Устройство для релейной защиты тяговых сетей Советский патент 1987 года по МПК H02H3/08 

I1

Изобретение относится к автоматик устройств тягового электроснабжения железных дорог, электрифицированных на переменном токе, и может быть использовано также для защиты от токов короткого замыкания линий нетяговых потребителей.

Цель изобретения - повышение селективности защит в системе тягового электроснабжения.

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временная диаграмма его работы.

Устройство для релейной защиты тя говых сетей содержит промежуточные трансформаторы тока (ПТТ) 1 и напряжения (ПТН) 2, на выходе которых вклчен блок 3 регулирования уставок (БРУ), соединенный через сумматор 4 с управляемым интегратором 5, первый пороговый элемент 6, соединенный через линию задержки 7 и формирователь 8 импульсов с элементом И 9, другой вход которого через втррой пороговый элемент 10 соединен с выходом управляемого интегратора 5, а выход элемента И 9 через элемент ИЛИ 11 соединен с исполнительным органом 12.

На фиг.2 обозначены сигнал 13,про порциональный напряжению, сигнал 14 на выходе сумматора, сигнал 15 на выходе первого порогового элемента,сигнал 16 на выходе линии задержки,сигнал 17 на выходе управляемого интег- ратора, сигнал 18 на выходе второго порогового элемента, сигнал 19 на выходе формирователя импульсов, сигнал 2б на выходе элемента И и сигнал 21, характеризующий состояние исполнитель- ного,органа.

Устройство работает следующим образом.

На пходь сумматора 4 поступают сигналы, пропорциональные первичному току с выхода БРУ 3 и первичному напряжению с выхода ПТН 2. Блок регулирования уставок осуществляет изменение величины сигнала, пропорцио- нального первичному току, что позволяет выставлять соответствующую уставку реле. БРУ может быть выполнен, например, на основе операционного усилителя с изменяемым коэффициентом усиления.

Сигналы, пропорциональные первичному току и напряжению, суммирует сумматор 4, сигнал 14 на его выходе

542

равен KjjUsiii(Ot+Kj.Isin(tot+J), где Ку и Kj - коэффициенты, показывающие во сколько раз величина сигналов, пропорциональных напряжению и току на входе сумматора, меньше первичных тока и напряжения в линии; U и I - амплитудные значения первичных напряжения и тока} со - частота; t - время;- J - угол между током и напряжением.

Управляемый интегратор 5 осуществляет интегрирование сигнала с выхода сумматора 4. Время интегрирования и его длительность задает сигнал 16 с выхода линии задержки 7, которая сдвигает на время t, сигнал с выхода первого порогового элемента 6. Таким образом, длительность интегрирования составляет 0,5 Т, где Т - период сравниваемых величин. При положительном значении сигнала 17 на выходе интегратора 5 срабатывает второй пороговый элемент 10 и на его выходе появляется сигнал 18 низкого уровня. В момент, предшествующий окончанию низкого уровня сигнала 16, формирователь 8 импульсов формирует на выходе короткий импульсный сигнал 19 низкого уровня. При совпадении низкого уровня сигналов 18 и 19, поступающих на входы элемента И 9, на выходе последнего появляется сигнал 20 низкого уровня, воздействующий через элемент ИЛИ 11 на исполнительный орган (фиг.2а), что приводит к срабатыванию устройства защиты (сигнал 21 низкого уровня).

В том случае, если контролируемые параметры сопротивления в линии нр превысили допустимые значения в течение низкого уровня сигнала 19, значение интегрального сигнала 17 на выходе интегратора 5 будет отрицательное, соответственно сигнал 18 на выходе второго порогового элемента бут дет высокого уровня и на выходе элемента И 9 не будет команды на отключение высоковольтного выключателя (фиг.25).

Из изложенного следует, что граничную линию характеристики срабатывания реле можно определить из условия равенства нулю интегрального сигнала, т.е.

,+ i:/iO

I KyUsincot+K jI-sin(cot+J) ,

tf ,

из которого получают уравнение граничной линии характеристики срабатывания реле в плоскости комплексного сопротивления Zi

(а.г4к; .) , i 5

,

где

Rg - активное сопротивление линии-,

1„ - ток линии.

fO

Это уравнение описывает окружность, проходящую через начало координат с . углом максимальной чувствительности

, .15

Таким образом, изменением времени t можно регулировать угол максимальной чувствительности реле, а изменением К J - величину сопротивления уставки реле.20

Применение предлагаемого устройства, реализующего направленную характеристику, повьппает селективность по отношению к к.з. на смежном пути, а также обеспечивает повышение допустимого тока нагрузки фидера. Кроме того, при его использовании повьшает- ся надежность функционирования всей системы тягового электроснабжения.

Формула изобретения

Устройство, для релейной защиты тяговых сетей, содержащее промежуточные 35 трансформаторы тока и напряжения,пред5

O

15

0

5

0

5 назначенные для подключения к защищаемой сети, блок регулирования уставок, сумматор, пороговые элементы, управляемый интегратор, формирователь импульсов, элементы И, ИЛИ и исполнительный орган, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, один из входов этого элемента соединен с выходом элемента И, а остальные входы элемента ИЛИ соединены с выходами соответствующих ступеней защит, один из входов элемента И соединен с выходом формирователя импульсов, а другой вход - с выходом второго порогового элемента, вход которого соедипеи с выходом управляемого интегратора, а вход управляемого интегратора соединен с выходом сумматора, один из входов которого соединен с выходом блока регулирования уставок, а выход промежуточного трансформатора тока соединен с входом первого порогового элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности, в устройство дополнительно введена линия задержки, причем ее вход соединен с выходом перрого порогового элемента, ее выход соединен с входом формирователя импу 1ьсов И управлякнцим входом управляемого интегратора, а выход промежуточного трансформатора тока соединен с входом ка регулирования уставок, а другой вход сумматора соедииеи с выходом промежуточного траисфохмматора налря; жения.

С. /5 DL

3J6 I

IL

JLL

Редактор А.Лежнина

Составитель Т.Щеголькова

Техред А.Кравчук Корректор Л.Патай

Заказ 789J57 Тираж 619Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

гвят-ИЧ| « ЧИ-- 1-Р « т

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

/3

u:

20

21 Фиг.2.