Устройство для контроля модуля сопротивления линии электропередачи Советский патент 1982 года по МПК H02H3/40 H01H83/16 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты линий электропередачи.

Известно устройство для защиты ЛЭП, выполненное на операционных усилителях (ОУ), содержащее входные преобразователи, модель ЛЭП, блок с управляемым коэффициентом передачи, блок для сравнения, формирователь модуля, электронный ключ, формирователь коммутирующих сигналов и формирователь управляющего сигнала 1.

Наличие в устройстве таких элементов, как электронный ключ,формирователь коммутирующих сигналов и т.п., необходимых для получения характеристики срабатывания в виде окружности, проходящей через начало координат, усложняют схему иснижают точность устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство

ДЛЯ контроля полного сопротивления электрических систем, содержащее преобразователи ток-напряжение, напряжение-напряжение, подключенные к входам блоков формирования и сглаживания абсолютных значений входных величин, выход одного из которых подключен к одному входу делительного устройства, выполненного на базе блока перемножения, включенно10го в обратную связь усилителя постоянного тока и ко входу инвертора, выход которого подключен к второйу входу делительного устройГства, выход второго блока формирования и

IS сглаживания абсолютных значений электрических величин подключен к третьему входу делительного устройства, выход которого подключен к входу блока задания уставок. Устрой20ство выполнено на основе способа определения полного сопротивления путем деления абсолютных значений электрических величин, пропорцио|Нальных току и напряжению защищаемого или контролируемого объекта электрической системы. Недостатком данного устройства является наличие сложного делительного устройства и трудность его нас ройки. Если в блоке перемножения использовать нелинейный элемент (например р-п переход) или датчик Холла, достаточная точность не достигается в силу их известных недостатков, в случае .аппроксимации необходимой нелинейности увеличивается количество используемых элементов . Во всех случаях снижается точность, а в последнем и надежност так как она тем выше, чем проще схе ма. Кроме того, дрейф и смещение нулей операционных усилителей в дан ном случае суммируется с полезным сигналом и проходят на вход устройства с такими же коэффициентами передач, с какими проходят рабочие си налы, что вносит погрешность в замер сопротивления. Цель изобретения - повышение точ ности устройства. Поставленная цель достигается те что в устройство для контроля сопротивления линии электропередачи, содержащее преобразователь ток-напряжение, преобразователь напряжение напряжение и два формирователя модуля, дополнительно введены самонастраивающаяся модель линии электропередачи , сумматор и формирователь управляющего сигнала, при этом выход преобразователя ток-напряжение через пооледовательно включенные самонастраивающуюся модель линии электропередачи и один формировател модуля подключен к одному входу сум матора, выход преобразователя.напря жение-напряжение подключен через др гой формирователь модуля к другому входу сумматора, подключенного выходом ко входу формирователя управл ющего сигнала, выход которого подключен к управляющему входу самонастраивающейся модели линии электр передачи и является выходом устройства. Формирователи модуля и сумматор вместе являются блоком сравнени На чертеже изображена функционал ная схема устройства для контроля м дуля сопротивления линии электропередачи. Устройство содержит преобразователи ток-напряжение 1 и напряжение4яжение 2, самонастраивающуюся ль 3, формирователи i и 5 модусумматор 6, формирователь 7 упяющего сигнала, представляющего ебя интегратор. стройство работает следующим обм. апряжение на выходе модели 3, с щью которой, например, смоделина ЛЭП, при нулевых начальных виях в операторной форме WM(P), м(.p) W (р)(г, передаточная функция модели, выполненной на блоке 3} - коэффициент трансформации ТТ; коэффициент передачи преобразователя ток-напряжение hof,- параметры модели, соответствующие удельным параметрам линии} длина модели, управляемая напряжением на входе формирователя управляющего сигнала, соответствует сопротивлению на зажимах устройствапервичный ток. ыражение (1) справедливо при щении, что 1 меняется медленчем скорость изменения тока пряжения при к.з. Это практичессегда выполянется. апряжение на выходе преобразоля 2 напряжение-напряжение Гп л (р) ил(р) - (2) л1Р - п. к. тч п - коэффициент трансформации THj Кц - коэффициент передачи преобразователя напряжение-напряжение ;Цщ первичное напряжение. ператорное сопротивление на, мах устройства УАП (Р) UA(P) (он 1ом -Р) ) и„(Р) 1/ Т К. .v - общий коэффициент преобразований;масштабный коэффициент. 3aij:oH самонастройки зависит от характеристики элемента, регулирующего „ и, как правило, нелинейный. Считая, что рабочий участок зависимости 1„ f(Utjnp ) линейный, можно записать 1„ tg -Uynp., (i) где максимальная длина модели соответствующая максимальному коэффициенту передачи модели;; ct - угол наклона рабочего участка ; Uynp - напряжение на выходе формирователя управляющего сигнала. Напряжение на выходе сумматора 6 (р)1и„(р)/-М(р)/3 Kjt, (5) где Kfc - коэффициент передачи блока для сравнения. В следящей системе в установивше ся режиме постоянная составляющая с нале рассогласования: равна нутяо 1%,„ -/и„/-/ид/ 0, (6) следовательно, и, UA (7) G учетом (4) и (7), (З) может быть записано в следующем виде Z « С, - Cj- U,jHp (8) где С ,Cj, - постоянные. Поскольку в блоке для сравнения формируют и сравнивают модули и Цд, поэтому для данного устройства выраженке (З) можно записать в фор /«лА Kpt ciftH he«P) Или по аналогии с г - г Z t - t J 1 - vj- где cj, Cj - постоянные. Напряжение на выходе формировате ля 7 управляющего сигнала, является ; таким образом, зависимым от модуля сопротивления линии электропередачи на зажимах устройства. Характер этой зависимости аналогичен с зависимостью IM f(Utjv,p). При чем, скорость установления Uijnp не зависит от времени переходного процесса, вызванного коротким замыканием, а определяется только постоянной времени Т формирователя управляющего сигнала. Это обстоя903 тельство обуславливает высокое быстродействие устройства. Из выражений (1-) и (6) следует, что управляемый элемент (самонастраивающаяся модель) и обратная связь выполняют операцию деления 9/Цл/ /1л/ (,H-P) (11) Но надо иметь ввиду, что зависимость между отношением в (11) и Uunp нелинейная, что учитывается при задании уставок. На основании предлагаемого устройства возможно выполнение многоступенчатой ненаправленной дистанционной защиты, фиксирование расстояния до места повреждения и контроль изменения сопротивления на зажимах, осуществляемых с высокой точностью. Формула изобретения Устройство для контроля модуля сопротивления линии электропередачи, содержащее преобразователь токнапряжение, преобразователь напряжение-напр)яжениё и два формирователя модуля, отличающееся тем, что с целью повышения точности устройства в него дополнительно введены самонастраивакнцаяся линии электропередачи, сумматор и формирователь управляющего сигнала, при этом, выход преобразователя ток-напряжение через последовательно включенные самонастраивающуюся Модель линии электропередачи и один формирователь модуля подключен к одному входу сумматора, выход преобразователя напряжение-напряжение подключен через другой формирователь модуля к другому входу сумматора , подключенного выходом ко входу формирователя управляющего сигнала, выход которого подключен к управляющему входу самонастраивающейся модели линии электропередачи иявляется выходом устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2509593/2 -07, 30.1.1.78. 2.Авторское свидетельство СССР № i 7312, кл. G 01 R 27/16, 1973.