Дистанционный измеритель расстояния до места короткого замыкания Советский патент 1982 года по МПК G01R31/08 

I

Изобретение относится к технике релейной защиты и противоаварийной автоматике.

Известно устройство измерения расстояния до места короткого замыкания, содержащее преобразователи тока и напряжения, элементы памяти тока и напряжения, делительные схемы,пусковую схему, элемент .выдержки времени, элемент отсчета измерений l.Недостатком этого устройства является низкая точность измерения за счет того, что они не увеличивают шунтирующее влияние нагрузок при коротких замыканий . В наибольшей мере этот недостаток проявляется при централизованном замере на шинах распределительной подстанции, т.е. когда одно устройство контролирует несколько линий электропередачи.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство дистанционного измерения расстояния до точки короткого замыкания.

содержащее преобразователь напряжения, выход которого соединен с элементом памяти напряжения короткого замыкания и с элементом памяти напряжения предшествующего- режима, преобразователь тока, выход которого соединен с элементом памяти тока короткого замыкания, с элементом памяти тока предшествующего режима и с пусковой схемой , выход которой соединен со вторым

10 входом элемента памяти напряжения предшествующего режима, с вторым входом элемента памяти тока предшествующего режима и с элементом выдержки времени, выход которого соединен с

15 вторым входом элемента памяти напряжения короткого замыкания и с вторым входом элемента памяти токакороткого замыкания, множительно-делительный блок, один вход которого соединен

20 с выходоминвертора,соединенного по входу с выходом элемента памяти напряжения короткого замыкания, второй с выходом элемента памяти напряжения 392 предшествующего , третий - с выходом элемента памяти тока предшествующего режима, а выход соединен с входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом элемента памяти тока короткого амыкания, а выход - с входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом элемента памяти напряжения, короткого замыкания, а выход - с элементом отсчета измерений 2|. Данное устройство измеряет входное сопротивление петли короткого замыкания с учетом предло)хенил , что суммарная проводимость нагрузок, шунтирующая сопротивление петли короткого замыкания, сосредоточена на иинах рас пределительной подстанции и равна сум ме входных провбдимостей всех линий, отходящих от подстанции, в прёдаварийном режиме,т.е. при определении входного сопротивления петли короткого замыкания с. помощью данного устрой ства принято, что входная проводимост поврежденной линии в доаварийном режиме также сосредоточена на шинах распределительной подстанции, что может привести к существенной погрешности .до в определении искомого расСТОЯНИЯ до места короткого замыкания особенно при значительной нагрузке поврежденной линии. Целью изобретения является повыше ние точности измерения расстояния до места короткого замыкания. Это достигается тем, что в устройство, содержащее блок преобразования напряжения, вьход которого соединен с элементом памяти напряжения короткого замыкания, блок преобразования тока, выход которого соединен с элементом памяти тока короткого замыкани элементйм памяти тока предшествующего режима и с блоком пуска, выход которого соединен с вторым входом элемента памяти тока предшествующего реЖима и с основным элементом выдержки времени, выход которого соединен с вторым входом элемента напряже ния короткого замыкания и с вторым входом элемента памяти тока короткого замыкания, элемент умножения, первый вход которого.соединен с выходом блока и инвертора, вход которого сое динен с выходом элемента памяти напря жения короткого замыкания, а выход с основным элементом деления, выход которого соединен с первым входом сум мирующего блока, второй вход послед+него соединен с выходом элемента памяти тока короткого замыкания, а выход - с основным элементом деления, второй вход которого соединен с выходом элемента памяти напряжения короткого замыкания, а выход - с элементом отсчета измерений введены элемент памяти напряжения после отключения поврежденной линии, элемент памяти тока после отключения поврежденной линии, дополнительный элемент выдер : ки времени, дополнительный элемент деления, множительно-суммирующий блок, логический элемент, причем первый вход элемента памяти напряжения после отключения поврежденной линии соединен с выходом блока преобразования напряжения, второй вход соединен с выходом дополнительного элемента выдержки времени и с первым входом элемента памяти тока после отключения поврежденной линии, второй вход которого соединен с выходом блока преобразования тока, выход элемента памяти тока после отключения поврежденной линии соединен с первым входом множительно-суммирующего блока, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым выходом логического элемента и выходом элемента памяти тока предшествующего режима,второй выход логического элемента соединен со входом дополнительного элемента выдержки времени, выход множительно-суммирующего блока соединен с первым входом дополнительного элемента деления, второй вход которого соединен с выходом элемента умно хения, второй вход которого соединен с выходом элемента памяти напряжения после отключения поврежденной линии, а выход дополнительного элемента деления соединен со вторым входом суммирующего блока. На чертеже изображена структурная схема устройства. Устройство содержит блок 1 преобразователя напряжения, блок 2 преобразования тока, блок 3 пуска, основной элемент выдержки времени, элемент 5 памяти напряжения короткого замыкания, элемент 6 памяти напряжения после отключения поврежденной линии, элемент 7 памяти тока предшествующего р.ежима, элемент 8 памяти тока короткого замыкания, элемент 9 памяти тока после отключения повре): денной линии, логический элемент 10,1. дополнительный элемент 11 вь1держки времени, блок 12 инвертора, элемент 13 умножения. элемент деления, дополнительный элемент 15 деления, суммирующий блок 16, множительно-суммирующий блок 17, блок 18 деления, элемент 19 отсчета измерений. Устройство работает следующим образом. Текущее значение напряжения подает ся на вход блока 1 преобразования напряжения, в качестве которого может быть использован одно-или двухполурериодный выпрямитель. Текущее значение тока подается на вход блока 2 преобразования тока, который преобразует переменный- ток в постоянное напряжение. Элемент 5-9 памяти работают в режиме слежения. При коротком замыкрнии срабатывает блок 3 пуска и мгновенно отключает элемент 7 памяти тока предшествующего режима, на выходе которого остается напряжение, пропорциональное току предшествующего режима (1л). Через время 0,1-0,2 с срабатывает основной элемент k выдержки времени и отключает элементы 5 и 8 памяти-,на их выходах остаются напряжения, пропорциональные соответственно напряжению и. и току к короткого замыкания, При отключении масляного выключателя поврежденной линии срабатывает логический элемент 10, в состав которого входят реле-повторители контактов отключения масляных выключателей. На контактах реле-повторителей собрана логическая схема ИЛИ, дающая сигнал на запуск дополнительного элемента 1 выдержки времени, который через 0,20,4 с после срабатывания логического элемента 1 О отключает элемен ты 6 и 9 памяти, на выходах которых остаются напряжения, пропорциональные соответственно напряжению. UQ и Току 1 после отключения .поврежденной линии . Вторая группа контактов реле-повто рителей логического элемента 10 устанавливает коэффициент умноженир Кд множительно-суммирующего блока 17, который может быть выполнен на операционном усилителе, на инвертирующий вход которого подается напряжение . с выхода элемента памяти, а на неинвентирующий - с выхода элемента 9 памяти, Установка коэффициента умножения может быть осуществлена подключением через замыкающийся при коротком замыкании контакт реле-повторителя зара946 нее подобранного для поврежденной линии сопротивления отрицательной обратной связи,Величину коэффициента умножения для каждой линии определяют по формуле : 4 iO-|i), где л номер линии из числа контролируемых устройством; номер нагрузки на л-ой линии; чило нагрузок, на л-ой линии; средний вес гой нагрузки, определяемый как отношение средней мощности (или среднего тока) i-ой нагрузки к средней мощности (или току) всех нагрузок л-ой линии; расчетное полное входное сопротивление линии при коротком замыкании в месте установления; i-ой нагрузки без учета шунтирующего влияния нагрузок; расчетное полное входное сопротивление линии при коротком замыкании в конце линии без учета шунтирующего влияния нагрузок, При срабатывании элемента 11 выдержвремени запускается множительный элемент 13 и делительные элементы И и 15, на выходах которых после выполнения множительно-делительной операции, остаются напряучения, пропорциональные соответственно величинам: (З-П -Зо), первая из которых позволяет учесть шунтирующее влияние нагрузок неповрежденных линий, а вторая - шунтирующее влияние нагрузок поврежденной лиНИИ в режиме короткого замыкания,Эти напряжения вычитаются из напряжения, пропорционального току короткого замыкания, на сумматоре 16, выход которого соединен с блоком 18 деления, последний совместно с элементом отсчета измерений,в качестве которого может бь1ть использован счетчик импульса, выдает информацию о месте повреждения в виде числа импульсов п: (3--3«)Uf-.. где К|-|- коэффициент передачи схемы устройства. 792 Введение блоко.в 6,9ilO,n,15 и 17 позволяет выделить токи нагрузок поврежденной и неповрежденных линий в доаварийном режиме и определить степень их влияния на ток в режиме короткого замыкания. Устройствр раздельно определяет шунтирующее влияние нагрузок поврежденной и неповрежденных линий на вхо ное сопротивление петли короткого за мыкания путем использования информации о величинах напряжения и тока после отключения поврежденной линии и априорной информации о средних весах нагрузок и местах их расположени Это повышает точность измерения расстояния до места короткого замыкания в распределительных сетях 6-10 кВ и, тем самым, сокращает время поиска повреждений. Формула изобретения Дистанционный измеритель расстояния до места короткого замыкания, со держащий блок преобразования напряжения, выход которого соединен с эле ментом памяти напряжения короткого замыкания, блок преобразования тока, выход которого соединен с элементом памяти короткого замыкания, элементом памяти тока предшествующего режима и с блоком пуска, выход которого соединен со вторым входом элемент памяти тока предшествующего рехшма и с основным элементом выдержки времени, выход которого соединен со вто рым входом элемента памяти напряжени короткого замыкания и вторым входом элемента памяти тока короткого замыкания, элемент умножения,,первый вхо которого соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с выходом элемента памяти напряжения короткого замыкания, а выход - с основным элементом деления, выход которого соединен с первым входом суммирующего . блока, второй вход последнего соединен с выходом элемента памяти тока короткого замыкания, а выход - с основным элементом деления, второй вход которого соединен с выходом элемента памяти напряжения короткого замыкания, а - с элементом отсчета измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены элемент памяти напряжения после отключения поврежденной линии, элемент памяти тока после отключения повреждения линии, дополнительный элемент выдержки времени, дополнительный элемент деления, множительно-суммирующий блок, логический элемент, причем первый вход элемента памяти напряжения после отключения поврежденной линии соединен с выходом блока преобразования напряжения; второй вход соединен с выходом дополнительного элемента выдержки времени и с первым входом элемента памяти тока после отключения поврежденной линии, второй вход которого соединен с выходом блока.преобразовав ния тока, выход элемента памяти тока после отключения поврежденной линии соединен с первым входом множительно-суммирующего блока, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым выходом логического элемента и выходом элемента памяти тока предшествующего режима, второй выход логического элемента соединен со входом дополнительного элемента выдержки времени, выход множительносуммирующего блока соединен с первым входом дополнительного элемента деления, второй вход которого соединен с выходом элемента умножения, второй вход которого соединен с выходом элемента памяти напряжения после отключения поврежденной линии, а выход дополнительного элемента-деления соединен со вторым входом суммирующего блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 353295, кл., G 01 R 19/10, 1970. 2.Авторское свидетельсво СССР № 523369 кл. G 01 R 31/08, 197.