Способ непрерывного автоматического контроля высокочастотного канала релейной защиты Советский патент 1987 года по МПК H02H3/30 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам непрерывного автоматического контроля высокочастотного канала релейной защиты, например дифференциально-фазовой, оборудованной приемопередатчиками, работающими на одной квар- цеванной частоте.

Цель изобретения - повышение надежности непрерывного автоматического контроля высокочастотного канала релейной защиты.

На фиг. 1 приведена блок-схема приемопередатчика типа ПВЗК с дифференциально-фазовой защитой типа ДФЗ-2; на фиг. 2- характеристика чувствительности приемника - зависимость тока, отдаваемого приемником в релейный комплект, от напряжения высокой частоты на входе приемника.

В режиме контроля высокочастотные сигналы передатчика 1, вырабатываемые задающим генератором 2 через промежуточный каскад 3, посылают на вход усилителя 4 мощности. На аноды ламп усилителя 4 мощности и промежуточного каскада 3 подают пониженное напряжение от стабилизированного делителя 5 напряжения, величина которого определяет уровень сигнала, посылаемого в канал 6 связи, обеспечивающего взаимную связь между приемопередатчиками, установленными по концам защищаемой линии. Пониженное напряжение выбирают с учетом затухания конкретного канала и чтобы свой сигнал 7 попал в зону 8 усиления приемника 9, т.е. между порогами чувствительности и запирания приемника 9.

Высокочастотные сигналы 7 одновременно направляют в канал 8 связи и на вход своего приемника 9. При этом на входе приемника 9 присутствует спектр сигналов, состоящий из высокочастотных сигналов 7 своего передатчика 1 с уровнем зоны порогов чувствительности и запирания приемника 9, сигналов 10 дальнего передатчика с уровнем на 7-9 дБ ниже порога чувствительности приемника 9 и флуктационных помех 11, средний уровень которых в полосе входного фильтра 12 приемника 9 на 25-27 дБ ниже порога чувствительности приемника 9. Высокочастотные сигналы 7 и 10 соответственно своего и дальнего передатчиков при сложении образуют результирующий сигнал 13 с биениями, частота которых определяется частотой изменения разности фаз высокочастотных сигналов и равна разности частот квар- цованных передатчиков. Эта частота для задающих генераторов с кварцевой стабилизацией обычно не превышает 100-150 Гц.- Результирующий сигнал 13 с биениями усиливают в каскаде усилителя 14 высокой частоты приемника 9, детектируют и усиливают в выходном каскаде 15 и выделяют на выходе в органе 16 сравнения фаз релейного комплекта 17, содержащем сигнальное реле «Вызов, составляющую низкой частоты 18. В результате в обмотке сигнального реле органа 16 сравнения фаз протекает ток, величина которого зависит от амплитуды биений 19 на входе приемника 9. Увеличение затухания высокочастотного канала вызывает снижение амплитуды биени-й 20 на входе приемника 9 и уменьшение составляющей низкой частоты 21 на выходе приемника 9 и,следовательно, величины тока в обмотке сигнального реле органа 16 сравнения фаз релейного комплекта 17.

В режиме контроля через обмотку сигнального реле постоянно протекает ток составляющей низкой частоты 18, и реле под действием этого тока находится в подтяну- том положении. Сигнальное реле органа 16 сравнения фаз выполняет в контроле функцию порогового элемента. Ток возврата сигнального реле, который задают, определяет уставку автоматического непрерывного контроля. При увеличении затухания до уставки или при повреждении канала, величина тока

Q в обмотке сигнального реле органа 16 сравнения фаз становится меньше заданной уставки, реле отпускает и замыкает свой контакт в цепи выходного реле 22 общей для защиты сигнализации релейного комплекта 17, которое сработает и выдаст сигнал о неис5 правности высокочастотного канала.

В режиме контроля выходные цепи органа 23 манипуляции релейного комплекта 17, который управляет работой задающего генератора 2, разомкнуты размыкающими контактами 24 пускового реле 25 защиты ре0 лейного комплекта 17. При коротком замыкании защита запускается, контакты 24 подключают выходные цепи органа 23 манипуляции, подают на аноды ламп усилителя 4 мощности и пррмежуточного каскада 3 полное анодное напряжение, шунтируя цепь по ниженного запуска, и переводят передатчики в режим, соответствующий пуску защиты. После отключения короткого замыкания пусковое реле защиты возврац;ается в исходное положение и приемопередатчики вновь

Q переходят в режим контроля.

Настройка автоматического непрерывного контроля может быть выполнена в двух видах в зависимости от конкретных условий: величины затухания канала, согласования элементов высокочастотного канала,

5 характеристик приемопередатчиков и их настройки.

Двухсторонний контроль. Контроль высокочастотного канала обеспечивается обоими полукомплектами и применим для высокочастотных каналов с затуханием до 15 дБ. При

0 этом сигналы от каждого передатчика, передаваемые в высокочастотный канал, по уровню находятся в зоне порогов чувствительности -запирания своих приемников. Односторонний контроль. Применяется для высокочастотных каналов с затуханием свыше 15 дБ и в том случае, когда первый вид контроля не проходит. Например, не удается обеспечить нужный уровень биеНИИ на одном из концов высокочастотного канала. При этом контроль высокочастотного канала осуществляют одним полукомплектом, являющимся приемным. Приемный конец обеспечивает контроль собственного приемопередатчика, высокочастотного канала и передатчика противоположного конца. Второй полукомплект, передающий, обеспечивает контроль только собственного приемопередатчика. В режиме одностороннего контроля уровни сигналов, передаваемые в линию, по отнощению к своим приемникам выбирают для приемного конца в зоне порогов чувствительности - запирания, для передающего конца - выше порога запирания, обеспечивая при этом необходимый уровень сигналов биения на противоположном приемном конце. На передающем конце контроль собственного приемопередатчика осуществляют реле, включенным в анодную цепь выходной лампы приемника.

Пример /.Двухсторонний контроль.

Исходные данные (пост УПЗ-70):

авл - затухание линии10 дБ

азап - запас по затуханию 19 дБ

Un.4. - напряжение

порога чувствительности

приемника

Un.3. - напряжение

порога запирания

приемника

ак - уставка

контролируемого запаса

по перекрываемому

затуханию

Входное сопротивление поста согласовано с выходным сопротивлением кабеля, т.е. 2вх.поста ZDX кабеля. Приемопередатчики по концам защищаемой линии имеют симметричные исходные данные. Разность частот кварцованных передатчиков составляет 50 Гц. Формула расчета затухания

1,5Б

2,1В

7 дБ

a 201g4ib

Ui

где и с

напряжение сигнала передачи на входе собственного приемника;

Ui - напряжение сигнала, приходящего на вход приемника дальнего передатчика.

Условие отстройки приемника от сигнала дальнего передатчика

Un.4.

и,

(2)

Передатчики по концам защищаемой линии ставят на непрерывную передачу высокочастотных сигналов пониженной мощности. При этом уровни сигналов выбирают при помощи делителя напряжения таким образом, чтобы на входе каждого приемника они составили: сигнал от своего передатчика Uc 1,6 В, сигнал, приходящий от дальнего передатчика, U.i 0,5 В.

25

Высокочастотные сигналы от своего и дальнего передатчиков на входе приемников складываются и образуют результируюпшй сигнал Up с биениями, амплитуда которо- с го колеблется с частотой 50 Гц в )1ределах Up 1,1-2,1 В, т.е. амплитуда биений находится между порогами чувствительности - запирания приемника, занимая при этом всю область его усиления. Приемник после усиления и детектирования результирующего 10 сигнала с биениями выделяет на выходе в органе сравнения фаз составляющую низкой частоты 50 Гц. При этом в обмотке сигнального реле органа сравнения фаз протекает ток максимальной величины, под действием которого реле находится в подтянутом но- ложении.

При увеличении затухания высокочастотного канала до уставки ак 7 дБ напряжение сигнала от дальнего передатчика на входе каждого приемника уменьшается и 20 составляет U. 0,12 В. При этом амплитуда результирующего сигнала с биениями на входе приемника снижается и составляет UP 1,48-1,78 В, т.е. занимая только часть зоны усиления приемника,При этом ток в обмотке сигнального реле соответственно снижается до уставки, на которую настраивают сигнальное реле органа сравнения фаз, реле отпускает, замыкая свой контакт в цепи выходного реле сигнализации защиты, которое выдает сигнал о неисправности высокочастотного канала.

При обрыве высокочастотного канала связь между приемопередатчиками нарушается, на входе приемников присутствуют сигналы только от собственных передатчиков, и поэтому биения исчезают. При этом ток в обмотке сигнального реле падает до нуля, реле отпадает и выдает сигнал о неисправности высокочастотного канала.

Сигнал о неисправности высокочастотного канала выдают оба юлукомплекта по концам защищаемой линии. 40Пример 2. Односторонний контроль.

Исходные данные (пост УПЗ-70):

авл. - затухание линии16 дБ

азам. - запас по затуханию 19 дБ

Un.4. - напряжение

порога чувствительности 45 приемника1,25 В

Un.i. - напряжение

порога запирания . приемника1,7 В

Остальные данные аналогичны исходным данным примера 1. При этом справедливы формулы (1) и (2).

Передатчики по концам защищаемой линии ставят на непрерывную передачу высокочастотных сигналов пониженной мощности. При этом уровни сигналов выбирают ГС при ПОМОЩИ делителя напряжения.

На стороне передающего конца уровень сигнала выбирают таким образом, чтобы приходящий его сигнал на вход приемника

30

35

50

приемного полукомплекта имел трехкратную отстройку от его порога чувствительиости и составил ид 0,42 В. При этом на вход соб- ствепного приемника с учетом затухания в канале связи сигнал поступает с амплиту- дои напряжения Uc 2,65 В, т.е. сигнал по напряжению находится выше собственного порога запирания, и поэтому приемник на передающем конце полностью закрыт.

На стороне контрольного конца сигнал выбирают таким образом, чтобы он размещался в середине зоны усиления собственного приемника, т.е. напряжение собственного сигнала контрольного конца на входе приемника составляет t/ 1,47 В. При этом на вход приемника передающего полукомплекта с учетом затухания в канале связи сигнал приходит с амплитудой напряжения (Уг 0,23 В.

Сигналы своего и дальнего нередатчика на входе каждого поста складываются и образуют результирующий сигнал с биениями, амплитуда которых колеблется с частотой . 50 Гц в пределах: на входе приемника передающего полукомплекта Up 2,42-2,88 В; на входе приемника контрольного полукомп- лекта Uf 1,05-1,89 В.

В- передающем полукомплекте амплитуда результирующего сигнала находится все время выше зоны усиления приемника, поэтому приемник закрыт и не пропускает в орган сравнения фаз составляющую низкой частоты. При этом в сигнальном реле ток отсутствует, и контроль за состоянием высокочастотного канала не осуществляется.

В контрольном полукомплекте амплитуда биений занимает всю зону усиления приемников, поэтому в обмотке сигнального реле органа сравнения фаз протекает максимальный ток. Реле под действием тока находится в подтянутом положении и контролирует состояние высокочастотного канала.

При увеличении затухания высокочастотного канала до уставки ан 7 дБ напряжения сигналов, приходящих от дальних передатчиков на вход приемников, снижаются и составляют: сигнал от передаюн1,его конца на входе приемника контрольного полукомплекта (7 0,1 В, сигнал от контрольного конца на входе приемника передающего полукомплекта U 0,057 В.

Амплитуды результирующих сигналов с биениями на входе приемников снижаются и составляют для передающего полукомплекта Uf 2,59-2,7 В, т.е. остается выще

зоны усиления приемника (контроль за высокочастотным каналом при это.м отсутствует), для контрольного полукомплекта UP 1,37-1,57 В (при этом амплитуда биений уменьшается, занимая только часть зоны усиления приемника, ток в обмотке сигнального реле соответственно снижается до уставки срабатывания, реле отпадает и выдает сигнал о неисправности высокочастотного канала-).

При обрыве канала биения исчезают. Сигнал о неисправности высокочастотного канала выдаёт только контрольный конец. На передающем конце контроль за состоянием собственного приемопередатчика осуществляют дополнительным реле, включенным в выходную цепь приемника.

Таким образом, нредлагаемый способ позволяет осуществлять автоматический непрерывный контроль высокочастотного канала дифференциально-фазовой без применения дополнительных блоков контроля за счет только перевода приемопередатчиков на режим самоконтроля. Это позволяет снизить затраты на аппаратуру, наладку и обслуживание, повысить надежность.

30

Формула изобретения

5

Способ непрерывного автоматического контроля высокочастотного канала релейной защиты, заключающийся в том, что непрерывно носылают с обеих сторон липни од- ночастотными приемопередатчиками в высокочастотный канал имнульсы тока высокой частоты с пониженным уровнем, выделяют из результирующих высокочастотных и.мпуль- сов тока с биениями составляющую низкой частоты, при снижении которой ниже поро0 гового значения формируют сигнал о неисправном состоянии высокочастотного канала, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, выделяют в органе сравнения фаз из указанных результирующих высокочастотных импульсов тока составля5 юц-1ую с амплитудой, ограниченной порогом чувствительности и порогом запирания приемника.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам ненре- рывного автоматического контроля высокочастотного канала релейной заиинты, например дифференциально-фазовой, ванной приемопередатчиками, работаюни1ми на одной кварцевой частоте. Целью изобретения является повышение надежности непрерывного автоматического контроля высокочастотного канала релейной защиты. Цель достигается тем, что на входе органа сравнения фаз из результирующих высокочастотных импульсов тока с биениями выделяют составляющую низкой частоты. Амплитуда указанной составляюп1,ей ограничивается порогом чувствительности и порогом запирания приемника. 2 ил. S (Л со о N3 СО О5 ел

21