Приемопередатчик для высокочастотной защиты линий электропередачи Советский патент 1981 года по МПК H02H3/30 H02H7/26 

(5) ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИК ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к высокочастотной релейной защите высоковольтных линий электропередач, и предназначено для использования в энергосистемах, имеющих линии электропередачи напряжением 110-750 к5, оборудованные высокочастотной защитой.

Известен приемопередатчик высокочастотной защиты, который использует постоянно передаваемую контрольную частоту для непрерывного контроля канала связи 11.

Однако постоянная передача контрольной частоты от передатчика к приемнику создает дополнительные постоянные помехи приему высокочастотных сигналов в рабочем диапазоне частот.

Известен также приемопередатчик диффазной высокочастотной защиты, способный автоматически проверять наличие канала связи между двумя пунктами и наличие запаса по перекрываемому затуханию при приеме сигнала от противоположного пункта 2.

Однако такой приемопередатчик неприменим на многоконцевой линии электропередачи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является приемопередатчик, в котором предусмотрена автоматическая проверка высокочастотного канала, об10разованного по проводам линии электропередачи. Во время проведения проверки один из приемопередатчиков, установленных по концам высокочастотной линии, является запрос15чиком, другие - ответчиками.

Известное устройство содержит задатчик времени, подключенный к формирователю импульсов проверки, последовательно соединенные формирова20тель импульсов опроса, генератор контрольной частоты, блок управления, состоящий из генератора высокой частоты и манипулятора, и блок передачи

игналов, состоящий из усилителя ощности и линейного фильтра и подлюченный к устройству высокочастотой обработки линии ; электропередаи, избирательно-усилительный блок, остоящий из полосового фильтра и силителя высокой частоты, вход которого подключен к устройству выокочастотной обработки линии электропередачи, а выход через соединенные последовательно первый детектор, фильтр высокой частоты, усилитель, второй детектор и пороговый блок подключен к входам временного селектора, блока сигналов неисправности высокочастотного канала и блока сигналов гладкой помехи, выходы временного селектора подключены к блоку сигналов неисправности и к формирователю импульсов проверки, второй выход которого подключен также к блоку сигнализации неисправности высокочастотного канала 3

Однако этот приемопередатчик с автоматическим контролем обладает недостаточной помехоустойчивостью, что в реальных условиях приводит к излишним выводам из действия защиты и увеличенным трудозатратам на эксплуатацию аппаратуры. Кроме этого, автоматический вывод защиты осуществляется только на той стороне, где появляется неисправность и заа1ита может находиться в течение 6-12 ч введенной односторонне, что понижает надежность ее работы.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства путем введения повторной дополнительной проверки и расширение функциональных возможностей устройства путем осуществления вывода защиты на всех концах линии при неисправности устройства на одном конце линии.

Поставленная цель достигается тем, что в приемопередатчик для высокочастотной защиты линии электропередачи, содержащем задатчик вр&- мени, первый выход которого соединен с первым входом формирователя запусков, выход которого соединен с первым входом блока управления, второй вход которого подключен к блоку релейной защиты, а выход соединен с входом блока передачи сигналов в линию, выход которого подключен к линии, .избирательно-усилительный блок, вход последнего подключен к линии, первый выход соединен с блоком приема сигналов релейной защиты, второй выход через детектор - с входом блока приема контрольных сигналов, выход которого подключен к входу первого порогового блока, соединенного последовательно с временным селектором, выход блока приема сигналов релейной защиты подключен к блоку релейной защиты и соединен также с первым входом блока определения неисправностей , имеющим выход для сигнализации и выход для вывода цепей релейной защиты, дополнительно введены второй пороговый блок, блок повторной проверки, программный блок, задатчик режимов работы и блок автоматической установки задатчика времени, при этом выход детектора соединен также с входом второго порогового блока, выход которого подсоединен к второму входу блока определения неисправностей, третий выход которого подключен к первому входу блока повторной проверки второй вход которого подключен к

5 второму выходу задатчика времени, соединенному также с первыми входами программного блока и задатчика режимов работы, третий вход блока повторной проверки подключен к выходу временного селектора, соединенному также с вторым входом программного блока, третий вход которого соединен с первым выходом блока повторной проверки, второй выход которого подключен к второму входу задатчика режимов работы, третий вход которого подсоединен к выходу программного блока и к третьему входу блока определения неисправности, к четвертому входу которого подключен первый выход задатчика режимов работы, второй выход которого соединен с вторым в/ходом формирователя запусков, а третий выход через блок автоматической установки задатчика времени подключен к. входу задатчика времени.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Приемопередатчик содержит задатчик 1 времени, формирователь 2 запусков, блок 3 управления,блок передачи сигналов ,избирательно-усилительный блСж 5,- блок 6 приема сигналов релейной защиты, детектор 7, блок

8 приема контрольных сигналов, первый пороговый блок 9, второй пороговый блок 10, временной селектор П, блок 12 повторной проверки,блок 13 определения неисправностей, программный блок 14, задатчик 15 ре жимов работы, блок 16 автоматическо установки задатчика времени. Выход блока 6 приема сигналов релейной защиты служит для подключения к бло 17 релейной защиты. Для подсоединени к выходу блока 17 релейной защиты предназначен второй вход блока 3 управления. Блоки 1-9, 11, 13 могут быть выполнены на известных принципах. Задатчик 1 времени срабатывает не сколько раз в сутки, подавая сигналы на формирователь 2 запусков. Заданное число срабатываний задатмика вре мени обеспечивает необходимую периодичность проведения контроля. Задатчик 1 времени выполняет также функци генератора тактовой частоты, подавая тактовые импульсы на задатчик 15 режимов работы, программный блок k и блок 12 повторной проверки. Тактовые импульсы выполняют роль опорной частоты при задании временных интервалов в работе устройства. Частота слеДЪвания тактовых импульсов равна промышленной частоте 50 Гц передаваемого по защищаемой высоковольтной линии электропередачи. На выходе формирователя 2 запусков формируются импульсы длительностью порядка 40-60 мс, манипулированные контрольной частотой (запускающий импульс) или не манипулированные контрольной частотой (импульс отклика). Блок 3 управления включает в себя генератор несущей частоты, блок t передачи сигналов состоит из усилителей и линейного фильтра, в избирательно-усилительный блок 5 входят приемный фильтр и усилитель высокой частоты, выходы которого являются выходами блока 5- Блок 6 приема сигналов релейной защиты содержит последовательно включенные детектор и усилитель постоянного тока. Блок 8 приема контрольных сигналов включает в себя последовательно соединенные фильтр контрольной частоты и детектор. Вновь введенный второй пороговый блок 10 выполняется аналогично первому пороговому блоку 9Блок 12 повторной проверки может быть выполнен с использованием элементов памяти и логики, которые запоминают наличие неисправности, переводят устройство на ускоренную 0 .6 яроверку и подготавливают цепи автоматического вывода защиты из действия, если неисправность подтверждается. Программный блок 14 содержит счетчик с дешифратором с п выходами, на каждом из которых с определенной последовательностью (через 20 мс - период промышленной частоты) появляются импульсы, используемые для управления пуском передатчика, вводом измерений. Этот счетчик нормально остановлен и совершает цикл счета только после приема манипулированного сигнала вызова. На каждом из выходов дешифратора однократно и последова- тельно, например через 20 мс появляются импульсы, управляющие временной программой автообмена, т.е. пуском и остановом передатчика, моментами проведения измерений параметров высокочастотных сигналов блокам определения неисправностей. Задатчик 15 режимов работы, работая в сочетании с блоками 12, 14, 1б и 1, позволяет обеспечить действие контроля при всех необходимых условиях работы приемопередатчика: на двух и трехконцевой (возможно и на п концевой) линии при нормальной, ускоренной и наладочной периодичности проверки./ Для этой цели блок 15 содержит органы, обеспечивающие необходимую программу: кнопки управления и логические элементы. Кроме этого, логические элементы блока 15 обеспечивают автоматическое уменьшеjние периода проверки после выявления неисправности,после действия релейной зaщиtы при коротком замыкании на линии, после восстановления рабЬта повредившегося приемопередатчика, после проверки приемопередатчика, проведенной обслуживающим персоналом. Блок 16 автоматической установки задатмй(а времени содержит элементы времени, которые с различными уставками определяют начало отсчета времени периодичности проверки. Устройство работает следующим образом. В зависимости от заданного режима работы, определяемого блоком 15 задатчика режимов работы, в заданное время срабатывает задатчик времени на одном из концов линии. При этом в пинию с выхода блока 4 поступает запускающий импульс, манипулированныи контрольной частотой. На всех концах линии, в т.ч. и на конце, пославшем вызов, этот сигнал принимается приемопередатчиками и воспринимается как вызывной. Дальнейшая работа всех устройств линии происходит/ одинаково, вне зависимос ,ти от того, какой комплект посылает вызов. Сигнал вызова проходит во все приемопередатчиках с линии через избирательно-усилительный блок 5. Усиленный сигнал поступает с второго выхода блока 5 на детектор 7, где выделяется сигнал контрольной частот вызывного сигнала. После прохождения блока 8 приема контрольных сигналов с выхода блока 8 сигнал идет в виде импульса постоянного тока длительностью, равной длительности запускаю щего импульса. Этот импульс, сдвинутый относительно вызывного импульса на заданное время задержки, определяемое параметрами элементов блоков k, 5f 7 и 8 поступает на первый пороговый блок 9, включенный последовательно с селектором И, где отсекаются все сигналы, не превышающие по величине порога порогового блока и по длительности времени срабатывания временного селектора. Это защища ет вход программного блока от слу ,чайной короткой помехи. Вызывной импульс, укороченный на время срабатывания временного селектора 11, поступает на блок 12 повтор ной проверки и программный блок Н, который управляет всей дальнейшей ра ботой приемопередатчика. После запуска программный блок k отрабатывает заложенную в него программу за время, необходимое для проведения полной проверки канала и аппаратуры высокочастотной защиты на всех концах данной высокочастотной линии., Моменты пуска и останова передатчиков для отклика, также как и момен ты проверки, задаются программным блоком 14. В моменты времени, задаваемые программным блоком 14, блок 13 опре деления неисправности проверяет наличие поступающих с выходов блока 6 и блока 10 приема сигналов откликов всех приемопередатчиков. После получения импульса запуска программный блок 14 через задатчик 15 режимов работы подает сигнал на блок 2, формирующий неманипулирован 0 импульс отклика, который В зависимости от номера, присвоенного первоначальной комплекту защиты при установке на линию и заложенного в память задатчика 15 режимов работы, сдвинут на определенный временной интервал относительно момента запуска программного блока 14, Эти интервалы времени в системе из нескольких приемопередатчиков, установленных на одной линии, выбраны так, что импульсы отклика приемопередатчика каждого конца линии следуют в установленной последовательности, позволяющей при отсутствии сигнала отклика в заданный интервал времени определить номер неисправного приемопередатчика, т.е. местонахождение неисправной аппаратуры. Сигнал отклика, поступающий на вход блока 13 определения -неисправностей с выхода блока 6 позволяет оценивать качество окончательной (реальной) информации, поступающей в блок 17 релейной защиты, а сигнал с выхода блока 10 - амплитуду уровня входного сигнала, т.е. снижение запаса по перекрываемому затуханию в линии ниже минимально допустимой величины, задаваемой порогом второго порогового блока 10. Кроме того, в цикле проверки перед запусками передатчиков для отклика выделена пауза, во время проверяется нормальная работа части защиты в состоянии покоя. Это позволяет определить наличие постоянно действующей помехи в канале, а также обрыв выходной цепи приемника при работе приемопередатчика в составе дифференциально-фазной защиты. Блок 12 ловторной проверки при получении от блока 13 определения неисправности сигнала об обнаружении какой-либо неисправности подает на задатчик 15 режимов работы сигнал перевода в режим повторной проверки. При этом срабатывания сигнализации неисправности не происходит, а через интервал времени (приблизительно 1-2 мин), определяемый из условий окончания проверки всеми приемопере,датчиками линии и исчезновения возможной случайной помехи, срабатываетх задатчик 1 времени, посылается вызывной сигнал в линию и происходит повторная проверка. Если при повторной проверке блок 13 определения неисправности обнаруживает ту же неисправность, он подает сигнализацию неисправности и сиг нал автоматического вывода защиты из действия. Кроме того, в блоке 13 определения неисправности производит ся расшифровка обнаруженной неисправ ности, результат которой может быть выведен на световое табло. Сигнализация неисправности подается на щит центральной сигнализации подстанций а контактами своих выходных реле бло 13 определения неисправности выводит из действия цепи релейной защиты, действующие на отключение. В этот же момент блок 12 повторной проверки по дает на задатчик 15 режимов работы сигнал перевода устройства в режим ожидания сброса. При этом задатчик 15 режимов работы - запрещает формиро вателю 2 запусков подачу импульсов запуска в линию, а программному бло ку 7 принятие вызывных импульсов с выхода временного селектора 11 , На остальных концах линии устрой ства, не сигнала отклика с выведенного из работы устройства, фиксируют неисправность высокочастотг-юго канала и выводят цеги репейной защиты со своих c/rtiLioi-i линии. Если при пов ор1- ой пповеркй ме;исправн(сть не юдтесрж/яется 12 повторной проверки г;с1дае г на задатчик 15 режимов работы сигнал перевода в исходный режим. При этом блок 13 определения неисправности не подает никакой сигнализации и 1-18 производит автоматического вывода защиты. На время между первой и второй проверками при обнаружении неисправности после приема помехи или сигнала вызова, пришедшего с другой стороны линии, блок 12 повторной провер ки запрещает про раммнО|Му блоку 1 прием вызывного импульса с выхода временного селектора i1. Это существенно повышает помехозащищенность приемопередатчиков и исключает ложно срабатывание сигнализации неисправности. При работе релейной защиты блок 1 воздействует на finoiv 3 правления который запрещает гфохо)к/;м;;т через блок пс15еД( CMI 1;;.::;;,я .иг/...,4А инпульсов аЕ-)Томат1-1чес(Ого коитроля с форнироватеп;- 2 запусков и подает 0 .О е линии рабочий сигнал релейной за. щиты. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает поочередный автоматический контроль работы аппа-ратуры и ВЧ канала на каждой стороне линии электропередачи. Если вы является неисправность, элементы памяти запоминают результат, через малый интервал времени проверка повторяется и, если неисправность подтверждается, осуществляется автоматический вывод защиты на всех концах защищаемой линии и включается сигнализация, позволяющая определить вид и место неисправности. Предложенное устройство позволяет повысить эффективность ежедневных проверок без участия дежурного оперативного персонала с автоматической расшифровкой причин возникновения неисправностей, что ускоряет и удешевляет процесс восстановления поврежденных узлов. Формула изобретения Приемопередатчик для высокочастотной зашиты линии электропередачи, содер 1(в;||.:-й зздатчик пгрвмеин, перпый в1,1од i t-iiopOfo сс,(-1ем с псрйь м вкс ;:ом ;Ьорм11роваталп запусков, выход KyroDci o cocfVH-n i- с riopRWM (jjTijKa У| IP).:игч fi, t т г;; ;т/i : вхот lO-.,рого подключен к блоку pejiCviHoii защиты, а выход соединен с входом блока передачи сигналов в линию, выход которого подключен к линии, избирательно-усилительный блок,вход последнего подключен к линии, первый выход соединен с блоком приема сигналов релейной защиты, второй выход через детектор - с входом блока приема контрольных сигналов, выход которого подключен к входу первого порогового блока, соединенного последовательно с временнь;мСелектором . выход блока приема сигналов релейной защиты подключен к блоку релейной защиты и соединен также с первым входом блока определения неисправностей, имеющим пыхол. /1Г1я сиг-|1ализации и выход для BfciRxnn цепей ре;лейной зашиты из дейCrSi; ;. .J Л : - d KI {( 1 i- С 1 тем, -го, , целмо гк1ОЫ1.и :|-иП я,1Д-- |-- .л,, ( ус. ..jiv л 1- i , .;;-ч.:1 : цмоиаЯ.. В1.;зм п:;:чОСгей, в iero до по.пм.ггеп.о торой пороговый блок, блок повторной проверки, программный блок, задатчик режимов работы и блок автоматической установки задатчика времени, при этом выход детектора соединен также с входом второго порогового блока, выход которого подсоединен к второму входу блока определения неисправностей, третий выход которого подключен к первому входу блока повторной проверки, второй вход которого подключен к второму выходу задатчика времени,сое диненному также с первыми входами программного блока и задатчика режимов работы, третий вход блока повторной проверки подключен к выходу временного селектора, соединенному также с вторым входом программного блока, третий вход которого соединен с первым выходом блока повторной проверки, второй выход которого подключен к второму входу задатчика режимов nHfsichpaS/rcf l.. OvfoS Htu ieu ifmbi 012 работы, третий вход которого подсоединен к выходу программного блока и к третьему входу блока определения неисправности, к четвертому входу которого подключен первый выход задатчика режимов работы, второй выход которого соединен с вторым входом формирователя запусков, а третий выход через блок автоматической установки задатчика времени подключен к входу задатчика времени. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Зильберман В.А., Гефтер Г.С. Непрерывный контроль исправности высокочастотных каналов релейной защиты,- Электрические станции, 1975, № 3, сЛЗ-А6. 2.Авторское свидетельство СССР 137163, кл. Н 02 Н 7/26, I960. 3.Авторское свидетельство СССР N i)88351 , кл. Н 0 В 3/5, 1973. KfatHKU