Устройство для селективного предотв-РАщЕНия АСиНХРОННОгО ХОдА пО элЕКТРО-пЕРЕдАчЕ Советский патент 1981 года по МПК H02J3/24 H02H7/26 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОГО ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ АСИНХЮННОГО ХОДА МЕЖСИСТЕМНОЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к противоаварийной автоматике энергосистем. Известно устройство для селективной защиты от асинхронного хода межсистемной линии злектропередачи, действующее в основной зоне до асинхронного проворота при взаимном угле между векторами эквивалентных напряжений 100-160 и в резервной зоне после асинхронного проворота ПРИ взаимном угле между век торами зквивалентных напряжений . Устройство реагирует в основной зоне, если частота fi нлже частоты fj, где fi и f2 - частоты эквивалентных напряжений, и реагирует в резервной зоне, если fj fj. Известное устройство содержит четырехплечий мост, два противоположных активных плеча которого представляют блоки преобразования напряжения, ко входам которых подключены вторичные обмотки трансформаторов мод лирования эквивалентного напряжения первой и второй электрических систем, причем трансформатор первого блока моделирования выполнен с дополнительной вторичной обмоткой, включенной встречно с основной и к которой подключен дополнительный блок преобразования одно пассивное плечо представляет собой блок угла, а второе - блок пуска (разрешающий титиристор), ко входу которого включен блок блокировки, причем ко второму входу блока пуска подключен выход дополнительного блока преобразования 11. Однако известное устройство имеет недостаточную чувствительность блока пуска и блокировки в минимальных режимах работы сети, что может привести к отказу устройства. При изменениях в больших пределах моделированных напряжений снижается надежность срабатывания устройства в резервной зоне. Для отстройки от несимметричных коротких замыканий в сети используется блокировкаот качаний дистанционной защиты, что снижает надежность устройства при эксплуатации. Кроме того, в качестве порогового элемента применен динистор с широким диапазоном изменения параметров при колебаниях температуры. Для регулировки и проверкой параметров срабатывания устройства в условиях эксплуатации при замене динистора затрачивается значительное время. Цель изобретения -- повышение селективности и надежности. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для селективного предотвращения асинхронного хода межсистемной .линии электропередачи, содержащем четырехплечий мост, два противоположных плеча которого представ ляют собой блоки преобразования напряжения, ко входам которых подключены вторичные обмотки трансреакторов блоков моделирования эквивалентного напряжения первой и второй электрических систем, причем трансреактор первого блока моделирова1шя выполней с дополнительной вториш эй обмоткой, включенной встречно с основной, к которой подключен дополнительный блок преобразования, одно пассивное плечо представляет собой блок угла, а второе - блок пуска, ко входу которого включен блок блокировки, причем ко второму входу блока пуска подключен выход дополнительного блока преобразова1гая, .блок преобразования первой электрической си темы выполнен с дополнительным стабилизированным выходом, блок пуска и параллельно ему блок блокировки включены между дополнительным и основным выходами блока преобразования напряжения первой электрической системы, который непосредственно соединен с выходом блока преобразования напря жения второй Электрической системы, блок угла выполнен на базе однопереходиого транзистора и к нему подключен дополнительно введенный регулируемый источник питания. блок пуска выполнен с однопереходным транзистором на входе, в цепь управления которого включена дифференцирующая НС-цега а блок блокировки выполнен на базе транзистора, переход эмиттер-коллектор которого включен параллельно конденсатору дифференцирующей цепи. А также устройство снабхсено фиксации коротких замыканий, трансформатор каждого из блоков моделирования снабжен дополнительной первичной обмоткой, соединен ной параллельно и встречно с основной, и симистором, включенным в цепь дополнительной обмотки, причем управляющш электрод симистора включен на выход блока фиксации токов короткого замыкания. Это обеспечивает вьюокое быстродействие и исключает случа появления недопустимых перенапряжений в схеме при больших токах короткого замыкаКроме того, блок угла снабжен дополнител ным транзистором и дифференцирующей ВС-цепью, включенной, в цепь утфавяешш одн переходного транзистора. Переход эмиттер-кол лектор дополнительного транзистора подключен параллельно конденсатору дифференцирующей цепи, а база подключена через дополнительно введенный резистор ко второму выходу блока преобразования первой электрической системы и непосредственно ко второму выходу блока преобразования второй электрической системы. При этом блок пуска снабжен выходным тиристором и разделительными диодами, причем выход однопереходного транзистора подключен к управляющему электроду тиристора, переход анод-катод которого, через разделительные диоды подключен между дополнительным и основным выходами блока преобразования напряжения первой электрической системы и к дополнительному блоку преобразования напряжения. Такое включение позволяет увели; чить чувствительность блока пуска, исключая зависимость характеристики срабатывания устройства от технических параметров тиристоров. Выполнение блока блокировки с использованием блокирующего транзистора увеличивает чувствительность устройства в минимальHbfX режимах работы; как в рабочих режимах, когда устройство должно срабатывать, так и в нерабочих режимах, когда устройство должно блокироваться по своему принципу действия. На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема; на фиг. 3 - схема цепей включения обмоток .трансреактора с цепями запрета. Устройство содержит блок 1 моделирования эквивалентного напряжения первой электрической системы с трехобмоточным выходным трансформатором, блок 2 моделирования эквивалентного напряжения второй электрической системы с двухобмоточным выходным трансформатором, блок 3 преобразования напряжения первой электрической системы, блок 4 преобразования напряжения второй электрической системы, дополнительный блок 5 преобразования напряжения, синхронного с напряжением первой электрической системы, блок 6 пуска, блок 7 блокировки, блок 8, угда, регулируемый стабилизированный источник 9 питания, выходной блок 10, дополнительный выход 11 блока преобразования напряжения первой электрической системы, блок 12 фиксации короткого замыкания, цепь 13 запрета к блоку моделирования эквивалентного напряжения первой электрической системы, цепь 14 запрета к блоку моделирования эквивалентного напряжения второй электрической системы, однопереходйый транзистор 5 в блоке угла, транзистор 16 для быстрого разряда, конденсатора управляющей дифференцирующей цепи в моменты отсутствия зарядного тока, однопереходный транзистор 17 в блоке пуска, блокирующий транзистор 18 в блоке блокировки, обеспечивающий блокировку, когда угол между векторами сравниваемых напряжений находится .вне зонь срабатывания, динистор 19, срабатывающий при . отсутствии тока в выходном тиристоре блока пуска, если напряжение между дополнительным выходом блока преобразования напряжеНИЛ первой электрической системы и выходом блока преобразования напряжения второй электрической системы больше пробивнрго напряжения динистора, резистор 20 для регулировки в блоке угла шкалы углов срабатывания в основной зоне, резистор 21 для регулировки в блоке пуска шкалы углов срабаг тывания в резервной зоне, симистор 22 на выходе блока фиксации короткого замыкания трансреактор 23 в блоке моделирования напр жения первой электрической системы с допол нительной первичной обмоткой, трансреактор 24 в блоке моделирования напряжения второй электрической системы с дополнительной первичной обмоткой и тиристор 25 на выхоДе блока пуска. Блоки 1 и 2 моделирования напряжения подключены к одноименным трансформаторам тока и к трансформаторам напряжения межсистемной линии электропередачи {фиг. 1) .Переменные напряжения на выходах блоков 1 и 2 пропорциональны по величине и фазе напряжения первой и второй электрических систем в заданных точках их сети. Эти напряжения поступают на входы блоков 3 и 4 преобразования, на выходе которых появляются стабилизированные напряжения четырехугольной формы с двумя полярностями. Блок 3 преобразования имеет дополнительный выход 11, между которым и основным выходом включены блок 6 пуска и блок 7 блокировки. Кроме того, блок 1 моделирования имеет дополнительный выход, к которому подключен дополнительный блок 5 преобразования напряжения, на выходе которого появля ется прерывистое однополярное стабилизированное напряжение четырехугольной формы. Этим напряжением управляется и удерживается блок 6 пуска. Блок 12 фиксации короткого замыкания обеспечивает создание тока по дополнительным встречно включенным первичным обмоткам траисреакторов 23 и 24, равного тому току, который протекает по основным первичным обмоткам трансреакторов в блоках 1 и 2 моделирввания. Одни основные выходы блоков 3 и 4 преобразования непосредственно соединены между собой, а последовательно в цепи вторых основных выходов вклютен блок 8 угла, к которому подключен регулируемый источник 9 питания и выходной блок 10. Устройство работает следующим образом/ Ойо реагирует на расхождение векторов между напряжениями первой и второй электрической системы на угол, входящий в заданную зону срабатывания устройства. Напряжения моделируются: 0;,U02L, . где Ui - моделируемое напряжениепервой электрической системы; Uj - моделируемое напряжение второй электрической системы; 3 - ток по электропередаче или по генератору в месте установки устройства; и - напряжение на месте установки устройства; сопротивление до расчетной точки в сети в сторону первой электрической системы; К2 сопротивление до расчетной точки в сети в сторону второй электрической системы. При совпадении векторов напряжений Ui и Uj одновременно появляются стабилизированные напряжения то на одних, то на других стабилитронах блоков 3 и 4 преобразования, что обуславливает отсутствие тока в контуре, в том числе и в управляющей дифференцирующей цепи блока угла. При расхождении векторов напряжений Uj и U2 на угол, близкий 1C границе срабатывания устройства в ос-, новиой зоне (вектор Oj опережает вектор Ui), в момент появления положительной полуволны синусоиды напряжения Ui на стабилитроне выхода дополнительного блока 5 преобразования появляется стабилизированное напряжение, которое создает ток в дифференцирующей цепи (резистор 21 и конденсатор). Одновременно появляется стабилизированное напряжение и на стабилитроне дополнительного выхода блока преобразования. При достижении напряжения пробоя на конденсаторе дифференцирующей цепи блока пуска срабатывает однопереходный транзистор 17, открывая тиристор 25, чем создается ток через стабилитрон основного блока преобразования. Стабилитрон дополнительного выхода закрывается, так как на нем напряжение стабилизации выше, чем vy стабилитрона основно: го выхода. Одновремешю через тиристор протекает ток от выхода дополнительного блока Преобразоватм, что приводит к исчезновению стабшшзироцанного напряжения на его выходе к разряду конденсатора дифференцирующей цепи, исключая повторный пуск до возврата

тиристора 25. Открытое состояние тиристора 25 создает условия для появлеиия тока в контуре четырехплечевого моста. Одиако в рас. сматриваемом случае ток по коитуру возникает только в момеит появлеиия отрицател1 ной полуволны синусоиды на входе блока 4 преобразования напряжения второй злект{ 1ческой системы. Появление стабилизированного напряжения на другом стабилитроне преобразователя второй электрической системы приводит к появлению тока в дифференр1рующей цепи блока угла (через pe iCTop 20 и конденсатор). Однако в момент запираиия тиристора 25, что происходит при переходе от положительной полуволны синусоида к отрицательной на входе блока 3 преобразовании, исчезает ток в контуре до срабатывания однопереходного транзистора 15. В момент исчезновения тока в контуре током разряда конденсатора открывается транзистор 16, чем производится разряд неполностью заряженного конденсатора управляющей дифференцирующей цепи блока угла.

Если угол между векторами напряжений первой и второй электрической системы достигает граничного, значения срабатывания, ycnCTsaet сработать транзистор 15, обеспеч1шая через импульсный трансформатор пуск выходного блока 10, срабатывание которого происходит только при повторном пуске через время, равное периоду промыщленной частоты.

При расхождении векторов напряжений 0-, и и 2 иа угол, близкий к границе срабатывания устройства в резервной зоне (вектор 0 опережает вектор J ), переход положительной полуволны синусоиды в отрицательную Полуволну на входе блока преобразования вектора напряжения второй электрической системы происходит раньше включения тиристора 25. Это приводит к включению динистора 19 и открытию транзистора 18, чем исключается срабатывание блока пуска, так как транзистором разряжается конденсатор управляющей дифференцирующей цепи.

При закрытом тиристоре 25 ток в ксжтуре ограничен, поэтому срабатывание однопереход-. иого транзистора 15 в течение времени с жпадения положительной полуволны атуеояди напряжения первой электрической системы с отрицательной полз волной напряжшяя втсфоЙ электрической системы невозможно.

Известно, что при близких коротких замыканиях:. .

,

3Z.,

гдс Uu Н - номинальное значение напряжмшя сети. Кроме того, при н имметрйчных коропсих замыканиях выражения . и 0-Э.

- .не характеризуют места расположения точек эквивалентных напряжений в сети, так как в расчетной схеме несимметричного короткого замыкания появляются дополнительные поперешые (шунтирующие) сопротивления.

При несимметричном коротком замыкании или при токе симметричного короткого замыкания, больше тока асиихронного хода, срабать ваиием блока фиксации короткого замыкшм создается ток по дополнительным первичным обмоткам трансреакторов, что при водит к выполнению условий блокировки устройства, так как -0 О . Описанный метод блокировки устройства при коротких змыканиях намного уменьшает потребление во вторичных цепях трансформаторов тока.

Таким образом, изобретение позволяет се-, лективио и надежно предотвращать асинхронный ход по линии, что повышает надежность энергосистемы в целом.

Формула изобретения

....rrx

I 15