Устройство для волновой направленной защиты линий электропередачи с высокочастотной блокировкой Советский патент 1986 года по МПК H02H3/28 H02H3/38 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите, и может быть использовано при выполнении защит линий электропередач переменного тока классов напряжений 500-1150 кВ.

Модальный преобразователь 4 напряжения выполнен аналогично преобразователю тока с тем различием, что у промежуточных трансформаторов напряжения отсутствуют нагрузочные сопротивления. На выхоЦель изобретения - повышение быст- - де блока получаем сигналы, пропорцнональродействия срабатывания волновой направ- ле,нной защиты при близких коротких замыканиях.

На фиг. 1 представлена блочная схема

ные напряжениям волновых каналов: U,(t) UA(t) -2li(t) +Uc(t);

y2(t) UA(t)-Ue(t); U3(t)(t) +Ue(t) +Uc(t),

предлагаемого устройства; на фиг. 2- блоч- ю где I4(t),Ub{t), Uc(t) - фазные величины на- ная схема выполнения логического органа.пряжений;

Устройство для волновой направленнойUi (t), U2(t), из(1) -модальные величины

защиты линий электропередачи с высокочастотной блокировкой (фиг. 1) содержит

измерительные трансформаторы тока 1 и натоков.

Блок формирования электромагнитных волн 6 содержит шесть сумматоров, которые

пряжения 2, которые подключены входами 5 реализуют арифметические операции вида к проводам фаз защищаемой линии, а выхо-V,(t) U,(t) + Zd-ii(t);

дами к входам модальных преобразователей соответственно тока 3 и напряже-- НИН 4. Выходы модального преобразоваW,-(t) U/(t) - Zc,-i/(t), гдеУ,(1) HW;(t) -соответственно падающая в линию и отражен теля 3 тока через блок усилителей 5 с коэф- Qная из линии электромагнитные волны в i-й моде. Блок выделения аварийных составляющих волн состоит из шести одинаковых звеньев, каждое из которых включает в сефициентами усиления, пропорциональными волновым сопротивлениям линии, а выходы модального преобразователя 4 напряжения непосредственно подключены к входам блока 6 формирования электромагнитных волн.

бя сумматор и линию задержки, обеспевыходы которого подключены к входам бло- 25 чивающую запаздывание сигнала на полка 7 выделения аварийных составляющих волн.

Выходы блока 7 подключены к логическому блоку 8, дополнительный выход которого через таймер 9 подключен к первому входу блока 10 волновой отсечки, осталь- ные входы которого подключены к выходам блока 7, соответствующим аварийным составляющим, отраженных из линии электромагнитных волн. Первый выход логического блока 8 подключен к высокочастотпериода промышленной частоты. Входной сигнал подают на один вход сумматора непосредственно, а на второй - через линию задержки. В результате на выходе сумматора получают аварийную составляющую, которая в нормальном режиме отсутствует (равна нулю).

Логический блок 8 (фиг. 2) содержит двухполупериодные выпрямители 14, которые через триггеры 15 Шмитта и одновибрато- ры 16 подключены к первому 17 и втоному передатчику 11, второй вход логичес- рому 18 эл.ементам ИЛИ. Выходы элеменкого блока 8 подключен к разрешающе-тов ИЛИ 17 и 18 через первый элему входу выходного органа 12, к которо-мент И 19 и элемент НЕ 20 подключему также подключен выход блока 10 вол-ны к элементу 21 задержки и второму эленовой отсечки. К блокирующему входументу И 22. Выход последнего является

выходного органа 12 подключен выход высо-40 первым выходом логического блока 8, выход элемента 21 - вторым выходом логикочастотного приемника 13.

Модальный преобразователь 3 тока состоит из трех промежуточных трансформаторов тока, нагруженных на активные сопротивления, напряжения с которых подаются на три многовходовых сумматора, где формируются сигналы, пропорциональные величинам

ii(t) iA(t)-2i,(t) +ic(t);

12(t) u(t) -ic(t); i3(t) iA(t) +1в(1) 4-ic(t),

где iA(t), i(,(t), ic(t)-фазные величины токов;i) (t), i2(t), 1з(1) - модальные величины

токов.

Входами блока являются входы промежуточных трансформаторов, а выходами - выходы сумматоров.

Модальный преобразователь 4 напряжения выполнен аналогично преобразователю тока с тем различием, что у промежуточных трансформаторов напряжения отсутствуют нагрузочные сопротивления. На выхоные напряжениям волновых каналов: U,(t) UA(t) -2li(t) +Uc(t);

y2(t) UA(t)-Ue(t); U3(t)(t) +Ue(t) +Uc(t),

где I4(t),Ub{t), Uc(t) - фазные величин пряжений;

бя сумматор и линию задержки, обеспечивающую запаздывание сигнала на полчивающую запаздывание сигнала на полпериода промышленной частоты. Входной сигнал подают на один вход сумматора непосредственно, а на второй - через линию задержки. В результате на выходе сумматора получают аварийную составляющую, которая в нормальном режиме отсутствует (равна нулю).

Логический блок 8 (фиг. 2) содержит двухполупериодные выпрямители 14, которые через триггеры 15 Шмитта и одновибрато- ры 16 подключены к первому 17 и второму 18 эл.ементам ИЛИ. Выходы элеменческого блока 8, а выход элемента И 19 является дополнительным выходом логического блока 8.

Принцип действия волновой отсечки 10 основан на том, что только при близких внутренних коротких замыканиях в результате многократных отражений электромагнитных волн от места повреждения и

шин прилегающей системы аварийная состав- ляющая отраженной из линии волны превышает заданную величину порога срабатывания за время меньшее, чем 2т, где т - время распространения электромагнитной волны от начала линии до ее

конца. В противном случае при поврежлде- ниях в ином месте, как внутренних, так и внешних, это время всегда больше 2т.

Устройство работает следующим образом.

При внешнем коротком замыкании в блоке 7 выделяются аварийные составляющие подающих и отраженных волн, которые подают на входы логического блока 8 и блока 10 волновой отсечки.

При этом на входе блока 8 сначала по- являются аварийные составляющие падающих в линию волн (AV,-) и лищь затем, спустя время 2т, отраженных (AW,). При отсутствии аварийных составляющих отраженных волн на входе элемента И 22 будут две логические единицы, вызывающие появление сигнала на первом выходе блока 8, которые пускает передатчик 11, с помощью которого блокирующий сигнал по высокона разрешающий вход органа 12, а с .дополнительного выхода без выдержки времени через таймер 9 подают сигнал на один из входов блока 10, тем самым включая его в работу. Так как и в этом случае за время 2т абсолютные значения аварийных составляющих отраженных из линии волн не успевают превысить величин уставок блока 10, то последний по истечении этого промежутка времени посредством таймера 9 выводится из работы. Аналогичным образом работает и противоположный полукомплект, и так как на противоположные концы ни с одного из полукомплектов блокирующих сигналов не передают, то линия отключается с двух сторон выходными органами 12 защиты

20

частотному каналу связи поступает на вход

приемника 13 противоположного полукомп- 15 обоих полукомплектов. лекта. В блоке 7 противоположного полукомплекта, спустя время т с момента фиксации повреждения схемы электропередачи в первом полукомплекте, начинают выделять одновременно аварийные составляющие как падающих, так и отраженных волн, что свидетельствует о коротком замыкании в направлении защищаемой линии. Поэтому с второго выхода логического блока 8 с выдержкой времени (на элементе 21), необходимой

для надежного приема блокирующего сигна- 25 ки времени. С противоположного конца лила и зависящей от характеристик оборудо- ния отключается в обычном порядке, вания канала связи, подают сигнал на отключение линии на разрешающий вход выходного органа 12 защиты, а с дополнительного выхода 8 без выдержки времени подают сигнал на таймер 9, посредст- 30 вом которого начинают отсчет времени 2т и одновременно с этим запускают (деблокируют) блок 10 волновой отсечки путем подачи сигнала с выхода таймера 9 на один из входов блока 10.

При близком внутреннем коротком замыкании абсолютные значения аварийных составляющих отраженных из линии волн в течение времени t 2т достигают заданных величин уставок блока 10, с выхода которого, поэтому, сразу же подают сигнал на отключении линии на один из входов выходного органа 12 защиты, и линия отключается данным полукомплектом без выдержФормула изобретения

Устройство для волновой направленной защиты линий электропередачи с высокочастотной блокировкой, содержащее в каждом полукомплекте, устанавливаемом на соответствующем конце линии электропередачи, измерительные трансформаторы тока и наТак как в рассматриваемом случае за 35 пряжения, подключенные входами к фазным

45

время 2т абсолютные значения аварийных составляющих отраженных из линии волн не успевают превысить заданных величин уставок блока 10 волновой отсечки, то работу последнего по истечении этого промежутка времени блокируют таймером 9 и, кроме того, с выхода приемника 13 подают к этому времени уже принятый блокирующий сигнал на блокирующий вход выходного органа 12 защиты, тем самым препятствуя отключению линии сигналом, поданным с выдержкой врем ени с второго выхода логического блока 8. Таким образом, линия остается включенной, так как в первом полукомплекте не выдают сигнал на отключение, а во втором - отключение блокируют высокочастотным сигналом, переданным с противоположного конца.

При коротком замыкании в средней части защищаемой линии в течение всего времени в -блоке 7 одновременно выделяют аварийные составляющие как падающих, так jj и отраженных волн. Поэтому с второго выхода логического блока 8 с выдержкой времени подают сигнал на отключение линии

проводам защищаемой линии электропередачи, а выходами к входам модальных преобразователей соответственно тока и напряжения, выходы первого из которых через 40 блок усилителей, а выходы второго непосредственно подключены к входам блока формирования электромагнитных волн, подключенного выходами к блоку выделения аварийных составляющих, выходы которого, соответствующие аварийным составляющим падающих в Линию и отраженных из нее электромагнитных волн, подключены к входам логического блока, первый выход которого подключен к входу высокочастотного передатчика, а второй - к разрешающему входу выходного блока, подключенного блокирующим входом к выходу высокочастотного приемника, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия срабатывания устройства при близких коротких замыканиях, в него дополнительно введены таймер и блок волнорой отсечки, причем таймер включен между дополнительным выходом логического блока и первым входом блока волновой отсечки, остальные входы которого под50

на разрешающий вход органа 12, а с .дополнительного выхода без выдержки времени через таймер 9 подают сигнал на один из входов блока 10, тем самым включая его в работу. Так как и в этом случае за время 2т абсолютные значения аварийных составляющих отраженных из линии волн не успевают превысить величин уставок блока 10, то последний по истечении этого промежутка времени посредством таймера 9 выводится из работы. Аналогичным образом работает и противоположный полукомплект, и так как на противоположные концы ни с одного из полукомплектов блокирующих сигналов не передают, то линия отключается с двух сторон выходными органами 12 защиты

обоих полукомплектов.

ки времени. С противоположного конца линия отключается в обычном порядке,

При близком внутреннем коротком замыкании абсолютные значения аварийных составляющих отраженных из линии волн в течение времени t 2т достигают заданных величин уставок блока 10, с выхода которого, поэтому, сразу же подают сигнал на отключении линии на один из входов выходного органа 12 защиты, и линия отключается данным полукомплектом без выдержки времени. С противоположного конца линия отключается в обычном порядке,

Формула изобретения

Устройство для волновой направленной защиты линий электропередачи с высокочастотной блокировкой, содержащее в каждом полукомплекте, устанавливаемом на соответствующем конце линии электропередачи, измерительные трансформаторы тока и напряжения, подключенные входами к фазным

5

j

проводам защищаемой линии электропередачи, а выходами к входам модальных преобразователей соответственно тока и напряжения, выходы первого из которых через 0 блок усилителей, а выходы второго непосредственно подключены к входам блока формирования электромагнитных волн, подключенного выходами к блоку выделения аварийных составляющих, выходы которого, соответствующие аварийным составляющим падающих в Линию и отраженных из нее электромагнитных волн, подключены к входам логического блока, первый выход которого подключен к входу высокочастотного передатчика, а второй - к разрешающему входу выходного блока, подключенного блокирующим входом к выходу высокочастотного приемника, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия срабатывания устройства при близких коротких замыканиях, в него дополнительно введены таймер и блок волнорой отсечки, причем таймер включен между дополнительным выходом логического блока и первым входом блока волновой отсечки, остальные входы которого под0

1229881 5

ключены к выходам блока выделения аварий- электромагнитных волн, выход блока волно- ных составляющих, соответствующим аварий- вой отсечки подключен к разрешающему ным составляющим отраженных из линии входу выходного блока.

Фиг, г

Изобретение относится к электротехнике - релейной защите линий электропередач переменного тока напряжением 500- 1 1 j/ Ф 1 Ф 7 1150 кВ. Цель изобретения - повышение быстродействия срабатывания волновой направленной защиты при близких коротких замыканиях. Устройство для волновой направленной защиты линии электропередачи с высокочастотной блокировкой содержит блок 7 выделения аварийных составляющих (БВАС) 7, который входами через блок формирования электромагнитных волн.усилите- ли 5 и модальные преобразователи 3 и 4 соответственно тока и напряжения присоединен к защищаемой линии. Выход БВАС 7 присоединен к блоку волновой отсечки (БВО) 10, логическому блоку 8 и выходному блоку 12. При близких внутренних коротких замыканиях абсолютные значения аварийных составляющих, отраженных из линии волн в течение времени, меньшем удвоенного времени распространения электромагнитной волны от начала линии до ее конца, достигают значения срабатывания БВО 10. Последний выдает сигнал на выходной блок 12 защиты и линия отключается данным комплектом защиты без выдержки времени. 2 ил. 1 i (Л ю 1чЭ со 00 00