Устройство для измерения расстояния до места короткого замыкания Советский патент 1984 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств релейной защиты и п отивоаварийной автоматики. Известно устройство для измерени расстояния до места короткого замыкания по индуктивному сопротивлению петли короткого замыкания содержащее блоки измерения тока и напряжен блоки выбора поврежденных фаз, бло выделения реактивной составляющей Напряжения, блок памяти, блок управ ления и блок деления l . Недостатком устройства является низкая точность измерения индуктивкого сопротивления петли короткого замыкания и соответственно искомого расстояния, обусловленная тем, что, во-первых, измерение реактивной составляющей напряжения осущест Вляется не относительно тока в петл короткого замыкания, а относительно суммарного тока в режиме короткого ёамыкания, включающего шунтирующие петлю короткого замыкания токи нагрузок, во-вторых, тем, что не учитывается распределенный.характер Нагрузок поврежденной линии. Наиболее близким к изобретению по технической сутцности является измеритель расстояния до места короткого замыкания, содержащий блоки измерения тока и напряжения, выходы которых сооцинены с соответствующим блоками выбора поврежденных фаз, блок управления, элементы памяти и элемент индикации, блок вьщеления . реактивной составляющей тока, два блока выделения разности тока, блок Деления-умножения, причем выходы блоков выбора поврежденных фаз соед нены с входами блока выделения реак тивной составляющей тока, выход которого соединен с первым входом пер вого блока выделения разности токов Выход которого соединен с первым Входом блока деления-умножения, выход которого соединен с элементом и дикации, выход первого блока выбора поврежденной фазы соединен с первым Входом элемента памяти напряжения, второй вход которого соединен с пер вым выходом блока управления, второй выход которого соединен с вторыми входами блоков выделения разности токов, выход второго блока выбора поврежденной фазы соединен с входами блока управления и второго блока выделения разности токов, йыход которого соединен с вторым входом блока деления-умножения, тре тий вход которого соединен с выходо элемента памяти напряжения 21 . Недостатком этого устройства является низкая точность измерения расстояния до места короткого -замыкания, обусловленная низкой точностью измерения индуктивного сопротивления петли короткого замыкания и отсутствием учета шунтирующего влияния нагрузок поврежденной и неповрежденных линий. Целью изобретения является повышение точности определения расстояния до места короткого замыкания. I Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения расстояния до места короткого замыкания, содержащее блок измерения напряжения и блок измерения тока, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго блоков выбора поврежденной фазы, выходы которых соединены соответственно с соответствующими входами блока выделения реактивной составляющей тока, выход кокоторого соединен с соответствующими входами первого и второго блоков памяти реактивной составляющей тока, один из входов первого блока памяти реактивной составляющей тока Соединен с одним из входов блока памяти напряжения, одни из входов второго блока памяти реактивной составляющей тока, одним из входов первого блока памяти тока, одним из входов второго блока памяти тока, а также с выходом блока управления, вход которого соединен с выходом блока измерения тока, выход второго блока выбора поврежденной фазы соединен также с соответствующими входами первого и второго блоков памяти тока, выход первого блока выбора поврежденной фазы соединен с одним из входов блока памяти напряжения, выход которого соединен с одним из входов блока деления-умножения, выход которого подключен к входу блока индикации, введены первый и второй управляемые сумматоры, первый и второй неуправляемые сумматоры, причем выход первого неуправляемого сумматора соединен с-одним из входов блока деления-умножения, первый вход первого неуправляемого сумматора соединен с выходом первого блока памяти реактивной составляющей тока, второй вход - с первым входом первого управляемого сумматора и с выходом блока выделения реактивной составляющей тока, третий вход - с выходом первого управляемого сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго блока памяти реактивной составляющей тока, а третий с выходом блока управления и с первым входом второго управляемого сумматора , второй вход которого соединен с выходом первого блока памяти, тока, третий вход - с выходом второго блока выбора поврежденной фазы и с первым входом второго неуправляе.

,мого сумматора, второй вход которого соединен с выходом втдрого блока памяти тока, третий вход - с выходом второго управляемого сумматора, а выход - с одним из входов блока деления-умножения.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Она содержит блок 1 измерения напряжения, блок 2 измерения тока, первый блок 3 выбора поврежденной фазы, вход которого соединен с выходом блока 1 измерения напряжения, второй блок 4 выбора поврежденной фазы, вхо которого соединен с выходом блока 2 измерения тока, блок 5 выделения реактивной составляющей тока, блок 6 управления, блок 7 памяти напряжения соответственно первый 8 и второй 9 блоки памяти реактивной составляющей тока, соответственно первый 10 и второй 11 блоки памяти тока, соответственно первый 12 и второй 13 управляемые сумматоры, соответственн первый 14 и второй 15 нуправляемые сумматоры, выходы которых соединены соответственно с соответствующими входами блока 16 деления-умножения, выход которого соединен с блоком 17 индикации. Выход первого блока 3 выбора поврежденной фазы соединен через блок 7 памяти напряжения с одним из входовблока 16 деления-умножения. Кроме того, выход блока 3 соединен с соответствующим входом блока 5 выделения реактивной составляющей тока, другой вход которого соединен -с выходом второго блока 4 выбора поврежденной фазы и с соответствующими входами первого 10 и второго 11 блоков памяти тока. Выход блока 5 выделения реактивной составляющей тока соединен с соответствующими входами первого 8 и второго 9 блоков памяти реактивной составляющей тока. Вход блока б управления соединен с выходом блока 2, а выход с одним из входов блока 7 памяти напряжения, одним из входов первого блока 8 памяти реактивной составляющей тока, с соответствующими входами второго блока 9 памяти реактивной составляющей тока и первого блока 10 памяти тока, а также с одним из входов второго блока 11 памяти тока. Первый вход первого неуправляемого сумматора 14 соединен с выходом блока 8,второй вход - с выходом блока 5 и первым входом первого управляемого сумматора 12, выход которого соединен с третьим входом первого неуправляемого суммато.ра 14.

Второй вход первого управляемого сумматора 12 соединен с выходЬм блока 9, а третий вход - с выходом блока 6 управления и с первым входом

второго управляемого сумматора 13, второй вход которого соединен с выходом первого блока 10 памяти тока, а третий вход - с выходом блока 4 и первым входом второго неуправляемого сумматору 15, второй вход которого соединен с выходом блока 11, а третий вход - с выходом сумматора 13.

Устройство работает следующим обjpSasoM.

В предаварийном режиме с выходов |блоков 1 и 2 снимаются напряжения, пропорциональные текущим значениям нпряжения и и тока I , которые проходя на выходе блоков 3 и 4, с выхода блока 5 снимается напряжение, пропорциональное реактивной составляющей тока 1. . Все элементы памяти работают в режиме слежения.

При коротк-ом замыкании блоки 3 и 4 подключаются к поврежденным фазам и на их выходах появляются напряжения, пропорциональные соответственно напряжению U. и току 1 в режиме короткого замьжания. Одновременно срабатывает блок 6 управления и мгновенно переводит в режим запоминания блоки памяти 9 и 10, на выходах которых фиксируются напряжения, пропорциональные соответственно реактивной составляющей тока 3. рп и току 1р в предаварийном режиме.

Чере.з ВЕЛдержку времени, не превыщающую минимальное время срабатывания выключателя поврежденной линии ,блок 6 управления переводит в режим запоминания блоки памяти 7, 8, 11, на выходах которых фиксируются напряжения, пропорциональные соответственно напряжению ( , реактивной составляющей тока 1рц и току Ц в режиме короткого замыкания.

При отключении поврежденной, линии средствами релейной защиты и автоматики с блоков 1 и 2 через блоки 3 и 4 и с блока 5 поступают напряжения, пропорциональные соответственно напряжению Uo , току IQ и реактивной составляющей тока I ро в режиме с отключенной поврежденной линией. При этом на выходах управляемых сумматоров 12 и 13 появляются напряжения, пропорциональные соответственно величинам

.2tipn-ipoi,

,3Cln-lob

где разности (In - TO) и(1рп-Гро) определяют ток поврежденной линии и его реактивную составляющую в предаварийном режиме, а коэффициенты к и учитывают степень влияния этих величин на ток и реактивную составляющую тока в режиме короткого замыкания и определяются предварительно для каждой линии расчетным или экспериментальным путем, В момент отключения линии блок 6 управления присваивает значения К., и Кц . коэффициентам передачи управляемых сумматоров 13 и 12, в которы переключение коэффициентов передачи возможно осуществить на базе переключаемого делителя напряжения. Одновременно на выходах неуправляемых сумматоров 14 и 15 появляются напряжения, пропорциональные неличинамиWbo-l l Upn-IpoV/U g-lK-ro K iln-lo)Напряжение U пропорционально току I ПК3 петли короткого замыкания, так |как не включает ток Гд нагрузок неповрежденных линий и ток ) нагрузок поврежденной линии, 1 налогично, напряжение пропорционально реактивной составляющей 1рпкз это го тока. Напряжения, пропорциональны значениям , рпкэ пкз поступаю на блок 16 деления-умножения, который вычисляет значение индуктивного ротивления X петли короткого замыия в соответствии с формулой -7-2 ,-и напряжение с выхода блока 7, пропорциональное значению УН ; коэффициент передачи устройства, который может легко регулироваться изменением, коэффициентов передачи бЛока 7 и блока 16, чем достигается отсчет расстояния непосредственно в единицах длины; - коэффициент передачи блока 16. Блок 17 индицирует, результат измеия. Данное устройство обеспечивает ественное снижение .погрешности ерения расстояния до места корото замыкания, что позволяет операно находить иустранять поврежия в линии.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО МЕСТА КОРОТКОГО ЗАГ4Ы КАНИЯ, содержащее блок измерения напряжения и блок измерения тока, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго блоков выбора поврежденной фазы, выходы которых соединены соответственно с соответствующими входами блока выделения реактивной составляющей тока, выход которого соединен с соответствующими входами первого и второго блоков памяти реактивной составляющей тока, один из входов первого блока памяти реактивной составляющей тока соединен с одним из входов блока памяти напряжения, одним из входов второго блока памяти реактивной составляющей тока, одним из входов первого блока памяти тока, одним из входов второго блока памяти тока, a-также с выходом блОка управления, вход которого соединен с выходом блока измерения тока, выход второго блока поврежденной фазы соединен также с соответствующими входами первого и второго блоков памяти тока, выход . первого блока выбора поврежденной фазы соединен с одним из входов блока памяти напряжения, выход которого соединен с одним из входов блока йеления-умножения, выход которого подключен к входу блока индикации, о т;личающееся тем, что, с целью повышения точности определения расстояния до места короткого замыкания, в него введены первый и второй управляемые сумматоры, первый и второй неуправляемые сумматоры, причем выход первого неуправляемого сумматора соединен с одним из входов блока деления-умножения, первый вход i первого неуправляемого сумматора сое(Л динен с выходом первого блока памяти реактивной составляющей тока, с: второй вход - с первым входом перво.го управляемого сумматора и с выходом блока выделения реактивной составляющей тока, третий вход - с выходом первого управляемого сумматора , второй вход которого соединен с выходом второго блока памяти реактивной составляющей тока, a третий ел с выходом блока управления и с первым входом второго управляемого сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого блока памяти тока, QD 00 третий вход - с выходом второго блока выбора поврежденной фазы и с первым входом второго неуправляемого сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго блока памяти тока, третий вход - с выходом второго управляемого сумматора, a выход - с одним из входов блока деления-умножения.