Устройство для определения сопротивления до места однофазного короткого замыкания на землю линии электропередачи Советский патент 1986 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к электротехнике, более конкретно к автоматике и релейной защите энергосистем Цель изобретения - повышение точности определения места однофазного короткого замыкания на землю.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 семейство характеристик в .комплексной плоскости сопротивления устройства.

Устройство содержит измерительный преобразователь 1 напряжений, выходы которого подключены к первым входам первого, второго и третьего пороговых блоков 2 соотвегтственно. Вторые входы пороговых блоков 2 подключены к выходам первого, второго и третьего цифроаналоговых преобразователей 3 соответственно. Входы опорного напряжения каждого из циф- роаналоговых преобразователей 3 подключены к первому, второму и третьему выходу измерительного преобразователя 4 токов соответственно. Четвертый выход измерительного преобразователя 4 токов подключен к входу формирователя 5 импульсов, выход которого подключен к входу установки в О счетчика 6. Выходы последнего подключены к входам упомянутых цифроаналоговых преобразователей 3, а также к входам последовательно соединенных регистра 7 памяти, дешифратора 8 и блока 9 индикации. К тактовому входу регистра 7 памяти подключен выход логического элемента И 10 входы которого подключены к выходам пороговых блоков 2. Вход Сброс регистра 7 памяти подключен к выходу пускового блока 11, который подключен также к управляющему входу ключа 12, подключенного к выходу гене- paTojja 13 тактовых импульсов и к входу счетчика 6. Для подключения фаз линии электропередачи используют зажимы 14.

Устройство работает следующим образом.

Измерительный преобразователь 1 напряжений на первом, втором и третьем выходах формирует синусоидальные напряжения, пропорциональные фазным напряжениям линии соответственно йд, и и Uj. Измерительный преобразователь токов линии формирует на первом, втором, третьем и четвертом выходах напряжения, пропор495982

циональные (в ббщем случае, с комплексным коэффициентом пропорциональности Z) соответственно токам: klp , Ij+kl(, , Ij+klo и IB. Обозначим 5 эти напряжения соответственно U,, У.. Uj, и и,.

Устройство дпя определения места к.з. начинает работать в момент сра10 батывания пускового блока 11, в качестве которого можно использовать любое из известных пусковых устройств. При срабатывании пускового блока 11 фронт импульса, генерируе15 мого этим блоком, стирает информацию, записанную в регистре 7 памяти и замыкает ключ 12. На счетчик 6 от генератора тактовых импульсов начинают поступать импульсы высокой часто20 ты. Однако счетчик начинает работать лишь при наличии на входе ус- тановки в. О счетчика сигнала Лог. 1, поступающего с выхода формирователя 5 импульсов. Указанный

25 сигнал возникает в момент перехода мгновенного значения тока 1 от положительных значений к отрицатель- ньм. В этот момент формирователь 5 импульсов формирует импульс, дли-

30 тельность которого должна удовлетворять условиям

.f ,

t 9 / j- 4т

nu n

(О

где г - разрядность счетчика 6 и цифроаналоговых преобразователей 3;

Т - длительность полупериода напряжения энергосистемы; t - длительность периода им- пульсов, генерируемых генератором 13 тактовых импульсов ,

Выполнение условия (1) означает, что за время t-,. содержимое счетчика

V

изменяется от О до 2 -1 и этот импульс короткий по сравнению с длительностью периода входных сигналов. Последний факт позволяет при рассмотрении предлагаемого устройства пренебречь изменением входных сигналов за время t,. По мере заполнения счетчиков на цифровые входы цифро- аналоговых преобразователей 3 поступает двоичный код числа импульсов, записанных счетчиком 6. Цифро- аналоговые преобразователи 3 работают в режиме умножителей, умножая опорные напряжения, присутствующие

на соответствующих входах,на код содержимого счетчика 6, Следовательно на выходах цифроаналоговых преобразователей 3 при поступлении на счетчик 6 и-го импульса возникают напряжения

,, rs млг

(2)

и ,nj.

Пороговые блоки 2 сравнивают фазные напряжения U, Uj и U(. и напряжения выходов цифроаналоговых преобразователей 3 . и . На выходе соответствующего порогового блока 2 появляется сигнал Лог. 1 при выполнении соответственно условия :

;

u,n.UjB ;

и,п-и,, .

(3)

На выходе логического злемента И 10 появляется сигнал Лог. 1 при срабатывании всех трех пороговых блоков 2, т.е. при вьтолнении условий (З). Лог. 1 с выхода логического элемента И 10 поступает на тактовый вход регистра 7 памяти и своим появлением в последний записывает информацию, присутствующую на его входах в указанный момент. Код, записанный в регистре 7 памяти, преобразуется дешифратором 8 к удобному для отображения виду и отображается блоком 9 индикации. Процесс заполнения счетчика 6 продолжается до момента исчезновения импульса, формируемого формирователем 5 импульсов, после чего счетчик сбрасывается в О.

К повторному действию предлагаемое устройство готово лишь при повторном срабатывании пускового блока 11, так как лишь передний фронт сигнала, появляющегося на его выходе, приводит к готовности регистра 7 памяти.

В соответствии с описанным процессом функ лионирования устройства циф- роаналоговые преобразователи 3 умножают напряжения, пропорциональные токам фаз линии на изменяющееся содержание счетчика. Допустим, что на счетчик поступилW-и импульс, тогда условия срабатывания всех трех пороговых блоков можем записать в виде

и4-ти„ 0; . Uj-mU,,.0; (А)

Up-raU,c О,

Учитывая, что выполнение условия (4) проверяется при переходе тока Ig от положительных к отрицательным значениям, можем условие (4) привести к виду

0,arя() о

( У5.;Эи14. ),-.(5)

i-rt

IS

( ),1,

или, учитьшая функционирование измерительного преобразователя токов линии, к виду

o argMpil Ьi- ;(6)

О

0,.

I 0J

При фиксированном W условия (6) описывают работу многофазного реле сопротивления с треугольной характеристикой в комплексной плоскости сопротивления (фиг. 2). При изменяющемся ги - характеристика не меняется, охватывая все более пшрокую об:- ласть в комплексной плоскости. При ; охвате характеристикой точки к.з. выполняются все неравенства (.6) и соответственно (3), срабатывают все три пороговых блока 2, что приводит к запоминанию содержимого счетчика 6, пропорционального значению расстояния до места к.з.

Предлагаемое устройство при фиксированном m имеет характеристику многофазного реле сопротивления, функционирование которого подвержено более слабому, по сравнению с

пофазными реле, влиянию переходных сопротивлений. Следовательно, аналогичными преимуществами обладает и предлагаемое устройство по сравнению с известными, имеющими расширяющую-

ся во времени характеристику по- азного реле. Уменьшение влияния переходных сопротивлений на измерение сопротивлений до места к.з. приводит

к повышению точности определения места к.з. Особенно отмеченное преимущество проявляется при значительных нагрузках линий в доаварийных переходных сопротивлениях в месте к.з.

Формула изобретения

Устройство для определения сопротивления до места одно фазного короткого замыкания на землю линии электропередачи, содержащее измерительный преобразователь напряжений, вход которого подключен к зажимам дпя подключения линии электропередачи, а первый выход - к первому входу первого порогового блока, измерительный преобразователь токов, вход которого подключен к зажимам для подключения фаз линии электропередачи, генератор тактовых импульсов, пусковой блок, выход которого подключен к управляющему входу ключа, последовательно включенные счетчик, регистр памяти, дешифратор и блок индикации, о т - ли. чающееся тем, что, с целью повьппения точности определения места однофазного короткого замыкания на землю, в него введены три циф роаналоговых преобразователя, формирователь импульсов, логический эле495986

мент И, второй и третий пороговые блоки, а измерительный преобразователь напряжений снабжен двумя выходами, измерительный преобразователь 5 токов снабжен тремя выходами, причем входы опорных напряжений первого, второго и третьего цифроаналоговых преобразователей соответственно подключены к первому, второму и третье10 му выходам измерительного преобразо- вателя токов, четвертый выход которого через формирователь импульсов подключен к входу установки в О счетчика, тактовый вход которого

15 через ключ подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выходы счетчика подключены к цифровым входам первого, второго и третьего цифроаналоговых преобразователей, выхо20 ды которых соответственно подключены к вторым входам первого, второго и третьего пороговых блоков, выходы которых подключены к входам логического элемента И, выход которого под25 ключен к тактовому входу регистра памяти, вход установки в О которого подключен к выходу пускового блока, первые входы второго итретьего пороговых блоков подключены соответственнок

30 второму и третьему выходам измерительного преобразователя напряжений.

Редактор И.Дербак

фиг

Составитель М.Хаенко Техред Л.Сердюкова

Заказ 4334/54 Тираж 728Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Л.Пилипенко

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматике и релейной защите электросистем. Цель изобретения - повышение точнос7 ти измерений при однофазных коротких замыканиях на зеьшю. Устройство содержит преобразов атель 1 напряжений, измерительный преобразователь 4 токов, счетчик 6, регистр 7 памяти, дешифратор 8, блок 9 индикации, пусковой блок 11, ключ 12 и генератор 13 тактовых импульсов. Введение в устройство пороговых блоков 2, циф- роаналоговых преобразователей 3, формирователя 5 импульсов, элемента И 10 и образование новых связей между элементами устройства уменьшает влияние переходных сопротивлений на измерение сопротивления до места короткого замыкания и повьш1ает точность определения места короткого замыкания. Отмеченные преимущества в значительной степени проявляются при значительных нагрузках линии в доаварийных переходных сопротивлениях вместе короткого замыкания.2 ил. с € (/ с ф(/г.