Устройство для определения расстояния до места короткого замыкания в линии электропередач Советский патент 1985 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения расстоя ния до места короткого замыкания в линии электропередач. Кроме того, оно может использоваться в технике релейной защиты линий электропередач в качестве измерительного дистан ционного органа. Целью изобретения является повышение точности измерения и упрощение настройки за счет того, что в нем отсутствуют элементы с нестабильностью параметров и погрешность по частоте генератора тактовых импульсов не вносит погрешность в измерени На фиг. 1 язображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - график работы первого порогового блока устройства. Устройство содержит измерительный преобразователь 1 напряжения; измерительный преобразователь. 2 тока; первый пороговый блок 3; цифроаналоговый преобразователь 4; сумматор 5; генератор 6 импульсов; логический элемент И 7; счетчик 8 импульсов; ре гистр 9 памяти; дешифратор 10; второй пороговый блок 11. Измерительные преобразователи напряжения 1 и тока 2 подключены своими входами к клеммам для подключения к линии электропередачи. Выход измерительного преобразователя 1 напряже ния подключен к первому входу первого порогового блока 3 и первому входу второго порогового блока 11. К вы ходу измерительного преобразователя 2 тока подключен вход опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 4, первый вход сумматора 5 и второй вход второго порогового бло ка i 1 . К второму входу сумматора 5 подключен выход цифроаналогового пре образователя 4. Выход сумматора 5 подключен к второму входу первого порогового блока 3, выход которого подключен к первому входу логического элемента И 7. К второму входу логического элемента И 7 подключен генератор 6 имп льбов. К выходу логического элемента И 7 подключены основной вход счетчика 8 и управляющий вход регистра 9 памяти. Выход счетчика 8 подключен к основному входу регистра 9 памяти, к входу дешифратора 10 и к управляющему входу цифроаналогового преобра122эователя 4. Выход второго порогового блока 11 подключен к управляющему входу счетчика 8. На выходе измерительного преобразователя 1 напряжения формируется выпрямленное и сглаженное напряжение U/ , где К - коэффициент передачи преобразователя 1, U - напряжение контролируемой линии. На выходе измерительного преобразователя тока 2 формируется выпрямленное и сглаженное напряжение U ,, где Кг коэффициент передачи преобразователя 2, IK - ТОК контролируемой линии. При сброшенном счетчике 8 на выходе цифроаналогового преобразователя 4 напряжение равно нулю. При этом на выходе сумматора 5 напряжение Vg равно напряжению U выхода преобразователя 2. При переключении счетчика 8 напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 4 ступенчато изменяется. Причем в сумматоре 5 происходит операция вычитания напряжения цифроаналогового преобразователя из напряжения U. Устройство работает следующим образом. При коротком замыкании на контролируемой линии напряжения U и Ug попадают с преобразователей -1 и 2 на входы первого порогового блока 3 и второго порогового, блока 11. Если,:; соблюдается условие. U Ц, то оба пороговых блока срабатывают. Первыйпороговый блок 3 своим выходом открывает логический элемент И 7 и импульсы генератора 6 поступают на счетчик 8, а второй пороговый блок 11 своим выходом дает разрешение на .счет импульсов этим счетчиком 8. С выхода счетчика 8 цифровой код подается на управляющий вход цифроаналогового преобразователя 4. Этот код изменяется при каждом новом импульсе генератора 6 и поэтому при каждом импульсе генератора 6 изменяется напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя,4. Так как это напряжение увеличивается при каждой импульсе на величину U, то напряжение Uy на выходе сумматора 5 изменяется ступенями по закону Uj Uj - пди, где п - числом импульсов, отсчитанное счетчиком с момента срабатьюания порогового блока 3. Этот процесс уменьшения Uy продол3жается до тех пор, пока не наступит условие Ug i и, (см. фиг. 2). На фиг. 2 время t. соответствует моменту срабатывания первого порогового блока 3. Время t, соответствует моменту и у и,, при котором блок 3 возвращается в исходное состояние. При этом закрывается элемент И 7j счетчик 8 останавливается, а записан ное в нем число импульсов одновремен но поступив и в регистр 9 памяти. Число импульсовI записанное на счетчике 8, определяется из условия и, или Uj- пли и . Величина ли ступени напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя в соответствии с принципом его работы равна ли Uj/N, где N - максималь ное число ступеней цифроаналогового преобразователя. Так, например, цифроаналоговый преобразователь в ин тегральном исполнении К 572ПА1 имеет N 10243. Имея в виду, что U;, ,j и и2 K,jl получаем: JL - V тт IK -. - - , Отсюда (1- |i )N(1--| Z) K.J J. к., к где Z - сопротивление петли коротко го замыкания, пропорциональ ное расстоянию до места пов реждения линии электропередачи . Регистр 9 памяти выполнен так, что запоминаемая им информация Па определяется условием п N - п, т.е. nj N - i(1 - Z)N| Cneдовательно, информаци в регистре па мяти содержит число, пропорционально сопротивлению Z петли короткого замыкания, а следовательно, расстоянию до места повреждения на линии электр передач. Дешифратор 10 имеет число выходов равное числу ступеней защиты, кроме последней, действующей на всю защищаемую зону. Функции последней выпол няет второй пороговый блок 11. При определенном числе импульсов на соответствующем выходе дешифра124тора появляется сигнал, который поступает на исполнительный орган (не показан) защиты. Уставка срабатывания каждой из ступеней соответствует.числу импульсов, поступивших на счетчик 8. При работе счетчика в течение, времени t t - t(, (см. фиг. 2) сработают те ступени защиты, уставка срабатывания которых меньше или равна числу импульсов, поступивших на счетчик. Дешифратор выполнен так, что сигнал на любом из его выходов после появления не исчезает, сколько бы импульсов в дальнейшем не поступило на счетчик. Посла срабатывания защиты и отключения выключателя линии пороговый блок 11 возвращается в исходное состояние и сбрасывает счетчик 8. Пороговый блок 3 также переключается и схема готова к следующему включению. Информация о расстоянии до места повреждения хранится в регистре 9 памяти до следующего короткого замыкания, после которого она заменяется новой. Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет более точно измерить расстояние до места короткого замыкания, так как в нем отсутствуют элементы, разброс параметров и температурная нестабильность которых вдияют на точность измерения. Кроме того, погрешность на частоте генератора тактовых импульсов не вносит погрешность в измерение, так как точность определения расстояния до места повреждения от частоты генератора не зависит по принципу действия. Нестабильность частоты генератора влияет только на время измерения. Если это время ; выбрать равным 10 мс, то при погрешности по частоте генератора равной 2%, колебание времени измерения составит iO,2 мс. Предлагаемое устройство имеет более простую настройку. Все это позволяет сократить время на обнаружение места короткого замыкания, повысить надежность устройства, повысить производительность труда обслуживающего персонала.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ОТ МЕСТА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ, содержащее измерительный преобразователь напряжения, вход которого подключен к первой клемме для подключения объекта контроля, а выход - к первому входу первого порогового блока, измерительный преобразователь тока, вход которого подключен к второй клемме для подключения объекта контроля, генератор тактовых импульсов, регистр памяти, счетчик импульсов, выход которого подключен к основному входу регистра памяти и входу дешифратора с N выходами, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повьш1ения точности измерения и упрощения настройки, в него введены цифроаналоговый преобразователь, сумматор и второй пороговый блок, первый вход которого соединен с выходом измерительного преобразователя напряжения, логический элемент И, первый вход которого соединен с вькодом первого порогового блока, а второй вход - с выходом генератора тактовых импульсов, выход логического элемента И соединен с управляющим входом регистра памяти и основным входом счетчиS ка импульсов, первый вход сумматора соединен с выходом измерительного преобразователя тока и вторым входом второго порогового блока, выход сумматора соединен с вторым входом первого порогового блока, вход цифроаналогового преобразователя соединен с выходом измерительного преобразователя тока-, выход цифроаналогового преобразователя соединен с вторым 5 входом сумматора, а управляющий входс выходом счетчика импульсов, выход второго порогового блока соединен с управляющим входом счетчика импульсов .