Устройство для защиты линийэлектропередачи

Союз Советскив

Социалистическив

Республик

О П И С А Н И Е () 796976

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свнд-ву R 570950 (22) Заявлено 23.03.79 (21) 2739711/g 7 (51) М. Кл.

Ъ с прнсоединенкеи заявки М

Н 02 Н 3/38

Ввудврвтввнный квмнтвт

СССР ао девам нввбрвтеннй н втврытнй (23) Приоритет (53) УДК 621.316.

9 25(088. 83

Опубликовано 15.01.81. Бюллетень ¹ 2

Дата опубликования опнсання 25.01.81

В. К. Ванин, А. А. Егонский и И B. Хапикулов (72) Авторы изобретения

1 Ф . .\

Ленинградский ордена Ленина политехнический инстит им. М. И. Калинина (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к автоматизации энергосистем и может быть испопьзовайо в схемах релейной зашиты и автоматики.

По основному авт. св. М 570950 известно устройство, обладающее высоким бйстроде!тствйем и направленностью действия, В нем предусмотрено копебательное звено, служащее для устранения мертвой зоны при близких к. з. (1).

OQHBKo устройство, установленное дпя. 1 второй ступени защиты, не может резервировать первую ступень данной защиты вследствии затухания сигналов на выходе колебательного звена до мо»

15 мента срабатывания второй ступени.

Цепь изобретения - расширение функциональных возможностей путем получения характеристики срабатывания в ком- плексной плоскости сопротивлений в виде двух перекрещивающихся окружностей, позволяющей устранить указанный недо- статок и применять его в качестве избирательного органа однофазного АПВ и

2 в качестве первой или второй ступени дистанционных защит.

Поставленная пель достигается, тем что в устройство для зашиты пинии электропередачи, содержащее преобра зоватепь ток-напряжение, подключенный к входу модели ЛЭП, выход которой подключен к первому входу сумматора непосредственно, а через инвертор и электронный ключ ко второму его входу,, преобразователь напряжение-напряжение, подключенный одновременно к третьему входу сумматора, к первому входу дополнитепьного сумматора и ко входу прецизионного одноиопупериодного выпрямителя, выход выпрямителя )подключен, к четвертому входу сумматора и ко входу колебательного звена, выход которого подключен ко второму входу дополнительного сумматора„допопнительно введено инвертируюшее масштабное звено, подключенное входом к выходу модели ЛЭП, выходом к третьему входу дополнительного сумматора, 79697 6 4

25

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства,,на фиг. 2 — 6 — диаграммы к.э. в точках К -К соответствен5 но, на фиг. 7 — характеристика срабатыванияе

Устройство состоит из преобразователей ток-напряжение 1, напряжение-напряжение 2, модели 3 ЛЭП, схемы 4 сравнения, в которую входят прецизионная схема 5 формирования модуля, выполненная прецизионным однополупериодным выпрямителем 6 и сумматором 7, блок

8 для формирования коммутирующего сигнала, состоящий иэ колебательного звена 9, инвертирующего масштабного звена 10, дополнительного сумматора

11, инвертор 12, электронный ключ 13, в устройство входят также компаратор

14, блок 15 для смещения.

Устройство работает следующим образом.

Для устранения "мертвой зоны при близких к.з., когда напряжение на выходе преобразователя 2 напряжение-напряжение оказывается недостаточным для коммутации электронным Ключом 13 „ предназначено колебательное звено 9.

Параметры этого звена подобраны таким образом, что на его выходе имеют место колебания напряжения с той же частотой и в противофазе с напряжением на его входе. Выходное напряжение этого звена, подаваемое на второй вход дополнительного сумматора 11, находится в фазе с напряжением, подаваемым на первый . вход этого сумматора. При близком к.з. исчезают сигналы с выхода преобразователя 2 напряжение-напряжение и, следовательно, на первом входа сумматора 11 °

При этом колебательное звено 9 продол40 жает генерировать затухающие в течение нескольких периодов синусоидальные сигналы с такими же частотами и фазы, что и сигналы на первом входе сумматора 1 1 <о момента возникновения к э К 45 третьему входу этого сумматора подведены сигналы от модели 3 ЛЭП через инвертирующее масштабное звено 10, имеющий небольшой коэффициент передачи .

K подобранной таким образом, чтобы сйгналы на его выходе были достаточными для надежного управления электронным ключем 13 при близком к.з.

Рассмотрим несколько случаев к.э. в точке К {вне зоны защиты, фиг. 2), благодаря соответствующим образом подобранным параметрам схемы, напряжение (J (ф.) на выходе преобразователя 2 наА пряжение — напряжение больше по амплитуде напряжения Ц„(4) на выходе модели

3 ЛЭП (фиг. 2а). Напряжение Ц ()поступает на входы прецизионного формирователя 5 модуля. Выходное напряжение этого формирователя имеет положительную полярность (фиг. 2б, пунктирная линиями (4). Напряжение Ц(ф„) подается, кроме того, на первый вход сумматора 11 и на вход колебательного звена 9 (от средней точки выхода выпрямителя 6) блока 8 формирования коммутирующего сигнала, отрицательной полуволной выходного напряжения сумматора 11 открывается электронный ключ

13, положительной закрывается. Коэффициент передачи сумматора 7 по первому входу равен единице, по второму — двум.

Суммарный сигнал на выходе этого сумматора по . этим двум входам будет иметь отрицательную полярность (фиг. 2б, пунктирная линия 0, (1). Общий выходной сигнал сумматора 7 показан сплошной

I линией (фиг.26,(.) (6). Сглаженное значение суммарного напряжения (,5.(ф)- положительное (фиг. 2в). Поэтому компаратор 14 удерживается. в несработанном состоянии (фиг. 2г). Напряжение, подаваемое на третий вход сумматора 11 от инвертирующего масштабного звена 10, на работу электронного ключа 13 влияние не оказывает, так как оно незначительно по сравнению с напряжением на первом входе сумматора 11, а также фазовый сдвиг между ними почти отсутствует.

При к.з. в зоне защиты в точке К, амплитуда напряжения (.)> (<) меньше амплитуды О„„()(фиг. За). Напряжение на выходе инвертирующего масштабного звена 10 совпадает по фазе с напряжением Ц,(- ) на первом входе сумматора

11, а по амплитуде может быть в различных соотношениях в зависимости or удаленности к.з. Электронный ключ 13 управляется суммой этих напряжений и напряжения на выходе колебательного звена 9. Суммарное сглаженной напряже ние() () на выходе сумматора 7 больше уставки срабатывания компаратора и он срабатывает (фиг. Зв, r), При к.з. в точке К., близком к месту установки устройства, напряжение Qp Я) на выходе преобразователя 2 напряжениенапряжение стремится к нулю, а напряжение Ц ()с выхода модели 3 ЛЭП и напряжение на выходе инвертирующего масштабного звена 10 увеличиваются . Фаза последнего напряжения соответствует

2 2

5 796 фазе остаточного .напряжения Ц (Ц . После нескольких периодов, когда затухиут сигналы на выходе колебательного звена

9, электронный ключ 13 управляется напряжением инвертирующего масштабного звена .10, Суммарное напряжение на выходе сумматора 7 отрицательное и больше установки срабатывания компаратора 14 и GH сработает (фиг. 4).

При к .э, "за спиной" фаза напряжения Цд,(Я) меняется на 180 по сравнению с предыдущими случаямп, а фаза Q. ($) не меняется. Напряжение на выходе ннвертирующего масштабного звена 10 чаходится в противофазе с напряжениями на первом я втором входе сумматора 11.

Электронный ключ 13 управляется алгебраической суммой этих напряжений.

Если к.э. "эа спиной" удаленное в точке К,, то Ц больше чем напряжение на выходе инвертирующего масштабного звена 10. Выходное напряжениеО (Цсумматора 7 положительное, компаратор 14 остается в исходном состоянии (фиг. 5) а

В случае близкого к.з. "за спиной", в точке К, напряжение Ц() стремится к нулю, напряжение на выходе колебательного звена 9 затухает через несколько периодов, электронный ключ 13 управляется одним напряжением ннвертирующегс масштабного звена 10. Положительная полуволна этого напряжения через сумматор 11 открывает ключ и через него проходит напряжение модели ЛЗП. 3s

При следующей отрицательной полуволне ключ закрыт. На выходе сумматора 7 суммарное напряжение по первому и вто рому выходам будет oTpHIIBTBJIBBhlM» Суммарное напряжение по третьему и четвер- 40 тому входам близко к нулю, Общее суммарное напряжение Ц () сумматора 7 отрицательное и больше установки срабатывания компаратора 14, что.приводит к срабатыванию последнего ц (фиг. 6). В случаях к.з., когда

ju (ц fu„u „«l>а, где ʄ— коэффициент передачи инвертирующего масштабного звена 10, усч ройство работаег по характеристике срабатывания в комплексной плоскости сопротив- ° ления, описываемого уравнением представляющей иэ себя окружность, проходящей через начало координат (фиг. 7а).

В случаях к.з., когда u, ßu.i,a(о работа устройства описывается уравне И, которое в плоскости сопротивлений являет— ся уравнением окружности с центром в начале координат (фиг. 7б).

Общая характеристика устройства показана на фиг. 7в.

Угол максимальной чувствительности устройства равен углу линии, которая смоделирована в устройстве. Размеры окружности, проходящей через начало координат, устанавливаются изменением численного зна гения коэффициентов преобразования преобразователей, а размеры окружности с центром в начале коордио нат — выбором коэффициента передачи инвертирующего,масштабного звена 10.

При испытаниях макета устройства в лаборатории получено время срабатывания около 20 мс при к.з. в зоне защиты и 60 мс при близком к.з. "эа спиной".

Устройство может быть применено для зашиты ЛЭП в качестве первой или второй ступени дистанционных зашит, а также в качестве избирательного органа однофазных АПВ.

Фор мула изобретения

Устройство для зашиты линий электропередачи по основному авт. св.

М 570950, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем получения характеристики срабатывания в комплексной плоскости сопротивлений в виде двух перекрещивающихся окружностей, в него дополнительно введено. инвертирующее масштабное звено, подключенное входом к выходу модели ЛЭП, выходом к третьему входу дополнительного сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ав-горское свидетельс- во СССР

М 570950, кл. Н 02 Н 3/38, 1976.

79697 6

Jupu r

Сф1?Аул

Составитель Л. Корнеева

Редактор Т. Веселова Техред Н. Бабурка Корректор М. Шароши

Заказ 9792/73 . Тираж 6 66 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,