ФИКСИРУЮЩИЙ ИНДИКАТОР НАПРАВЛЕНИЯ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при определении направления короткого замыкания в распределительных сетях напряжением 6-35 кВ.

Известный фиксирующий индикатор направления короткого замыкания состоит из перестраиваемого генератора, исполнительного элемента (включает выходной индикатор и индуктивность), высоковольтных конденсаторов, линии передачи, резонансного фильтра (С2 и 1), логических элементов И, НЕ, выпрямителя, пороговых устройств, преобразователя тока, элемента задержки /1/. Здесь преобразователь тока, элемент задержки включают часть схемы слева, подключенной к зажимам а и б на фиг. 20 и фиг. 23 /1/, пороговые устройства - тиратрону и реле. При коротком замыкании за опорой высоковольтной линии, где установлено передающее устройство, срабатывает преобразователь тока и после отключения высоковольтного напряжения на входе конденсатора на входе порогового устройства с задержкой появляется сигнал с выхода одного преобразователя тока, а с выхода другого преобразователя сигнал логической "1" поступает на входы элементов И. В этот момент на другом выходе одного элемента И имеет место сигнал логического "0" и на втором входе другого элемента И - сигнал логической "1", поэтому благодаря обратной связи на выходе порогового устройства сохраняется сигнал логической "1" и после исчезновения сигнала на выходе преобразователя тока (реализуется отсутствие преобладания реле). При появлении высоковольтного напряжения на входе конденсатора, на выходе элемента НЕ через элемент И появляется сигнал логического "0" и пороговое устройство возвращается в исходное состояние.

Недостатком устройства является необходимость использования достаточно большого значения емкости высоковольтного конденсатора (на напряжение 6-35 кВ) емкостью около 0,5-2,0 мкФ для обеспечения сопротивления его (из условия необходимости обеспечения соответствующей чувствительности), соизмеримого с последовательно включенным сопротивлением, причем это сопротивление представляет собой параллельно включенные сопротивления емкости фаза-земля фидеров линии передачи 8 (при удельной емкости, равной, согласно справочным данным, 0,005 мкФ/КМ и общей длине линии передачи, равной 200 км, значение емкости равно 1,0 мкФ) и резонансного контура. Емкость высоковольтного конденсатора повышается с повышением добротности резонансного фильтра. Такой высоковольтный конденсатор имеет относительно большой вес, габариты, стоимость и, кроме того, подключение его к одной фазе приводит к появлению смещения нейтрали (до 5-10 от линейного напряжения) и поэтому необходимо принимать дополнительные меры к устранению этого смещения. При устранении смещения нейтрали при всех работающих фидерах подстанции это смещение может появиться вновь при отключении линии вследствие короткого замыкания или при ремонте его.

Задачей изобретения является упрощение устройства и повышение качества напряжения.

Для решения поставленной задачи в фиксирующий индикатор направления короткого замыкания, содержащий последовательно соединенные первый высоковольтный конденсатор, линию передачи и второй высоковольтный конденсатор, перестраиваемый генератор, резонансный фильтр, два элемента И, элемент НЕ, преобразователь тока, первый элемент задержки, пороговый блок, выпрямитель, выходом соединенный с одним входом порогового блока, и исполнительный элемент, еще введены второй элемент задержки и ограничитель, входом подключенный к другой обкладке второго высоковольтного конденсатора, а выходом через последовательно соединенные элемент НЕ и второй элемент задержки к одному входу второго элемента И и через резонансный фильтр к другому входу второго элемента И, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, при этом выход преобразователя тока подключен к другому входу порогового блока, выход которого соединен с одним входом первого элемента И, другой вход которого подключен к выходу выпрямителя, а выход соединен непосредственно, а также первый элемент задержки с первым и вторым входами соответственно перестраиваемого генератора, выход которого подключен к другой обкладке первого высоковольтного конденсатора и к входу выпрямителя.

На фиг. 1 показана схема известного устройства; на фиг. 2 схема предлагаемого устройства; на фиг. 3 временные диаграммы работы; на фиг. 4, 5 скорректированные схемы прототипа и предлагаемого устройства соответственно с одним передающим и одним приемным устройством.

Фиксирующий индикатор направления короткого замыкания (фиг. 2, 4, 5) содержит последовательно соединенные первый высоковольтный конденсатор 1, линию 2 передачи и второй высоковольтный конденсатор 3, перестраиваемый генератор 4, резонансный фильтр 5, два элемента И 6, 7, элемент НЕ 8, преобразователь 9 тока, два элемента 10, 11 задержки, пороговый блок 12, выпрямитель 13, выходом соединенный с одним входом порогового блока 12, и исполнительный элемент 13, ограничитель 14, входом подключенный к другой обкладке второго высоковольтного конденсатора 3, а выходом через последовательно соединенные элемент НЕ 8 и второй элемент 11 задержки к одному входу второго элемента И 7 и через резонансный фильтр 5 к другому входу второго элемента И 7, выход которого соединен с входом исполнительного элемента 13, при этом выход преобразователя 9 подключен к другому входу порогового блока 12, выход которого соединен с одним входом первого элемента И 6, другой вход которого подключен к выходу выпрямителя 13, а выход соединен непосредственно, а также через первый элемент 10 задержки с первым и вторым входами соответственно перестраиваемого генератора 4, выход которого подключен к другой обкладке первого высоковольтного конденсатора 1 и к входу выпрямителя 13.

Элементы 1, 2, 4, 6, 10, 12, 13 входят в состав передающего устройства 14, тогда как элементы 3, 5, 7, 8, 11, 13, 14 в состав приемного устройства 15.

Устройство работает следующим образом.

Функционирование известного устройства (фиг. 1, 4) в общих чертах описано выше.

Особенности работы предлагаемого устройства заключаются в следующем.

При наличии высоковольтного напряжения в линии 2 передачи через С1 и выходную цепь генератора 4 (выполнен по классической схеме (2) с добавлением трансформаторного выхода) заряжается накопительная емкость на выходе выпрямителя 13 (фиг. 3). При междуфазном коротком замыкании за передающим устройством 14, установленном на отпайке в линии, магнитное поле тока короткого замыкания наводит электродвижущую силу в обмотках преобразователя тока, поступающую на вход блока 12 (моменты t₁ и t₂ на фиг. 3), цепи питания которого подключены к выходу выпрямителя 13. С выхода блока 12 сигнал поступает на управляющий вход И 6, который, открываясь, подключает выход выпрямителя к входам элемента 10 задержки и генератора 4. Элемент 10 задает начало запуска генератора от момента возникновения тока короткого замыкания и выходное напряжение генератора (t₄ t₅) через С1 поступает в линию 2 передачи, по которому передается сигнал на С3 приемного устройства 15, установленного на подстанции. С выхода С3 сигнал поступает на вход ограничителя 14, работающего в линейном режиме (t₄ t₅), а при наличии высоковольтного напряжения в режиме ограничения до момента t₂ (в данном случае два встречно- параллельных включенных диода). При наличии высоковольтного напряжения в линии сигнал с выхода ограничителя, соответствующий логической "1", поступает на вход логического элемента НЕ 8, на выходе которого устанавливается сигнал логического "0", поступающий на вход элемента 11 задержки. С выхода элемента 11 сигнал логического "0" поступает на управляющий вход И 7. При исчезновении в линии высоковольтного напряжения сигнал на выходе ограничителя 14 соответствует сигналу логического "0", и на выходе логического элемента НЕ 8 устанавливается сигнал логической "1", и, начиная с этого момента, с задержкой, определяемой интервалом времени отключения высоковольтного напряжения от начала короткого замыкания, происходит установление сигнала логической "1" (t₃ t₆) на выходе элемента 11, который приводит к открыванию И 7 за заданный промежуток времени, определяемый моментом срабатывания автоматического повторного включения. В случае, если отключение линии обусловлено коротким замыканием в ней, то срабатывает передающее устройство 14 и сигнал заданной частоты проходит через фильтр 5 (t₄-t₅), что приводит к срабатыванию исполнительного элемента 4.

В высоковольтной распределительной сети, имеющей древовидный характер, передающие устройства (имеющие разные частоты генерации) устанавливаются на опорах ответвлений и срабатывает то передающее устройство, за которым произошло короткое замыкание, и приемное устройство различает сработавшее передающее устройство по частоте. Как видно из принципа работы устройства, оно может иметь несколько передающих устройств и одно приемное устройство и очевидно, что для частотного разделения сигналов передающих устройств в приемном устройстве необходимо наращивать параллельные каналы, количество которых соответствует числу передающих устройств.

Согласно акту внедрения, на двух отпайках одного фидера в А/О Дагэнерго в линии напряжения 10 кВ установлены 2 генератора, настроенные на частоты 1 и 1,5 кГц, а на подстанции установлен приемник, подключенный к фидеру через один высоковольтный изолятор. При проведении искусственных коротких замыканий поочередно за генераторами на приемнике загорались соответствующие индикаторы. Время генерирования сигнала 2 с, высокочастотное напряжение в линии 500 мВ (короткая линия).

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Целью изобретения является упрощение устройства и повышение качества напряжения. Сущность: фиксирующий индикатор направления состоит из двух передающих устройств и одного приемного устройства. Индикатор содержит выпрямитель, 2 элемента И, элемент НЕ, 2 высоковольтных конденсатора, пороговый блок, перестраиваемый генератор, два элемента задержки, преобразователь тока, ограничитель, исполнительный элемент. 5 ил.

Фиксирующий индикатор направления короткого замыкания, содержащий последовательно соединенные первый высоковольтный конденсатор, линию передачи и второй высоковольтный конденсатор, перестраиваемый генератор, резонансный фильтр, два элемента И, элемент НЕ, преобразователь тока, первый элемент задержки, пороговый блок, выпрямитель, выходом соединенный с одним входом порогового блока, и исполнительный элемент, отличающийся тем, что в него введены второй элемент задержки и ограничитель, входом подключенный к другой обкладке второго высоковольтного конденсатора, а выходом через последовательно соединенные элемент НЕ и второй элемент задержки к одному входу второго элемента И и через резонансный фильтр к другому входу второго элемента И, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, при этом выход преобразователя тока подключен к другому входу порогового блока, выход которого соединен с одним входом первого элемента И, другой вход которого подключен к выходу выпрямителя, а выход соединен непосредственно, а также через первый элемент задержки с первым и вторым входами соответственно перестраиваемого генератора, выход которого подключен к другой обкладке первого высоковольтного конденсатора и к входу выпрямителя.