упомянутого первого дифферен« цирующего блока, логическую схему ИЛИ,4Ц блок задержки, расширитель импуль.сов, вход которого подключен к выходу второго нуль-органа, и первую логическую схему И, выход которой подключен к первому входу логической 4 схемы ИЛИ, а второй вход - к выходу расширителя импульсов, вторую логическую схему И, выход которой подключен к входу блока задержки и к второму входу логической схемы ИЛИ, О выход которой соединен с первым входом второй логической схемы И, второй вход которой подключен к выходу упомянутой логической схемы НЕ, а выход первого нуль-органа соединен с первым входом первой логической схемы И.

На фиг ° 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений на выходах основных блоков схемы для двух случаев: при 1 „с Тst2 Я) (фиг. 2,а) и при 1 „Т (фиг ° 2,б) .

Здесь t — задайное время опереon жения;

Т вЂ” период огибающей тока

Ъ. биений. 65

Устройство содержит блок 1 выделения огибающей тока биений, первый дифференцирующий блок 2 для выделения первой производной огибающей тока биений, блок 3 пуска по времени опережения для получения на выходе устройства сигнала с заданным временем опережения по отношению к моменту отключения цепи, первый 4 и второй 5 блоки измерения и памяти мгновенных значений огибающей тока биений, непрерывно измеряющие до пуска от блока 3, а после пуска от блока 3 запоминающие мгновенное значение огибающей, измеренное к моменту пуска, и предназначенные соответственно дл я р аботы уст рой ст в а при t оя (Т и при 1 ) Т, первый компаратор 6, срабатывающий при превышении сигнала от блока 4 по отношению к сигналу от блока 1, второй компаратор 7, срабатывающий при снижении сигнала от блока 5 ниже сигнала от блока 2, второй 8 и третий 9 дифференцирующие блоки, формирующие узкие импульсы в начале и конце сигналов соответственно с выходов компараторов 6 и 7, первый 10 и второй 11 блоки однополу,периодного выпрямпения,выделяющие импульсы, сформированные соответственно в блоках 8 и 9 из задних фронтов сигналов от компараторов 6 и 7, первую логическую схему ИЛИ 12, логическую схему НЕ 13, логическую схему И 14, первый расширитель. 15 импульсоэ и исполнительный орган 16.

Блок 3 пуска по времени опережения содержит первый 17 и второй

18 нуль-органы, предназначенные для формирования прямоугольных импульсов соответственно из положительных и отрицательных полуволн первой производной огибающей тока биений, расширитель 19 импульсов, первую логическую схему И 20, логическую схему ИЛИ 21, вторую логическую схему И 22 и блок 23 задержки для задания уставки по времени опережения.

907693

Если частота скольжения такова, 4

on и 5 произойдет в области снижения огибающей тока биений (фиг. 2,б).

Это значит, что сигнал на выходе блока 4 после запоминания в момент пуска будет оставаться выше сигнала

65 от от блока 1 и компаратор б останется также для правильного функционирования устройства в режимах как с

ton с Т9(, так и с to>7 Tg) . Так как не срабатывают компараторы 6 и 7, то не возбуждаются и все последующие блоки, и исполнительный орган

16 не срабатывает. Срабатывания измерительного органа 16 не произойдет даже в случае прохождения помехи от блока 1 через блоки 4 или 5 до схемы И 14, так как на втором входе логической схемы И 14 нет сигнала от автоматики выявления асинхронного хода.

При возникновении асинхронного хода в сети ток на входе блока 1 содержит огибающую биений, изменяющуюся с частотой скольжения W». В блоке 1 выделяется огибающая биений и поступает на блок 2, где дифференцируется и подается на нуль-органы

17 и 18.

Если первой приходит отрицательная полуволна, то первым формирует импульс нуль-орган 18, этот импульс расширяется в расширителе .19 на время, достаточное для перекрытия возможной паузы между окончанием сигнала от нуль-органа 18 и появлением от нуль-органа 17 с тем, чтобы было обеспечено кратковременное совпадение сигналов на входах логической схемы И 20. Сигнал с выхода схемы

И 20 через логическую схему ИЛИ 21 и логическую схему И 22 подается на блок 23 задержки и одновременно запоминается путем обратной связи с выхода схемы И 22 на второй вход схемы ИЛИ 21. Указанное прохождение сигнала к блоку 23 возможно только при наличии сигнала логической единицы на втором входе схемы И 22 от логической схемы НЕ 13, что всегда имеет место при отсутствии сигнала на выходе блока 23, т.е. когда блоки

4 и 5 не имеют сигнала на пусковых входах. На выходе блока 23 сигнал появляется через время, равное требуемому времени опережения он . Если первой приходит положительная полуволна от блока 2, то первым начинает

Формировать прямоугольный импульс нуль-орган 17. Однако сигнал от нуль-органа 17 через схему И 20 не пройдет, так как на втором входе схему И 20 сигнал появится от расширителя 19 только после окончания сигнала от нуль-органа 17. Такая схема обеспечивает прохождение положительного сигнала лишь после окончания предыдушего отрицательного, чем исключается возможность пуска блока 23 в произвольный момент положительной полуволны первой производной огибающей тока биений.

Если частота скольжения такова, что toä Туд, то в момент запуска от блока 23 блоков 4 и 5 в них включают ся органы памяти и отключаются входные цепи..Как только сигнал от тока

1 станет выше сигнала с выхода блока компаратор 6 сработает и останется в этом состоянии до момента, когда сигнал от блока 1 станет ниже сигнала от блока 4.

С момента пуска блока 4 и до окончания сигнала на выходе компаратора

6 компаратор 7 остается в несработанном состоянии, так как напряжение на выходе блока 5 не превышает напряжение от блока 1. Сигнал с выхода компаратора 6 (по длительности равный Ts — 2 to> ), дифференцируется в блоке 8, на выходе которого выра15 батываются узкие импульсы положительной полярности в момент появления сигнала от компаратора б и отрицательной — в.момент его окончания.

Однополупериодным выпрямителем 10 выделяется только отрицательный импульс, соответствующий моменту времени, в который должен появляться сигнал на управление выключателем с учетом требуемого времени опережения. Сигнал с выхода выпрямителя 10

25 через логическую схему ИЛИ 12 поступает на первый вход логической схемы И 14 и проходит дальше на вход расширителя импульсов 15, если на втором входе схемы И 14 была логическая единица, свидетельствующая о том, что автоматика выявления асинхронного хода сработала. Одновременно импульс с выхода схемы ИЛИ 12 подается на вход логической схемы

НЕ 13 чем обеспечивается краткоt временный нулевой сигнал на втором входе логической схемы И 22, возвращаюший в исходное состояние блок 23 задержки и сбрасываюШий память в блоках 4 и 5. Сигнал с выхода схемы

40 И 14, расширенный в расширителе 15, подается на исполнительный орган 16.

Если на втором входе схемы И 14 к моменту прихода импульса схемы ИЛИ 12 был логический нуль, то сигнал на

45 исполнительный орган 16 не пройдет, а после сброса блоков 3, 4 и 5 начинается новый цикл с начала следующего периода биений (фиг. 2,а). Момент сброса блока 3 совпадает с мо5Q ментом прекращения сигнала на выходе компаратора б, а вследствие отключения памяти в блоках 4 и 5 они переходят в режим масштабных усилителей. При этом изменений в состоянии компаратора 7 не наступит, так как сигнал с выхода блока 5 остается ниже сигнала от блока 1.

907693

Формула изобретения

1. Устройство для отключения электрической цепи при нарушении синхронизма : между двумя частями энергосистемы по авт. св. 9 811403, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, оно дополнительно снабжена .логической схемой НЕ и логической схемой И, выход которой подключен

35 несработанным. Компаратор 7 срабо тает практически сразу же после пуска блока 5, как только сигнал от блока 5 станет выше, чем от блока 1.

Сигнал от компаратора 7 проходит через дифференцирующий блок 9 и выпрямитель 11 на второй вход логической схемы ИЛИ 12 и далее так же, как это было описано для случая с ой я 2

Устройство правильно работает так- ц же в случаях, когда оп> Т .

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность отключения асинхронного хода в минимум тока биений, что облегчит условия работы высоковольтных выключателей и снизит перенапряжения в ,сети и снизить время от момента выявления асинхронного хода до его отключения.

Технико-экономический эффект от 2Î применения предлагаемого устройства достигается за счет повышения устойчивости энергосистем и отдельных объектов, а также повышения срока службы электроэнергетического оборудования. к входу первого расширителя импульсов, первый вход — к. выходу первой логической схемы ИЛИ и к входу логической схемы НЕ, второй вход предназначен для ввода разрешающего сигнала от устройства автоматики выявления асинхронного хода, а выход логической схемы НЕ подключен к блоку пуска по времени опережения.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок пуска по времени опережения содержит первый и второй нуль-органы, реагирующие соответственно на положительную и отрицательную полярности сигналов, входы которых объединены и подключены к выходу упомянутого первого дифференцирующего блока, логическую схему ИЛИ, блок задержки, расширитель импульсов, вход которого подключен к выходу второго нуль-органа, и первую логическую схему И, выход которой подключен к первому входу логической схемы ИЛИ, а вторОй вход — к выходу расширителя импульсов, вторую логическую схему И, выход которой подключен к входу блока задержки и к второму входу логической схемы ИЛИ, выход которой соединен .с первым входом второй логической схемы И, второй вход которой подключен к выходу упомянутой логической схемы НЕ, а выход первого нуль-органа соединен с первым входом первой логической схемы И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2736837/07, кл. Н 02 J 3/24,. 1979.

907693

Составитель К. Фотина

Редактор Л. Гратилло Техред А.Ач Корректор А. Гриценко

Заказ 609/65 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений н открытий

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

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