Устройство для определения сопротивления до места короткого замыкания линии электропередачи Советский патент 1981 года по МПК G01R27/08 H02H3/40 

(54) УСТЮЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДО МЕСТА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ЛИНИИ

t

Изобретение относится к электротехнике, более конкретно к релейной защите линии электропередачи переменного тока.

Известны многоступенчатые дистанционные защиты, выполненные с помощью реле сопротивле1шя }. Эти устройства защиты выдают команды на отключение, если сопротивление линии меньще сопротивления уставки. .Поэтому с помощью измерительных органов дистанционных защит такого типа нельзя определить фактическое значение сопротивления линии до места к.з.

Известны устройства определения места повреждения линий электропередачи, основанные на замере сопротивления линии. В этих устройствах 2, 3 значение сопротивления преобразуется в пропорциональный интервал времени, который фиксируется с помощью прибора для измерения времени: секундомера, счетчика и т.д. Эти устройства обладают однократностью действия и не могут выполнять функции измерительного органа ступенчатой дистанционной защиты. ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

ГГоэтому на линиях электропередачи устанав1гивают как многоступенчатые дистанционные защиты, так и устройства для определения места повреждения.

Наибйлее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемому устройству является устройство фиксации сопротивления, входящее в состав прибора для определения расстояния до места повреждения линии электропередачи, содержащее

10 измерительные преобразователи тока к напряжения линии электропередачи, два ключа, интегратор, пороговый блок, генератор тактовых импульсов, счетчик, дешифратор, блок индикации и пусковой триггер с двумя ус15тойчивыми состояниями.

Это устройство не может выполнять функции измерительного органа многоступенчатой да станционной защиты линии электропередачи. Кроме того, в нем не обеспечивается

20 непрерывный контроль его работы.

Целью изобретешя является расщирение функциональных возможностей устройства путем выполнения устройством функций нэмерительного органа многоступенчатой дистанционной защиты и повышения надежности путем непрерывного контроля его работы. Цель достигается тем, что в устройство для определения сопротивления до места короткого замыкания линии электропередачи, содержащее измерительный преобразователь напряжения лишп;, вход которого подключен к фазам линии электропередачи, а выход подаслючен к одному входу порового блока, измерительный преобразователь тока линии, вход которого подключен к фазам линии электропередачи, а выход через последователь но включенные ключ и интегратор подключен к другому входу порового блока, генератор тактовых импульсов, счетчик, пусковой триггер, вход на возврат которого подключен к инверсному входу интегратора, а выход пускового триггера подключен к управляющему входу ключа, и последовательно включенные дешифратор и блок индукщга, дополнительно введены дешифратор с выходами, элемент задержки, регистр памяти, а также по числу ступеней защиты п триггеры с двумя устойчивыми состояниями, элементы запрета и выходные элементы временной памяти, при этом выход генератора тай товых импульсов подключен к основному входу счетчика, управляющий вход которого подключен к входу на срабатывание пускового триггера, выход счетчика через регистр памяти подключен к входу упомянутого дешифратора, а также к входу вновь введенного дешифратора, к каждому из п входов которого подключены входы на срабатьшание соответствующих триггеров, выходы которых подключены к управляющим входам соответствующих элементов запрета, основные входы которых подключены к выходу порогового блока, а выходы подключены к входам соответствующих выходных элементов временной памяти, выход п-го элемента запрета подключен также через элемент задержки к управляющему входу. регистра памяти , (п-И) выход дешифратора подключен к входу на возврат пускового триггера и инверсному входу интегратора, (п+2) выход дешифратора подключен к входу на срабатывание пускового триггера и управляющему входу счет чика, а также к входам на возврат всех вновь введенных триггеров. На фиг. 1 изображена функсдаональная схе ма устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит измерительный преобразователь напряжения; пропорционального напряжению линии, измерительный преобразователь 2 тока лииии, выход которого через ключ 3 подключен к входу интегратора 4. 8 .4 Выходы интегратора 4 и измерительного преобразователя 1 подключены к входам порогового блока 5. Выход генератора 6 тактовых импульсов подключен к основному входу счетчика 7, управляющий вход которого подключен к входу срабатьшания пускового триггера 8, а выход последнего подключен и к управляющему входу. К выходу счетчика 7 подключен основной вход регистра 9 памяти, выход которого подключен к входу первого дешифратора 10. Выход дешифратора 10 соединен с блоком 11 индикации значения расстояния до места повреждения на линии. В де1ш фраторе 12 используются п+2 выхода, причем (п-И)-й и (п+2)-й выходы всегда фиксированы, а выбор первых п выходов определяет установки срабатывания п ступеней дистанционной защиты. Время от О до {п+2) такта составляет цикл работы устройства. К каждому из п выходов дешифратора 12 подключен вход соответствующего триггера 13 с двумя устойчивыми состояниями. Выход каждого из п триггеров 13 подключен к управляющему входу соответствующего элемента J4 запрета, к выходу которого подключен вход элемента 15 временной памяти. Основные входы всех элементов 14 запрета подключены к выходу порогового блока 5, а выход п-го элемента запрета через элемент 16 задержки на один цикл подключен к управляющему входу регистра 9 памяти. Благодаря наличию элемента 16 запись в регистр 9 памяти осуществляется во второй цикл работы устройства. Входы измерительных преобразователей 1 и 2 подключены к фазам линии электропередачи 17, при этом (п+1)-ый выход дешифратора 12 соединен с входом на возврат пускового триггера 8 и инверсным входом интегратора 4, (п+2)-ой выход дешифратора 12 соединен с входом на срабатывание пускового триггера 8 и управ ля юищм входом счетчика 7, а также с входами на возврат всех дополнительных триггеров 13. Элемент 14 запрета запирается при подаче на него сигнала от триггера 13. Элемент 15 временной памяти обеспечивает непрерьшный сигнал на выходе при интервалах между сигналами на входе,составляющими цикл изменения напряжения на интеграторе 4. Триггер 13 воз-, вращается в исходное состояние при подаче сигнала от (п+2)-го выхода деишфратора 12, сигнал от (п+2)-го выхода дешифратора вызывает сброс счетчика 7 на нуль jj и опрокидьшание. триггера 8, Сигнал от (п+1)-го входа вызывает возврат триггера 8. ,Ключ 3 открывается при опрокидьшании триггера 8 и запирается при его возврате. Интегратор 4 возвращается к начальным условиям при подаче сигнала от (п+1)-го выхода дешифратора 12. Устройство работает следующим образом. За нулевой момент времени принимают начало счета тактовых импульсов счетчика 7 т.е. появлейие сигнала на (п+2)-м выходе дешифратора 12. Включение ключа 3 приводит к началу интегрирования интегратором 4 Напряжение на выходе интегратора изменя ется по закону Us Kit,, где I - ток к.з. Когда и им А достигает значения U,. срабатывает пороговое устройство. В этот момент Klt. и, где и - напряжение к.з., а время после начала цикла, когда произойдет индикация, -WHA-K3 Уставки измерительного органа многостуЯенчатой дистанционной защиты задаются как интервалы времени, соответствующие 1, 2...п выходам дешифратора 12. Условием срабатывания каждой из п ступеней защиты является t, 1„нд ; tj IMHA и т.д. Если 1у„д 1„, то не должна действовать не одна ступень защиты. .В нормальном режиме значение тока J относительно мало, а напряжение U велико и поэтому за время t . соответствующее (п+1)-му выходу дешифратора 12, напряжение интегратора 4 не достигает значе/ния и. В момент t вырабатывается сигнал на возврат интегратора 4 к начальным условиям и возврат пускового триггера 8, ключ 3 запирается. В момент начинается повторение процесса. При к.з. момент наступает в пределах интервала времени от нуля до t , . На фиг. показаны кривые напряжения на различных эле ментах схемы фиг. 1 при К.З., соответствующем ; п-ой ступени дистанционной защиты. Так как ti и tz меньще, чем t , то сигнал через триггеры 13, соответствующие I и II ступеням защиты, попадут на соответствующие элементы 14 запрета прежде, чем подействует пороговый блок 5, поэтому сигнал появится только на вы ходе элемента запрета 14 п-ой стзшёни. Появление сигнала на выходе элемента 14 приводит к действию элемента 15 временной памяти, а также к подготовке действия элемента 16 задержки на один цнкл. В момент г„ сигнал от триггера 13 приводит к запрету прохождения сигнала через элемент 14, однако выходной сигнал элемента 15 сохраняется до следующего цикла. В момент времени t сигнал от (п+1)-го выхода дешифратора вызьшает запирание пус46кового триггера 8 и возврат интегратора 4 к начальным условиям. Спустя некоторое время возвращается пороговый блок, а в момент времени происходит сброс на нуль счетчика 7 и возврат триггера 3. Процесс начинается сначала. В следующем цикле вся последовательность действий сохраняется за исключением действия элемента 16 задержки на один цикл, который в момент появления сигнала на выходе элемента 14 подает сигнал на запись содержимо-го счетчика 7 в момент t в регистр 9 памяти. Возврат элемента 16 происходит при возврате устройства защиты после отключения к.з. Такое вьшолнение записи в регистр позволяет фиксировать расстояние до места повреждения в начальный период к.з., когда сопротивлением дуги можно пренебречь, причем фиксация не зависит от момента возникновения к.з., поскольку первый цикл может быть неполным, если к.з. произойдет в середине цикла. TexHHjco-экономический эффект от использования предложенного устройства определяется тем, что его стоимость существенно ниже стоимости заменяемь1х им устроств определения расстояния до места повреждения и измерительного органа многоступенчатой дистанционной защиты, а также его более вьгсокой надежностью. Форм-ула изобретения Устройство для определения сопротивления до места короткого замыкания линии электропереда ш, содержащее измерительный преобразователь напряжения линии, вход которого подкпючен к фазам линии электропередачи, а выход подключен к одному входу порогового блока. Измерительный преобразователь тока линии, вход которого подключен к фазам лин11н электропередачи, а выход через последовательно включенные ключ и интегратор подключен к другому входу порогового блока, генератор тактовых импульсов, счетчик, пусковой триггер, вход на возврат которого подключен к инверсному входу интегратора, а выход пускового триггера подключен к управляющему входу ключа и последовательно включенные дешифратор и блок индикации, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем выполнения устройством функций измерительного органа многоступенчатой дистанционной защиты и повьгщения надежности путем непрерывного контроля его работы, дополнительно введены дешифратор с N выходами, элемент задержки, регистр памяти, а также по числу ступеней защиты п триггеры с двумя устойчивыми состояниями, элементы запрета и выходные элементы временной памяти, при этом выход генератора тактоых импульсов подключен к основному входу 8 Четчйка, управляющий вход которого подключен к входу на срабатывание пускового триггера, выход счетчика через регистр памяти под лючен k входу упомянутого деишфратора, а также к входу вновь введенного дешифратора, к каждому из п входов которого подключены входы на срабатывание соответствующих триггеров, выходы которых подключены к управляющим входам соответствующих элементов запрета, основные входы которых подключены ;к выходу порогового блока, а выходы подключ к входам соответствующих выходных элементов временной памяти, выход п-го элемента запрета подключен также через элемент задержки цс упргвЖющему входу регистра памяти, (nt) выход дешифратора подключен к. входу на возврат пускового триггера и инверсному входу интегратора, (п+2) выход дешифратора подключен к входу на срабатывание пускового триггера и управляюи1ему входу счетчика, а также к входам на возврат всех вновь введенных триггеров. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Федосеев А, М. Релейная защита электрических систем. М., Энергия, 1976. с. 230-239. 2.Патент США N 3281673, кл. 324-52, 1975. 3.Авторское свидетельство СССР N 756320, кл. Н 02 Н 3/40, 1976.

СИ

фуг. /

X

X

/

t

I I

I I