Устройство для дифференциально- фазовой защиты линии электропередачи Советский патент 1980 года по МПК H02H3/28 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано .цля защиты коротких линий электропередачи при их повреждении. Известно устройство продольной дифференциальной защиты линии электр передачи, содержащее установленные по концам линии полукомплекты и проводной канал связи flT Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее два установленных по концам линии полукомплекта, каждый из которых выполнен в виде преобразователя тока в напряжение, трех формирователей прямоугольных импульсов одинаковой амплитуды, четырех амплитудных селекторов с возрастающими порогами срабатывания элемента ИЛИ с тремя входами и исполнительного органа, причем входы преобразователей подключены к трансформаторам тока линии, а выход исполнительного органа подключен к цепям отключения выключателя линии, и приводной канал связи между комплектами. В качестве преобразователя трехфазной системы токов в однофазную .используются два фильтра токов прямой и обратной последовательностей, i Применение раздельного сравнения фаз токов прямой и обратной последовательностей при сохранении одной пары проводов позволяет за счет снижения погрешностей фильтров симметричных составляющих повысить селективность устройства. Кроме того, в устройстве имеется возможность устанавливать разную ширину зоны блокировки для токов прямой и обратной последовательностей, что способствует повышению его селективности L2j, Однако составляющие тока прямой последовательности на выходе фильтра обуславливают зависимость работы устройства защиты от токов погрузки, что приводит к снижению селективности устройства. Кроме того, фильтры, являясь инерционными звеньями, вносят заи едление в работу уст оЛства защиты. Цель изобретения - повмиение се/тективности и быстродействия известного устройства путем раздельного сравнения на фазе полных фазных токов, протекающих по концам линии. эта цель достигается тем, что в известном устройстве для продольной дифференциально-Фазной защиты линии

электропередачи, содержащем два установленных по концам линии полукомплекта, каждый из которых выполнен в виде преобразователя т-ока в напряжение, трех формирователей прямоугольных имйульсов одинаковой амплитулы, четырех амплитудных селекторов .с возрастающими порогами срабатывания элемента ИЛИ с тремя входами .и исполнительного органа, причем входы преобразователя подключены к трансформаторам тока линии а выход исполнительного органа подключен к цепям отключения выключателя линии, и проводной канал связи между полукомплектами, преобразователь выполнен однофазным в каждой фазе, а также дополнительно введены генератор тактовых импульсов, три элемента ИЛИ с двумя входами, шесть элементов И с двумя входами, три триггера и три счетчика импульсов, причем выход каждого из преобразователей подключен ко входу одного из формирователей прямоугольных импульсов, выход каждого из указанных формирователей подключен к первому входу первого, второго и третьего элементов И соответственно, выходы которых Через элемент ИЛИ с тремя входами подключены к проводному каналу связи последовательно с выходо генератора тактовых импульсов, установленном только в одном из полукомплектов, и последовательно с параллельно объединенными входами амплитудных селекторов, входы второго элемента ИЛИ подключены к выходам третьего и четвертого амплитудных селекторов, входы третьего элемента ИЛИ подключены к выходам второго и четвертого амплитудных селекторов, входы четвертого элемента ИЛИ подключены к выходам второго и третьег амплитудных селекторов, а выходы каждого из указанных элементов ИЛИ подключены к первым входам первого, второго и третьего триггеров соответственно, ко вторым входам которых подключены соответственно выходы второго, третьего и четвертого амг1литудиьлх селекторов, причем выходы первого, второго и третьего триггеров подключены ко вторым входам первого, второго и третьего элементов И и к первьол входам четвертого, пятого и шестого элементов И соответственно, а выход первого амплитудного селектора подключен ко вторым входам четвертого, пятого и шестого элементов И, выходы которьк подключены к счетным входам соответственно первого, второго и третьего счетчика импульсов, входы установки нуля которых подключены к вькоду первого формирователя прямоугольных импульсов, а выходы счетчиков импульсов подключены ко входам исполнительного органа.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг.- 2 - диаграммы сигналов.

На фиг. 1 обозначены фазы защищаемой линии А,.в, и С, преобразо. ватели 1-3, формирователи 4-6 прямоугольных импульсов, элементы 7 - 12 И, элементы 13-16 ИЛИ, проводной канал 17 связи полукомплектами, генератор 18 тактовых импульсов, Q амплитудные селекторы 19-22, триггеры 23-25, счетчики 26-28 импульсов и исполнительный орган 29. С целью упрощения не показаны выключатели линии и их цепи отключения.

На фиг. 2,обозначены сигналы 30

на выходе генератора тактовых импульсов, сигналы 31 и 32 на выходах формирователей прямоугольных импульсов одноименных фаз по концам защищаемой линии, сигналы 33 и 34 на выходе элементов ИЛИ с тремя входами первого и второго полукомплектов и разностный сигнал 35, действующий в канале связи. С целью упрощения и наглядности показан процесс сравнения по фазе 5 полных токов только для ОДНОЙ фазы А.

Устройство работает следующим образом.

В каждом из полукомплектов токи фаз А, В и С через измерительные трансформаторы тока поступают на преобразователи 1-3 тока в напряжение. При переходах этих напряжений через нуль формирователи 4-6 формируют однополярные импульсы одинаковой амплитуды (31 и 32 на фиг. 2) длительностью, равной половине периода промышленной частоты. Положение этих импульсов во времени характеризует фазы указанных полных токов в каждой фазе по концам защищаемой ли0 НИИ.

Генератор 18 тактовых импульсов вырабатывает сигналы 30 из трёх коротких импульсов неравной ги 1плитудЫ| которые действуют в проводном канале е 17 связи и поступают на входы амплитудных селекторов 19-22, каждый из которых срабатывает в том случае, если уровень сигнала превышает уровень его порога, но остается меньше соседнего большего порога. Амплитудный селектор 19 выделяет из проводного канала связи рабочие импульсы 33 и 34, а селекторы 20-22 выделяют тактовые импульсы 30 генератора для фаз А, В и С соответственно. На фиг. 5S 2 принято, что тактовый импульс для фазы А имеет максимальную амплитулу, для фазы С - минимальную. С приходом из проводного кансша 17 связи тактового импульса для фазы А он выделя 0 ется амплитудным селектором 20 и перебрасывает триггер 23 в состояние логической 1. При этом триггеры 24 и 25 остальных фаз через элементы 14 и 15 ИЛИ устанавливаются в поло 5 жение логического О. С выхода триг гера 23 поступает разрешающий сигна на элемент 7 И и при наличии в этот момент сигналов 31 и 32 - на выходы формирователей прямоугольных импуль сов 4 обоих полукомплектов, в проводной канал 17 связи через элемент 13 ИЛИ поступают рабочие импульсы 3 и 34 встречно друг другу. С приходо из проводного канала связи тактовог импульса, для фазы В он выделяется амплитудным селектором 21 и перебра сывает триггер 24 в состояние 1, пр этом триггеры 23 и 25 остальных фаз через элементы 14 и 16 ИЛИ переводятся в состояние О. С триггера 2 поступает разрешающий сигнал на эле мент 8 И, а разрешакнций сигнал с входа элемента 7 И снимается. В про водной канал связи поступают рабочие импульсы фаз В, далее фаз С, потом снова фаз А и т. д. поочередно и многократно за период. В проводном канале 17 связи действует разностный рабочий сигнал 35 положение во времени которого соответствует сдвигу фаз полных токов для каждой фазы по концам защищаемой линии. Импульсы сигнала 35 с выхода амплитудного селектора 19 поступают на первые входы элементов 10-12 И, причем единичный сигнал появляется только на выходе элемента 10, на втором входе которого имеется разрешающий сигнал для фазы А с выхода триггера 23. В счетчик 26 импульсов поступает серия импульсов сигнала 35 для фазы А, количество которых запом нается. Количество импульсов, поступающих за период промышленной частоты в счетчик импульсов для каждой файы, определяется временем несовпадения рабочих импульсов 31. и 32 по концам защищаемой линии, а также частотой импульсов генератора 18. Количество импульсов в счетчике срав нивается с заданным, которое определяет ширину зоны блокировки частоты. В течение каждого периода промысленной частоты на счетчики 26-28 импульсов поступают сигналы установки на нуль от формирователя 4. При сквозных коротких Зсшыканиях фазные токи по концам защищаемой линии сдвинуты на угол, близкий к 18 При этом сдвиги фаз сигналов 31 и 3 близки к нулю, и, следовательно, число результирующих импульсов 35 в канале связи меньше згщанного. При коротких замыканиях на защи щаемоЯ линии сдвиг фаз полных фазных токов поврежденных фаз близок к нулю, количество импульсов 35 превышает заданное и устройство срабатывает действуя через исполнительны органы 29 на отключение линии. Таким образом, раздельное сравнение фаз полных фазных токов по концам защищаемой линии при помощи одного устройства позволяет отказаться от применения фильтров симметричных составляющих тока и повысить тем самым селективность и быстродействие устройства. Кроме того, в предлагаемом устройстве имеется возможность выбора поврежденной фазы, а также пофазного отключения поврежденных фаз защищаемой линии. Формула изобретения Устройство для дифференциальнофазной защиты линии электропередачи, содержащее два установленных по концам линии полукомплекта, каждый из которых выполнен в виде преобразователя тока в напряжение, трех формирователей прямоугольных импульсов одинаковой амплитуды, четырех амплитудных селекторов с возрастаиощими порогами срабатывания, элемента ИЛИ с тремя входами и исполнительного органа, причем входы преобразователя подключены к трансформаторам тока линии, а выход исполнительного органа подключен к цепям отключения выключателя линии, и проводной канал связи между полукомплектами, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности и быстродействия путем раздельного сравнения по фазе фазных токов, протекающих по концам линий, преобразователь выполнен однофазным в каждой фазе, а также дополнительно введены генератор тактовых импульсов, три элемента ИЛИ с двумя входами, шесть элементов И с двумя входами, три триггера и три счетчика импульсов, причем выход каждого из преобразователей подключен ко входу одного из формирователей Прямоугольных импульсов, выход каждого из указанных формирователей подключен к первому входу первого, второго и третьего элементов И соответственно, выходы которых через элемент ИЛИ с тремя входами подключены к проводному каналу связи последвательно с выходом генератора тактовых импульсов, установленном только в одном из полукомплектов, и последовательно с параллельно объединенными входами амплитудных селекторов, входы второго.эл чента ИЛИ подключены к выходам третьего и четвертого амплитудных селекторов, входы третьего элемента ИЛИ подключены к выходам, второго и четвертого элемента ИЛИ подключены к выходам второго и третьего амплитудных селекторов, а выходы каждого из указанных элементов ИЛИ пэдключеиы кпервьм вхо- . дам первого, второго и третьего триггеров соответственно, ко вторьм входам которых подключвлы соответственно выходы второго, Т8)етьего н четвертого амплитудных селекторов, причем выходы первого, второго и третьего триггеров подключены ко вторым входёцл первого, второго и третьего элементов И и к первым входам четвертого, пятого и шестого элементов И соответственно, а выход первого амплитудного селектора подключен ко вторым входам четвертого, пятого и шестого элементов И, выходы которых подключены к счетным входам соответственно первого, второго и третьего счетчика импульсов/ вхЪды установки нуля которых подключены

К выходу Первого формирователя прямоугольных импульсов, а выходы счетчи- ков импульсов подключены ко входам исполнительного органа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 261526, кл. Н 02 Н 3/28, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР

по заявке W 2564308, кл. Н 02 Н З/ЗВ, 04.01.78.