Устройство ступенчатой релейной защиты Советский патент 1992 года по МПК H02H3/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и предназначено для использования в качестве устройства релейной защиты энергообьек- тов.

Известны в практике релейной защиты линий электропередач ступенчатые устройства. В составе каждой из ступеней предусмотрены измерительный орган (ИО) и орган выдержки времени (ОВВ). При этом ступени отличаются как параметрами ИО, так и уставками ОВВ, ИО с большей зоной действия соответствует ОВВ с большими уставками.

Применение ступенчатых устройств, позволяя согласовывать параметры устройств релейной защиты совместно включенных энергообьектов, обеспечивает возможность дальнего резервирования защитной аппаратуры. Для правильного функционирования выбор ступени селективности по времени At ступенчатых защит осуществляется следующим образом1

tn tb(n-t) + t3{n 1) + ty n + tn n + )

где Atn - ступень селективности п-й ступени;

vj

N

ю

о

О

te(n-l) - время действия выключателя предыдущего (п-1)-го участка;

ts(n-i) - возможное у защиты (п-1)-го участка замедление в срабатывании по сравнению с расчетным временем (положительная погрешность);

ty,n - возможное, у защиты n-го участка ускорение в срабатывании по сравнению с расчетным временем (отрицательная погрешность);

т.и,п - инерционная ошибка защиты п-го участка, учитывающая возможность срабатывания защиты после отключения внешнего tutsan - время запаса.

Времена т.з(п-1), ty,n в значительной мере зависят от различия времени срабатывания измерительных органов защит и имеют тенденцию к увеличению при снижении быстродействия указанных органов. Для защит со сравнительно медленно действующими измерительными органами сумма времени t3(n-i), ty.n может достигать (0,3-0,5) Д tn.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство трехступенчатой дистанционной защиты, которое содержит измерительные органы, по три реле сопротивления в каждой ступени и быстродействующий пусковой орган (ПО), входящий в состав блокировки при качаниях. Выходы измерительных органов каждой ступени и пускового органа блокировки при качаниях подключены к логическим блокам ступеней, которые через соответствующие органы выдержки времени воздействуют на исполнительные блоки защиты. Логические блоки ступеней выполнены так, что их переключение, обеспечивающее запуск органов выдержки времени, происходит только при срабатывании измерительных органов. По этой причине разброс во временах срабатывания измерительных органов будет приводить к разбросу времени срабатывания защиты, увеличивая времена t3(n-i), ty.n и ступень селективности At. Последнее обуславливает увеличение уставок органов выдержки времени и, следовательно, ухудшение технического совершенства защиты.

Целью изобретения является повышение быстродействия путем уменьшения времени ступеней селективности.

На фиг,1 приведена структурная схема одной ступени защиты; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие функционирование этой ступени.

Устройство ступенчатой защиты содержит измерительный орган (НО) 1, пусковой орган (ПО) 2, элемент НЕ 4, элемент И 5,

одновибратор 6, элемент ИЛИ 7, орган 8 выдержки времени (ОВВ), элемент И 9, исполнительный блок 10,

Выходы ИО 1 и ПО 2 устройства подключены к входам логического блока 3, выход которого соединен с входами элемента ИЛИ 7 и элемента НЕ 4. Логический блок 3 задает условия срабатывания защиты. В простейшем случае логический блок 3 может пред0 ставлять собой схему И. В тех случаях, когда срабатывание ПО или ИО может носить кратковременный, неустойчивый характер, логический блок включает в свой состав триггеры, расширители импульсов и другие

5 логические элементы. К второму входу элемента ИЛИ 7 подключен выход одновибра- тора б, вход которого соединен с выходом элемента И 5. Первый вход элемента И 5 через элемент НЕ 4 подключен к выходу

0 логического блока 3, а второй вход элемента И 5 соединен с выходом ПО 2. Выход элемента ИЛИ 7 подключен к входу ОВВ 8, выход которого соединен с вторым входом элемента И 9. Первый вход элемента И 9

5 связан с выходом измерительного органа 1, а выход элемента И 9 - с входом исполнительного блока 10.

На фиг.2 приведены диаграммы: срабатывание измерительного органа - кривая

0 11, пускового - кривая 12, логического блока - кривая 13, элемента НЕ - кривая 14, элемента И - кривая 15, одновибратора - кривая 16, элемента ИЛИ - кривая 17, органа выдержки времени - кривая 18, второго

5 элемента И - кривая 19, исполнительного блок - кривая 20. На фиг.З - те же временные диаграммы для режима, когда срабатывает пусковой орган 2 (кривая 12) и не срабатывает измерительный орган (кривая

0 11).

Устройство работает следующим образом,

В нормальном режиме работы защищаемого энергообъекта ИО и ПО находятся

5 в состоянии1 несрабатывания, что обуславливает пребывание в состоянии несрабатывания и всех остальных каскадов устройства.

В момент ti на защищаемом энергообъ0 екте возникает повреждение, обуславливающее срабатывание как ИО 1 (кривая 11), так и ПО 2 (кривая 12), (фиг.2), но вследствие более высокого быстродействия ПО 2 срабатывает (момент ta) раньше, чем ИО 1 (мо5 мент ta). Срабатывание ПО 2 приводит к появлению логических сигналов 1 на обоих входах элемента И 5 (кривая 15) и к его переключению. Отмеченное вызывает срабатывание одновибратора 6 (кривая 16), формирующего импульс заданной длительности Т0д t4 -12. Значение интервала Т0д выбирается из условий

(2) (3)

где АТмакс - максимальная возможная разновременность между моментами срабатывания ПО 2 и ИО 1;

Товв - выдержка времени ОВВ 8.

В результате срабатывания одновибра- тора 6 на втором входе элемента ИЛИ 7 (кривая 17), а также на его выходе устанавливаются логические сигналы 1, ОВВ 8 (кривая 18) начинает набирать выдержку времени.

В момент т.3 срабатывает ИО 1 (кривая 11), что, учитывая ранее происшедшее срабатывание ПО 2, приводит к переключению логического блока 3 и к появлению на выхо- де блока 3 логического сигнала 1, а на выходе элемента Н Е 4 - логического сигнала О, Последнее обеспечивает возврат элемента И 5, исключая тем самым возможность последующего срабатывания одновибратора 6. В момент т.4одновибратор 6 возвратится, однако вследствие пребывания в состоянии срабатывания логического блока 3 на первый вход элемента ИЛИ 7 будет поступать логический сигнал 1 и возврата указанного элемента не произойдет. По этой причине ОВВ 8 продолжит набирать свою выдержку времени и в момент ts сработает. На обоих входах элемента И 9 установятся логические сигналы 1, и он переключится. Отмеченное вызовет переключение исполнительного блока 10(кривая 20), который сформирует выходной сигнал устройства.

Если же имеет место режим, при кото- ром срабатывает только ПО 2 и не срабатывает ИО 1 (фиг.З), то срабатывание устройства исключается вследствие того, что одновиоратор Ь и элемент ИЛИ 7 пребывают в состоянии срабатывания только в тече- ние интервала ta-ti Т0д. А этого, как следует из условия (3), недостаточно для срабатывания ОВВ 8. Описанное решение предотвратит срабатывание устройства и в случае, когда срабатывание ПО 2 будет сопровож- даться кратковременным, например, ввиду воздействия помех срабатыванием ИО 1. Указанное вызвано тем, что даже при наиболее благоприятном сочетании моментов срабатывания ИО 1 и ПО 2 требуемая для срабатывания устройства длительность

пребывания в состоянии срабатывания ИО 1 составляет

Ттр ТоВВ - Т0д.

Связь между выходом ИО 1 и входом элемента И 9 исключает возможность срабатывания устройства в неаварийных режимах, когда ПО 2 в течение ограниченного интервала времени несколько раз переходит из состояния несрабатывания в состояние срабатывания.

Таким образом, при возникновении требования к срабатыванию устройства запуск ОВВ 8 происходит при срабатывании пускового, а не измерительного органа, как это происходит в известном устройстве. По этой причине время срабатывания устройства защиты будет определяться временем срабатывания ПО, а не ИО. Учитывая, что ПО характеризуется более высоким быстродействием и меньшими разбросами времени срабатывания, чем ИО, отмеченное позволяет уменьшить разбросы времени срабатывания ступеней устройства защиты и, следовательно, сократить ступени селективности по времени защит. Наряду с этим для срабатывания устройства требуется сравнительно длительное срабатывание измерительного органа, вследствие чего использование описанного решения практически не снижает устойчивость функционирования устройства защиты.

Формула изобретения Устройство ступенчатой релейной защиты, содержащее пусковой и измерительные органы по числу ступеней, выходы которых соединены с входами логического блока, и исполнительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия путем уменьшения времени ступеней селективности, дополнительно введены в каждой ступени одновибратор, элементы И, НЕ, ИЛИ, при этом вход исполнительного блока ступени подключен к выходу первого элемента И, один вход которого соединен с выходом измерительного органа, а другой - с выходом органа выдержки времени ступени, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, один из входов которого соединен с выходом логического блока ступени, а другой - с выходом одно- вибратора, вход которого подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу пускового органа, а второй через элемент НЕ соединен с выходом логического блока ступени

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и предназначено для использования в качестве устройства релейной защиты энергообъектов. Цель изобретения - повышение быстродействия путем уменьшения времени ступеней селективности. Устройство ступенчатой релейной защиты содержит пусковой орган, измерительные органы и органы выдержки времени отдельных ступеней, исполнительные блоки, а также логические блоки ступеней, к входам каждого из которых подключены выход пускового органа и выход измерительного органа соответствующей ступени Вход исполнительного блока ступени подключается к выходу дополнительного введенного элемента И, один вход которого соединен с выходом измерительного органа ступени, а другой вход - с выходом органа выдержки времени ступени На входе органа выдержки времени ступени дополнительно устанавливается элемент ИЛИ, один из входов которого соединен с выходом логического блока ступени, а другой - с выходом дополнительно введенного одновибратора. Вход одновибратора подключен к выходу элемента И, один из входов которого соединен с выходом пускового органа, а другой - через элемент НЕ с выходом логического блока ступени 3 ил (Л С