Устройство для резервной токовой защиты тупиковой линии с ответвлениями от междуфазного короткого замыкания Советский патент 1987 года по МПК H02H3/08 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может найти применение для защиты тупиковой линии с ответвлениями от междуфазных коротких замыканий, возникших на самой линии или за трансформаторами ответвлений.

Цель изобретения - повышение чувствительности устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - то же, при применении устройства на нереактированных линиях.

Устройство содержит линейный преобразователь 1 тока в напряжение постоянного тока, многоразрядный аналого-цифровой преобразователь 2, вычи- татель 3, регистр 4 сдвига, блок 5 сравнения, блок 6 уставки, первый 7 и второй 8 элементы ИЛИ-НЕ, первый - четвертый элементы ВРЕМЯ соответственно 9-12, первьш - третий элементы И соответств енно .13-15, элемент ПАМЯТЬ 16, генератор 17 тактовых импульсов, исполнительный орган 18, выключатель 19 линии, преобразователь 20 напряжения в напряжение переменного тока, усилитель-ограничитель 21 фильтр 22 низкой частоты, преобразователь 23 реактивной составляющей тока, линейный преобразователь 24 тока в напряжение переменного тока.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме ток поступает на вход линейного преобразователя 1 тока в напряжение постоянного тока I С его выхода сигнал, пропорциональный току линии, поступает в аналого- цифровой преобразователь 2. Сигнал, отображающий величину тока 1. тек в цифровом коде, с выходов преобразователя 2 поступает на вход вычитате- ля 3 и на вход регистра 4 сдвига, выход которого подключен к второму входу вычитателя 3. Многоразрядный регистр 4 сдвига по тактовым импульсам осуществляет запись выборки на входе и сдвиг -ранее записанных. На выходе регистра 4 сдвига в каждый момент времени появляется выборка, соответствующая предшествующему току

линии п тактов I reic-I лред

назад.

Причем t j-t j.,T гти, где Тгти - время, равное периоду им

5

0

5

0

35

40

45

Б О

55

пульсов генератора 17 тактовых им- пульс ов. Величина приращения тока линии в каждый момент времени сравнивается с уставкой, выставленной в блоке 6 уставки, в блоке 5 сравнения. В нормальном режиме возможны незна - чительные приращений тока, которые меньше уставки, и устройство не срабатывает.

На выходе блока 5 сравнения сигнал исчезает, когда величина приращения тока становится равной или больше уставки. Тогда на выходе первого элемента ИЛИ-НЕ 7 появляется сигнал, который поступает на первый.элемент ВРЕМЯ 9 и на первый вход первого элемента И 13, на втором входе которого уже присутствует сигнал, поступающий от второго элемента ВРЕМЯ 10. Поэтому сигнал от первого элемента И 13 поступает на третий вход второго элемента ИЛИ-НЕ 8, который инвертируется. От нулевого сигнала на втором входе третьего элемента И 15 на его .выходе устанавливается нулевое состояние , и импульры генератора 17 тактовых импульсов не поступают на синхронизирующий вход регистра 4 сдвига. На выходе последних остается сигнал, которьй присутствовал в момент t, предшествующий возникновению достаточного приращения тока, для срабатывания схемы сравнения. Если это приращение возникло в результате само- запуска нагрузки линии, ток быстро уменьшается, результирующее приращение между текущи 4 током и током, который был в момент t, становится меньше уставки, на втором входе третьего элемента И 15 появляется единичный сигнал и на выходе регистра 4 сдвига через п импульсов генератора 1 7 тактовых импульсов появляется сигнал, пропорциональный новому текущему значению тока. Устройство не срабатывает, так как ,, где t, - время работы первого элемента ВРЕМЯ 9;

время самозапуска нагрузки линии;

времяj в течение которого регистр 4 сдвига полностью обновляет свою информацию; время запаса.

злп

П Т

гти

ut, Если

t nc3 tj n+n

гтн

то

t; tnc3- - it,.

где tj,j,j - время работы последней

ступени основной защиты линии.

Если приращение тока возникло от короткого замыкания за трансформатором ответвления, приращение тока больше уставки. Поэтому регистр 4 сдвига запоминает ток доаварийного режима. Через время t первьй эле- мент ВРЕМЯ 9 подает сигнал исполнительному органу 18 на отключение выключателя 1 9.

При выявлении короткого замыкания импульсный сигнал от отключения лини от защиты (основной или резервной) поступает на информационный вход элемента ПАМЯТЬ 16, к рторый за счет третьего элемента ВРЕМЯ 11, устанавливается в единичное состояние на время

где - время работы цикла АПВ;

ut - время запаса.

Поэтому ток доаварийного режима запоминается на время t. При включении линии от АПВ сигнал о действии АПВ поступает от указательного реле срабатывания АПВ на четвертый элемен ВРЕМЯ 12 и второй элемент И 14, действия которых обеспечивают запоминание доаварийного тока еще на время

t.,t,+dt,.

Если после АПВ короткое замыкание отсутствует, разность на выходе вычи тателя 3 становится равной нулю (или будет по крайней мере меньше уставки а самозапуск нагрузки заканчивается до окончания работы первого элемента

ВРЕМЯ 9, поэтому устройство не сраба-°40 ка сигнал постоянного тока пропорцитывает на отключение выключателя 19.

Если после АПВ короткое замыкание не устранилось, разность на выходе вычитателя 3 становится больше уставки и через время t , исполнительный, орган 18 подает сигнал на отключение линии.

При включении линии, находившейся в ремонте, приращение тока может стать больше уставки за счет того, что подключена вся нагрузка. Чтобы устройство не сработало, сигнал о включении линии от ключа задерживает ся на втором элементе ВРЕМЯ 10 на время

выхода первого элемента И 13 не

поступает сигнал на запоминание тока соответствующего отключенному состоя

361668

нию линии

g 10и 15 20

т т.е. , и через время п-Тгты выходе вычитателя 3 будет приращение, меньшее уставки, в результате на первый вход первого элемента И 13 поступает нулевой сигнал, а еще через определенное время на второй вход поступает единичный сигнал и разрешает фиксировать приращения, большие уставки.

Минимальный ток короткого замыкания, на который реагирует устройство, равен

«нн 1 макс .3 Ко - - н.бА

где KQ - коэффициент, К ;

к..к.

К

оэв

К

отс

к. .,

со25

30

отс 4

коэффициенты ответственно возврата, от- стройки и чувствительности;ток от включенИ Я нагруженного трансформатора с наибольшей мощностью на данной линии, ,не зависит от максимального рабо, макс н.ед.

чего тока линии I

макс к. /

На нереактированных линиях с помощью преобразователя 20 напряжения в напряжение переменного тока, усили- теля-ограничителя 21, фильтра 22 низкой частоты синусоидальный сигнал напряжения фазы стабилизируется по амплитуде, поэтому на выходе преобразователя 23 реактивной составляющей тоонален реактивной составляющей тока линии.

При использовании устройства на нереактированных линиях оно более

мин

чувствительно к I

KB

так как реаги 0,3; где I/

рует на приращение реактивной составляющей тока

sin If

МЧХС

н.ел

при sin 1/

0,3; где I/

н.ед

- угол между векторами ток

и напряжения.

Таким образом, устройство реаги- ру ет на токи короткого замыкания, значительно меньшие тока максимальной нагрузки линии и правильно работает в циклах АПВ, чувс,твительцо ть

его выше чувствительности известного устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для резервной токовой защиты тупиковой линии с ответвлениями от междуфазного короткого за к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, к второму входу которого подключены последовательно соединенные реле положения Отключено и элемент ПАМЯТЬ, выход которого соединен с входом третьего элемента ВРЕМЯ, выход последмыканйя, содержащее линейный преобра- ю него соединен с вторым входом элемен

зователь тока измерительного органа первой фазы, вход которого предназначен для подключения к вторичной обмотке трансформатора тока первой фазы, первый элемент ВРЕМЯ, последовательно соединенные контакт Включение ключа управления выключателя линии, второй элемент ВРЕМЯ и первый элемент И, реле положения Отключено, элемент ПАМЯТЬ и третий элемент ВРЕМЯ, указательное реле срабатывания АПВ, четвертьш элемент ВРЕМЯ, выход которого соединен с инвертирующи входом второго элемента И, третий элемент И, последовательно соединенные исполнительный орган и выключатель линии, отличающееся тем, что, с целью повьшения чувствительности, в него дополнительно введены два элемента ИЛИ-НЕ, генератор тактовых импульсов и блок уставки, при этом измерительный орган первой фазы выполнен и виде последовательно соединенных указанного линейного преобразователя тока, многоразрядного аналого-цифрового преобразователя, вычитателя, блока сравнения, между выходом многоразрядного аналого-цифрового преобразователя и вторым входом вычитателя включен регистр сдвига, причем выход блока устав Ки подключен к второму входу блока: сравнения, выход которого через последовательно соединенные первый элемент ИЛИ-НЕ и перйый элемент ВРЕМЯ соединен с исполнительным органом, выход (первого элемента ИЛИ-НЕ подключен

к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, к второму входу которого подключены последовательно соединенные реле положения Отключено и элемент ПАМЯТЬ, выход которого соединен с входом третьего элемента ВРЕМЯ, выход послед5

5

та ПАМЯТЬ, выход указательного реле срабатывания АПВ подключен к входу четвертого элемента ВРЕМЯ и к второму входу второго элемента И, выход последнего соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ-НЕ, выход КОТОРОГО соединен с первым входом третьего элемента И, к. второму входу которого подключен генератор тактовых импульсов, а выход подсоединен к второму входу регистра сдвига, выход генератора тактовых импульсов подключен к второму входу многоразрядного аналого-цифрового преобразователя, выход блока уставки, входы первого элемента ИЛИ-НЕ, второй вход регистра сдвига и выход генератора тактовых, импульсов подключены к измерительным органам других фаз.

2. Устройство по п. 1, о т л и- чающееся тем, что, с целью повьшения чувствительности на нереак- тированных линиях, в измерительный орган фазы дополнительно введены пре- образователь напряжения, вход которого предназначен для подключения к вторичной обмотке трансформатора напряжения первой фазы, а выход через последовательно соединённые усилитель-ограничитель и фильтр низкой частоты подключен к первому входу преобразователя реактивной составляющей тока, к второму входу которого подключен линейный преобразователь тока, выход соединен с многоразрядным аналого-цифровым преобразователем.

0

0

5

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите. Цель изобретения - повышение чувствительности. При возникновении приращения тока при коротком замыкании за трансформатором ответвления, которое превышает уставку блока уставки 6 через время t, перйый элемент ВРЕМЯ 9 подает сигнал исполнительному органу 18 на отключение выключателя 19. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с (О от нантаита , вкмечен1/е fjtfovo упрааамия дынлючателя К измерагг ельнын (уеанан yet/jf ау (Л tf J(/Affefwme/n - ныи ацпам фозлА , измгритемни i 01комам Шейх w измеоитмонь oKOffOff ухгз со сг О5 о: СХ) fvt.i

Составитель Л.Куликова Редактор И.Горная Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова

Заказ 6300/54 Тираж 618Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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