УСТРОЙСТВО для ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ линии Советский патент 1969 года по МПК H02H7/26 H02H3/38 

Изобретение бтносйтся к дистанционным защитам линий переменного тока, основанным на сравнении двух величин.

Сиособ действия защитных устройств до настоящего времени онределялся синусоидальйыми величинами (напряжения, тока), тогда как нри Бозяикновении иовреждення следует учитывать апериодический переходный режим, обычно создающийся в этот момент. Это вызывает трудности при создании дистанционных защитных устройств с очень коротким временем действия.

Цель изобретения - создание защитного устройства, работа которого не зависит от формы переходных сигналов, вызываемых возникшим повреждением.

С целью обеспечения селективности и. быстродействия работы защиты фиксируют момент, когда мгновенная электрическая величина, пропорциональная току повреждения, становится нулевой, и в этот момент формируют сигнал, который иснользуют для пуска схемы сравнения знаков двух мгновенных напряжений, одно из которых пропорционально току повреждения, второе - пропорционально иаиряжению в начале линии либо напряжению, являющемуся результатом вычитания из напряжения в начале линии дополнительного напряжения, пропорционального току повреждения, а выходной сигнал, зависящий от требуемого соотнощения знаков сравниваемых напрял ений, усиливается и воздействует на отключающее устройство; для этого к вторичной обмотке трансформатора тока присоединены эталонные сопротивления, к одному из которых подключен «мпульсный генератор, фиксирующий момент прохождения через нуль напряжения, пропорционального току повреждения, к двум другим эталонным сопротивлениям и трансформатору напрял ;ения подключен блок сравнения знаков мгновенных величин, пропорциональных току повреждения и напряжению в начале линии. Указанный блок сравнения соединен с импульсным генератором, который формирует сигнал запуска этого блока, и с моностабильным усилителем, подающим сигнал на отключение линии при получении импульса заранее заданной полярности. Для получения на входах импульсного генератора и блока сравнения величин, пропорциональных току .повреждения и напряжению в начале линии, применены три эталонных сопротивления, состоящих из последовательно соединенных активного сопротивления и катушки взаимоиндукции, включенных в цепь вторичной обмотки трансформатора тока, причем вторичная обмотка катушки взаимоиндукции первого эталонного сопротивления, соединенная последовательно с вторичной обмоткой указанного трансформатора напряжения, п

выходной зажим первого эталонного сопротивления присоединены « одному из -входов указанного блока сравнения. К другому входу того же блока 1нри:соединены вторичная обмотка катушки взаимоиндукции и выходной залшм второго эталонного сопротивления, а вторичная обмотка катушки взаимоиндукции и выходной зажим третьего эталонного сопротивления |Присоеди1нены к зажимам импульслого генератора.

Для заш;иты от мелсдуфазных повреждений путем измерения индуктивного сопротивления до места повреждения в цепь вторичной обмотки трансформатора тока включены этало.нные соиротивления, состоящие из последовательно соединенных катушки взаимоиндукции и активного сопротивления, причем импульсный генератор своими зажимами включен параллельно указанному сопротивлению, один из входов блока сравнения подсоединен ко вторичной обмотке катушки взаимоиндукции, другой вход - к последовательно соединенным вторичной обмотки катушки взаимоиндукции и вторичной обмотке трансформатора напрял ения.

Чтобы получить функциональную характеристику в форме замкнутой поверхности, в линию параллельно включены четыре трансформатора напряжения и применены четыре блока сравнения, аналогичных вышеуказанному. К одному из входов этих блоков подсоединены вторичные обмотки трансформаторов напряжения, включенные Последовательно с эталонными сопротивлениями, к другим входам этих же блоков подключено общее эталонное сопротивление, с которого снимается напряжение, пропорциональное току -повреждения, причем каждая пара указанных блоков сравнения присоединена к одному из двух импульсных генераторов, подключенных к эталонным сопротивлениям, с которых снимается напряжение, пропорциональное току повреждения.

Для защиты многофазной линии в каждой фазе линии установлен трансформатор тока. Вторичные обмотки трансформаторов тока незащищендых фаз параллельно соединены со вторичной обмоткой трансформатора питания имнульоного генератора и одной из первичных обмоток промежуточного трансформатора, соединенными последовательно. К вторичной обмотке трансформатора тока защищаемой фазы последовательно подключена другая первичная обмотка промежуточного трансформатора, а вторичная обмотка промежуточного трансформатора соединена с цепью, включающей в себя эталонные сопротивления, напряжения с которых, как и напряжение от трансформатора напряжения, соединенного с защищаемой фазой, подаются на блок сравнения.

На фиг. 1 дана блок-схема устройства, на которой можно сравнивать сопротивление линии с опорным сопротивлением при повреждении между фазами; на фиг. 2 - индуктивность линии, сравниваемая с опорной индуктивностью при поврелсдениях между фазами;

на фиг. 3 - блок-схема устройства с характеристикой в форме за.мкнутой поверхности; на фиг. 4 - блок-схема устройства защиты для многофазной линии.

На линии / установлен трансформатор тока 2. Вторичная обмотка трансформатора тока питает три эталонных сопротивления 3, 4, 5, соединенных последовательно и состоящих из активного сопротивления (соответственно

6, 7, 8) и обмотки взаимоиндукции 9, 10, 11. Вторичная обмотка трансформатора напрял ения 12 соединена последовательно с обмоткой катушки взаимоиндукции 9, с сопротивлением 6 и подключена к входным зажимам органа сравнения 13.

К другим входным зажимам органа сравнения 13 подключены обмотка катущки взаимоиндукции 10 и сопротивление 7. Обмотка катушки взаимоиндукции 11 и сопротивление

8 подключены к залсимам импульсного генератора 14, который вырабатывает кратковременные импульсы во время падения до нуля подводимого к его зажимам напряжения. Импульсный генератор 14 соединен с органом сравнения 13. При совпадении полярностей напрял ений на входных зажимах органа сравнения 13 и при получении им импульса от импульсного генератора 14 на выходе органа сравнения появляется сигнал. Выход

органа сравнения соединен через моностабильный усилитель 15 с отключающим устройством 16.

На фиг. 2 вариант, в котором приняты те обозначения, что и на фиг. 1. Вторичная

обмотка трансформатора тока 2 соединена с

эталонным сопротивлением 3, включающим

в себя обмотку взаимоиндукции 9 и активное

сопротивление 6.

Вторичная обмотка трансформатора напрЯ

жения 12 соединена последовательно со вторичной обмоткой взаимоиндукции 9 и подключена к одним из зажимов органа сравнения так, чтобы напряжение на зажимах было равно разности подводимых напряжений.

Вторичная обмотка взаимоиндукции 9 подключена к другим входным зажимам органа сравнения 13. Вход импульсного генератора 14 включен параллельно с сопротивлением 6, а его выход соединен с блоком сравнения 13.

В соответствии с такой схемой как бы ни проявлялся закон изменения тока и напряжения в течение переходного режима, устройство но фиг. 2 позволяет найти место повреждения.

Расстояние до повреждения определяется исключительно значением реактивного сопротивления или индуктивностью новреледенного участка и не зависит от сопротивления. Это определение достигается при первом падении тока

до нуля в поврелоденном участке и не зависит от переходного режима.

На фиг. 3 приняты те же условные обозначения, что и на фиг. 2. На ней приведен пример Исполнения устройства, при котором молсной со всех сторон поверхности в форме параллелограмма, что необходимо для линий большой протяженности и с большой активной яагрузкой.

На линии / установлен трансформатор тока 2, к которому подключены эталонные сопротивления 3, 4, 5, Соединенные последовательно, и четыре трансформатора напряжения 12. Одни Входные зажимы блоков сравнения соединены со вторичной обмоткой трансформатора напряжения 12 и вторичными обмотками взаимоиндукции 9 и активными сопротивлениями 6, другие входные зажимы - с эталонными сопротивлениями 4.

Блоки сравнения 13 через моностабильные усилители /5 и каскадные реверсоры П подключены к выходному органу логической схемы 18, производящему отключение линии при совпадении сигналов со .всех четырех моностабильных усилителей.

На фиг. 4 - пример исполнения блок-схемы устройства, при котором обеспечивается заш;ита линии от замыкания фазы на землю измерением расстояния между замыканием и пунктом, где установлено заш;итное устройство, независимо от сопротивления замыкания.

Первичные обмотки трансформаторов тока 2 соединены соответственно с фазами а, б, с заш,иш,аемой линии.

19 - промежуточный трансформатор с двумя первичными обмотками. Одна из них соединена .последовательно со вторичной обмоткой трансформатора тока 2 фазы а. Вторичные обмотки трансформатора тока фаз b и с соединены параллельно. Между их двумя .общими точками подключены последовательно первичная обмотка трансформатора тока 20 и вторая первичная обмотка трансформатора 19.

Ко вторичной обмотке трансформатора 20, у которой отношение преобразования равно 1/3, подключена первичная обмотка взашмоиндукции // и цепь имиульсного генератора 14. Вторичная обмотка трансформатора 19 соединена с зажимами цепи, в которой последовательно включены сопротивление 6, обмотка 9 и вторичная обмотка взаимоиндукции 11. Эта цепь подводится к входным зажимам блока сравнения 13.

Первичная обмотка трансформатора напряжения 12 соединена между землей и фазой, а вторичная обмотка находится в последовательном соединении с сопротивлением 6, обмоткой 9, вторичной обмоткой -взаимоиндукции //, подключенной к блоку сравнения 13 .

Приведенное устройство относится к измерению расстояния при замыкании фазы а. Подобные же устройства предусмотрены и для фаз бис.

В трехфазной систе.ме элементы, питаемые однополярнЫхМ током, как например от импульсного генератора 14, могут быть общими для трех устройств.

дуктивность в качестве «эталона сопротивления или индуктивности какой-то длины линии.

Предмет изобретен1 я

1.Устройство для дистанционной защиты линий электропередач, основанное на сравнении двух электрических величин, содержащее трансформаторы тока, трансформаторы

напрял ения, блок сравнения двух электрических величин, отличающееся тем, что, с целью обеспечения селективности и быстродействия работы защиты, к вторичной обмотке трансформатора тока присоединены эталонные сопротивления, к одному из которых подключен импульсный генератор, фиксирующий момент прохождения через нуль напряжения, пропорционального току повреждения, к двум другим эталонным сопротивлениям и трансформатору

напряжения подключен блок сравнения знаков мгновенных величин, пропорциональных току повреждения и напряжению в начале линии, причем указанный блок сравнения соединен с импульсным генератором, который формирует

сигнал запуска этого блока, и с моностабильным усилителем, подающим сигнал на отключение линии при получении импульса заранее заданной полярности.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для получения на в.ходах илшульсного генератора и блока сравнения величин, пропорциональных току повреждения и напрялсению -в начале линии, применены три эталонных сопротивления, состоящих из последовательно

соединенных активного сопротивления и катушки взаимоиндукции, включенных в цепь вторичной обмотки трансформатора тока, причем вторичная обмотка катушки взаимоиндукции первого эталонного сопротивления, соединенная последовательно со вторичной обмоткой указанного трансформатора напряжения, и выходной зажпм первого эталонного сопротивления присоединены к одному из входов указанного блока сравнения, к другому входу

того же блока присоединены вторичная обмотка катушки взаимоиндукции и выходной зажим второго эталонного сопротивления, а вторичная обмотка катуилки взаимоиндукции и выходной зажим третьего эталонного сопротивления присоединены к зажимам импульсного генератора.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью защиты от междуфазных повреждений путем измерения индуктивного сопротивления до места повреждения, в цепь вторичной обмотки трансформатора тока включены эталонные сопротивления, состоящие из последовательно соединенных катушки взаимоиндукции и активного сопротивления, причем

импульсный генератор своими зажимами включен параллельно указанному сопротивлению, один из входов блока сравнения подсоединен к вторичной обмотке катушки взаимоиндукции, другой вход - к последовательно

моиндукции и вторичной обмотке трансформатора напряжения.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью получения функциональной характеристики в форме замкнутой поверхности, в линию лараллельно включены четыре траясформатора напряжения и npHMeHeHO четыре блока сравнения, аналогичных вышеуказанному, к одному из входов этих блоков подсоединены вторичные обмотки трансформаторов напряжения, включенные последовательно с эта лонными сопротивлениями, к другим входам этих лее блоков подключено общее эталонное сопротивление, с которого снимается иаиряжение, пропорциональное току повреждения, причем каждая пара указанных блоков сравнения присоединена к одному из двух импульсных генераторов, -подключенных к эталонным сопротивлениям, с которых снимается напряжение, пропорциональное току повреждения.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью возможности использования для защиты многофазной линии, в каждой фазе линии установлен трансформатор тока; вторичные обмотки трансформаторов тока незащищенных фаз параллельно соединены со вторичной обмоткой трансформатора тока защищаемой фазы, первичной обмоткой трансформатора питания импульсного генератора и одной из первичных обмото1К промежуточного трансформатора, соединенными последовательно; к вторичной обмотке трансформатора тока защищаемой фазы последовательно подключена другая первичная обмотка промежуточного

трансформатора, а вторичная обмотка промежуточного трансформатора соединена с цепью, включающей эталонные сопротивления, напряжения с которых, как и напряжение от трансформатора напряжения, соединенного с защищаемой фазой, подается на блок сравнения.

I .