Устройство для автоматического прекращения асинхронного хода в энергосистеме на первом цикле Советский патент 1983 года по МПК H02J3/24 

Изобретение относится i электро технике, а именно, к противоаварий ной автоматике энергосистем, предназначено для определения оптималь ного момента времени отключения электрической цепи в режиме асинхронного хода (АХ и может быть использовано в системах, где по условиям эксплуатации требуется от ключениё ЛЭП уже на первом цикле А Известно устройстйо автоматичес кого прекращения асинхронного хода АПАХ, первая ступень которого, выявляющая АХ на первом цикле при ма лых (наиболее опасных) скольжениях , имеет рабочий орган в виде чув ствительного и грубого реле сопротивлений ClJ . Недостатком этого устройства яв ляется то, что выходные сигналы вы раба тываются независимо 9 собственного времени отключения выключа теля , вследствие чего в момент отключения линий ЭДС могут oKasatb.ся в противофаэе, что приводит к утяжелению условий работы выключателей и увеличению внутренних перенапряжений в сети. Известно также устройство, в котором производится анализ взаимного расположения нулей и максимумов, огибающих биений полного и активного токов и их производных, измеряется четверть периода АХ, и прогнозируется величина полупериода для того, чтобы с учетом велич ны собственного времени отключения выключателя отключение произошло в момент, близкий к синфазному положению векторов напряжений по концам ЛЭП 1.2. Однако указанное устройство тре бует дублирования другим устройством при скольжениях с очень большим периодом биений и может иметь большую погрешность, так как кривая огибающей биений активного тока может не проходить через свое нулевое значение при (когда, ЭДС на концах линии противофазны), а сдвинута, в ту или иную сторону в зависимости от параметров линии и места замера активного тока. Кроме того, при малых значениях периода биений, в интервале измерения ( вторая четверть первого цик ла АХ) возможны значительные погрешности из-за искажения кривой биений тока под. влиянием электромагнитных переходных процессов, обусловленных -первопричиной АХ. Наиболее близким техническим ре шением к предлагаемому является устройство автоматического прекращения асинхронного хода в энергосистеме, содержащее блок определения длительности периода биений .полного тока, блок управления, блок генерации и формирования импульсов, арифметический блок, состоящий из двух электронных реверсивных счетчиков импульсов, элемента задания времени отключения выключателя и логического элемента ИЛИ, исполнительный блок и блок разрешения t3. Недостатком указанного устройства является невозможность отклю.чения электрической цепи в первом цикле АХ, обусловленная тем, что для увеличения точности отключения измеряется не часть периода, а целый период биений АХ, Цель изобретения - обеспечение срабатывания устройства на первом цикле асинхронного хода. Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического прекращения асинхронного хода в энергосистеме на первом цикле, содержащее последовательно соединенные блок определения длительности периода биений полного тока, вход которого подключен к измерительному трансформатору тока, блок управления, блок генерации и формирования импульсов, атакже исполнительный блок, блок разрешения, выход которого подключенк второму входу исполнительного блока, и арифметический блок, состоящий из двухреверсивнЕЛХ счетчиков импульсов, входы которых соединены с выходами блока генерации и формирования импульсов, а выход первого из них с переключающим входом блока управления f элемента згддания времени отключения выключателя, выход которого подключен к Приемным входам реверсивных счетчиков импульсов, и логического элемента ИЛИ, входы которого связаны с выходами реверсивных счетчиков импульсов, а выход - с первым входом исполнительного блока, дополнительно снабжено блоком сравнения и блоком запоминания максимального значения огибающей биений полного тока, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, а первый вход - к второму выходу блока опре целения длительности периода полного тока, выход блока срав(ения подключен к третьему входу блока управления, а вход блока определения длительности периода биений полного тока и вторые входы блока запоминания максимального значения огибающей биений полного тока и блока сравнения соединены между собой. На фиг, 1 и 2 показаны кривые биений полного тока в режиме АХ и последовательные этапы работы устройства соответственно при случаях Т/4, больше t и Т/4 меньше .

для частного примера измерения длительности четверти периода AXt на фиг. 3 - блок-схема устройства.

На фиг. 1 и 2 приведены период биений полного тока (период АХ) , Т собственное время отключения выключателя t:, одинарная частота следования рабочих импульсов устройства 4, момента 1 и 2 максимумов биений полного тока, порог 3 чувствительности устройства, момент 4 приема в устройство информации о Ь момент 5 уменьшения текущего значения огибающей биений полного тока до величины, в 5 раза меньшей максимального, момент 6 подачи, команды на отключение выключателя , область 7 подачи команды на отключение выключателя, момент 8 отключения выключателя (момент сфазное ти ЭДС), последовательные этапы 9-15 работы отдельных блоков устройства.

Энергосистемы 16 и 17 Гфиг. З) связаны между собой через шины 18 и 19 линией 20 электропередачи, имеющей выключатели 21 и 22 и измерительный трансформатор 23 тока. Устройствотакже содержит блок 24 запоминания максимального значения огибающей биений полного тока, блок 25 сравнения, блок 26 оп- ределения длительности периода биений полного тока, блок 27 управления, блок 28 генерации и формирования импульсов, арифметический блок 29, состоящий из двух реверсивных счетчиков 30 и 31 импульсов, элемента 32 задания времени отключения выклю ателя и логическогоэлемента ИЛИ 33, исполнительный блок 34 и блок 35 разрешения. Вход блока 26 определения длительности периода биений подключен к измерительному трансформатору тока и соединен с вторыми входами блока 24 запоминания максимального значения огибающей биений и блока 25 сравнения. Выход блока 26 определения длительности периода биений через блок 27 управления соединен с входом блока 28 генерации и формирования импульсов. Первый вход блока 24 подключен к второму ВЫХОДУ блока 26, а выход - к первому BxoJDiy блока 25 сравнения. Выход -блока 25 соедийен с входом бдока 27 управления. Входы реверсивных счетчиков 30 и 31 импульсов подключены к выходу блока 28 генерации и формирования импульсов , а приемные входы - к выходу элемента 32 задания времени отключения выключателя. Выход первого реверсивного счетчика 30 импульсов подключен к переключающему входу блока 27 управления. Входы логического элемента ИЛИ 33 соединены с выходами реверсивных счетчиков 30 и 31 импульсов, а выход с первым входом исполнительного блока 34, второй вход которого подключен к выходу блока 35 разрешения.

Устройство работает следующим образом.

Возникающие при асинхронном ходе биения полного тока от измерительного трансформатора 23 тока

0 поступают одновременно на входы блока 24 запоминания величины максимального значения огибающей биений полного тока, блока 25 сравнения и блока 26 определения длителье ности периода биений полного тока. Последний, начиная с мбмента 4, Сравнивает смежные полуволны синусоид биений полного тока и выда ет на выходе сигнал отрицательной полярности, если амплитуда предыдущей полуволныбиений полного тока меньше амплитуды последующей полу- . волны (подъем огибающей, и сигнал положительной полярности - в противном случае (спад огибающей).

5 Эти сигналы поступают в блок 27 управления, который в моменты перемены полярности входных сигналов (моменты максимумов огибающей), а также по команде от блока сравнения, запус0 блок 28 генерации и формирования импульсов, выходные сигналы {рабочие импульсы) которого с частотой следования или 2-J поступают в арифметический блок 29.

5 В момент 4 превышения порога 3 чувствительности устройства из элемента 32 в оба счетчика прини мается в дополнительном коде отрицательная величина -2-fc {в единицах 1/f). В момент первого максимума 1из блока 28 в первый счетчик 30 поступают импульсы 10 с частотой следования 2f, а во второй счетчик 31 - импульсы 12 с частотой следования , заставляя счетчики работать в режиме сложения. В этот же момент 1 времени блок 24 запоминает максимальное значение огибающей биений полного тока и выдает на вход блока сравнения в

0 V2 раза меньшую величину. На другой вход блока сравнения непрерывно поступает текущее значение биений полного тока. Блок 25 сравнивает входные сигналы и выдает на

е выходе сигнал в момент 5, когда текущее значение биений полного тока станет меньше или равно величине, в раза меньшей максималь ной. При этом интервал времени меж ду моментами 1 и 5 будет равен

четверти, периода асинхронного хода Т/4, так какогибающая биений тока изменяется по синусоидальному закону. В момент 5 режим сложения счетчика 30 прекращается, и если записанное к этому вре- .

мени в счетчике в т.ех же единицах 1/5 число (.) окажется положительной величиной, о чем сигнализирует в блок управления импул 11 прямого переноса при переполнении счетчика 30 (фиг. 1), то блок 28 начинает Нормировать импульсы 14 удвоенной частоты 2j, заставляющие работать счетчик 30 в реверсивном режиме ( режиме вычитания до его полногег опорожнения в один из моментов 6 области 7, когда содержимое счетчика становится равным нулю. Этот процесс займет время, равное (Т/4 -T:ig) , отсчитанное от момента 5. В момент 6 импульс обратного переноса счетчика 30 поступает на вход элемента ИЛИ, который выдает сигнал 15 в исполнительный блок. Последний подает команду на отключение выключателя, отключающего линию че{)ез время -fe в момент 8 (в конце первого цикла), когда ЭДС синфазны.

При отрицательном -( Т/2) , когда длительность четверти периода биений АХ меньше времени отключения выключателя (фиг. 2), сигнал 11 прямого переноса счетчика 30 отсутствует,, так как его переполнения не происходит. В этом случае в момент 5 прекращает свою работу счетчик 30, а счетчик 31 продолжает режим сложения до момента 2 второго максимумат после наступления которого в счетчике 31 окажется записанным положительное

число ( т), о чем свидетельствует импульс 13 прямого переноса счетчика 31. В момент 2 импульсы удвоенной частоты 2f из блока 28 по команде блока управления поступают на вход счетчика 31. Включается реверсивный режим, и команда на отключение выключателя по сигналу 15 подается в момент 6 из об-, ласти 7, т.е. через время (Т/2 -if) отсчита.нное от мЬмента 2 второго максимума. Отключение происходит в момент 8 - в конце второго цикла АХ.

Устройство имеет возможность производить замер длительности части периода АХ, отличную от четверти периода, что позволяет расширить диапазон скольжения, при котором возможно срабатывание устройства на первом цикле АХ. Это достигается изменением коэффициента передачи блока запоминания величины максимального значения биений полного тока с одновременным соответствующим изменением частоты вычитания, поступающей из блока генерации и формирования импульсов в арифметический блок.

Достигаемое при применении устройства сокращение дли1ельности ч. асинхронного хода в энергосистеме повышает надежность и безаварийност работы sHeprocHcreNfti, снижает внутренние перенапряжений в сети и облегчает условия работы выключателей.

X

A

2 i

.J.

W-tB

УСТРОЙСТВ ДЛЯ АВТОМАТИЧЁС-КОГО ПРЕКРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ХОДА В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ НА ПЕРВОМ ЦИКЛЕ, содержащее последовательно соединенные блок определения длительности периода биений полного тока, вход которого подключен к измерительному трансформатору тока, блок управления и блок генерации и формирования импульсов, а также исполнительный блок, блок разрушения, выход которого подключен к второму входу исполнительного блока, и арифметический блок, состоящий из двух реверсивных счетчиков импульсов, входы .которых соединены с выходами блока генерации и формирования импульсов а выход первого из них- с переключающим входом блока управления, элемента, задания времени отключения выключателя, выход которого подключен к приемным входам реверсивных счетчиков импульсов, и логического элемента ИЛИ, входы которого связаны с выходами реверсивных счетчиков импульсов, а выход - с первым входом исполнительного блока, отличающеес я тем, что, с целью обеспечения срабатывания устр|рйства на первом циклеасинхронно1го хода, оно снабжено блочком сравнения и блоком запоминания максимального ..значения огибающей биений полного тока, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, а первый вход - к второму выходу блока определения длительности периода биений полного тока, причем выходблока сравнения подключен к третьему входу блока управления, а вход блока определения длительности периода биений полного тока и вторые входы .блока запоминания максимального зна-чения .огибающей биений полного то.ка и блока сравнения соединены между собой.

i/г

A

T/

//j/

18

f9