Измерительно-логический блок для направленной защиты с высокочастотной блокировкой линии электропередачи Советский патент 1993 года по МПК H02H7/26 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите линий электропередач.

Целью изобретения является повышение устойчивости функционирования устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства, где 1 - блок формирования величин тока (БФ), 2 - блоки формирования величин напряжения (БФ). 3 - блоки сравнения электрических величин (БС) на отключение и блокировку, 4 - канал отключения, 5 - канал блокировки. 6 - элемент И, 7 - блоки частотных фильтров (БЧФ), 8 - трехфазный двухполупериодный реагирующий орган (РО).

Входы блоков формирования величин тока 1 и напряжения 2 предназначены для подключения к датчикам симметричных составляющих тока и напряжения соответственно, а выходы соединены с блоками сравнения 3. входы которых на блокировку и отключение соединены соответственно с входом канала блокировки 5 и с одним входом элемента И 6, выход которого соединен с входом канала отключения 4, выход которого предназначен для подключения к цепям отключения, а запрещающий вход предназначен для подключения к ВЧА, другой вход элемента И 6 соединен с выходом трехфазного двухполупериодного реагирующего органа 8, три входа которого соединены с выходами блоков частотных

00

ю

N О

о о

фильтров 7. входы которых соединены с соответствующими выходами блоков формирования электрических величин тока 1, выход канала блокировки 5 предназначен для подключения к цепям пуска высокой частоты.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном нагрузочном режиме работы линии электропередачи на выходе датчиков симметричных составляющих тока и напряжения присутствуют небалансы, от которых отстроены БСЗ. Устройство не работает.

При внутреннем несимметричном КЗ на выходе датчиков симметричных составляющих появляются симметричные звезды токов IA, IB, 1с и напряжения UA, UB, Uc, которые подаются на соответствующие блоки формирования величин тока 1 и напряжения 2.

В блоках формирования электрических величин тока 1 и напряжения 2 происходит преобразование величин. Например, компенсация емкостного тока ВЛ, компенсация падения напряжения на ВЛ. Кроме того, указанные блоки содержат частотные фильтры, необходимые для подавления гармонических составляющих переходного процесса.

Одноименные напряжения с выходов блоков формирования величин тока 1 и напряжения 2 kiUA и k2lA. kiUs и kala, kiUc и k2lc подаются на входы блоков сравнения 3. В блоках сравнения 3 происходит пофазное сравнение знаков входных величин. При длительности совпадения знаков (сравниваемых величин ST/2) на выходе блока сравнения 3 на отключение появляется постоянный сигнал.

В блоках частотных фипьтров 7, куда поступают сигналы с датчиков величин тока 1, происходит дополнительное подавление гармонических составляющих переходного процесса. Сигналы с блоков частотных фильтров 7 поступают на вход РО 8, напряжение Us на выходе которого при срабатывании представляет постоянный сигнал.

При наличии сигналов на выходе блока сравнения 3 на отключение и реагирующего органа 8 на выходе элемента И 6 появится постоянный сигнал, который поступает в канал отключения 4, а с его выхода - в цепь отключения.

При внешних несимметричных КЗ в устройстве, ближнем к месту КЗ, появляется сигнал на выходе блока сравнения 3 на блокировку, который поступает на вход канала блокировки 5, а с его выхода - на пуск высокой частоты.

Для устройства, установленного на дальнем конце ВЛ, КЗ будет внутренним и устройство работает как описано выше, но, поскольку с противоположного конца посылается блокирующий сигнал высокой частоты, то с выхода ВЧ приемника поступает сигнал на запрещающий вход канала отключения 4. Защита блокируется и срабатывание не происходит.

При внешних и внутренних симметричных КЗ, начинающихся с предварительной несимметрии, работа устройства происходит аналогично.

При внешних симметричных повреждениях или коммутациях на длинных ВЛ СВН фазовые соотношения между свободными составляющими тока и напряжения в различных точках В Л зависят от параметров В Л и системы. На одном из неповрежденных

участков В Л свободные составляющие тока и напряжения могут иметь такие же направления, как и составляющие промышленной частоты при внутреннем повреждении. В этом случае от величин свободных составляющих на выходе блока сравнения 3 на отключение появится сигнала, но поскольку в блоках частотных фильтров 7 происходит требуемое подавление этих составляющих, то на выходе РО 8 сигнала не появляется. На

входе элемента И 6 присутствует только один сигнал, и поэтому сигнал в цепь отключения не поступает.

Следует особо рассмотреть случай внешнего симметричного КЗ, начинающегося с предварительной симметрии.

В этом случае, как описано выше, пускается ВЧ. Одновременно из-за предварительной несимметрии появляется сигнал на выходе РО 8. При переходе от предварительной несимметрии к симметричному КЗ начинается переходный процесс на ВЛ. Блок сравнения на отключение может сработать, и на входе канала отключения 4 появится сигнал. Но, поскольку в канале

. блокировки 5 имеется элемент выдержки времени на возврат, предназначенный для запоминания пуска ВЧ при исчезновении внешней несимметрии с целью отстройки от переходных процессов на ВЛ, переориентирующих защиту на отключение, на запреща- . ющем входе канала отключения 4 присутствует сигнал.

Ложное отключение линии электропе- редачи не происходит.

Величина выдержки времени на возврат в канале блокировки 5 должна превышать время выбросов выхода БС 3 на отключение. Достаточная величина времени запоминания порядка 20 мс.

Для нормального функционирования энергосистем время срабатывания устройства не должно превышать 20 мс. Время срабатывания предлагаемого устройства при соответствующей кратности входных величин в случае однофазного и междуфазного КЗ полностью удовлетворяет требованию нормального функционирования энергосистем.

Таким образом, устройство надежно работает при замыканиях на защищаемой ВЛ и надежно отстроено от составляющих переходного процесса тока и напряжения при внешних симметричных КЗ и коммутациях.

Формула изобретения

Измерительно-логический блок для направленной защиты с высокочастотной блокировкой линии электропередачи, содержащий пофазные блоки формирования тока и напряжения, входы которых предназначены для подключения к датчикам симметричных составляющих обоатной последовательности, блок сравнения тока и напряжения на отключение и блок сравнения тока и напряжения на блокировку, схемы отключения и блокировки, причем выходы пофазных блоков формирования тока и напряжения соединены с входами блока сравнения тока и напряу,°ния из стк/ю- чение и блока сравнения тока и направления на блокировку, выход блока сравнения тока и напряжения на блокировку соединен с входом схемы блокировки, выход которого предназначен для пуска высокой частоты, выход схемы отключения предназначен для подключения к цепям отключения выключателя, а запрещающий вход предназначен для подключения к выходу высокочастотного приемника, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости функционирования, дополнительно введены на каждую фазу блока час- тотных фильтров, трехфазный двухполупериодный реагирующий орган и элемент И, причем выходы блоков формирования величин тока через блоки частотных

фильтров соединены соответственно с тремя входами трехфазного двухполупериод- ного реагирующего органа, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения тока и напряжения на отключение, а выход элемента И соединен с входом схемы отклю ,снич.

Сущность изобретения состоит в том, что с помощью дополнительно введенных частотных фильтров и соответствующих соединений других элементов устройства произведена отстройка от свободных составляющих переходного процесса при внешних симметричных повреждениях и коммутациях на линиях электропередач большой продолжительности, исключающая ложную работу устройства. 1 ил. Ё