1
Изобретение относится к электротехнике, а именно к противоаварийной автоматике энергосистем, предназначено для определения оптимального момента времени отключения электрической цепи в режиме асинхронного хода (АХ) и может быть использовано в системах, где по условиям эксплуатации допустимо отключение ЛЭП после первого или последующих циклов АХ, по истечении времени, отведенного для возможной ресинхронизации.
Известно устройство автоматического прекращения асинхронного хода в энергосистеме, в котором производится счет циклов изменений тока в режиме АХ и подается команда на отключение электрической цепи после отсчета заданного числа циклов без учета величины скольжения и времени срабатывания выключателя l .
Момент отключения при использовании этого устройства может совпасть или находиться вблизи момента противофазы ЭДС на концах линии, что приводит к утяжелению условий работы выключателей и увеличению внутренних перенапряжений в сети.
Известно также устройство, основанное на измерении цифровым методом минимального и максимального значений напряжения биений и подаче команды на отключение в момент дости10жения восходящей волной напряжения полусуммы этих значений z .
Устройство дает удовлетворительные результаты в определенном диапа5 зоне изменения скольжения и может привести к нежелательным явлениям при очень малых или больших скольжениях.
Наиболее близким к предлагаемому
20 является устройство для прекращения асинхронного хода генераторов электростанций, связанных линий электропередачи, снабженной измерительным
трансформатором тока, содержащее соединенные последовательно пусковой блок, блок определения длительности части периода биения полного тока в линии электропередачи, выполненный в виде последовательно соединенных элемента формирования огибающей полного тоЛа и элемента формирования производной по времени огибающей полного тока, блок вычисления ожидаемого момента минимума огибающей биения полного тока, блок вычисления оптимального момента подачи команды на отключение линии, состоящий из элемента определения разности полупериода биения полного тока и собственного времени отключения выключателя и элемента задержки, блок счета времени и исполнительный блок З.
Недостатком указанного устройства является малая точность отключения вблизи момента синфазности ЭДС при больших и малых скольжениях, необходимость дублирования другим устрой ством при скольжениях с очень большим периодом биений. Кроме того, принцип действия устройства предполагает для определения моментов экстремумов огибающей биения полного тока вычисление ее первой производно по времени, что связано с трудностя 4 аппаратной реализации и внесением дополнительной погрешности.
Цель изобретения - повышение надежности устройства путем его упрощения (отказ от получения огибающей биений и ее производной), увеличение точности отключения вблизи момента синфазности ЭДС во всем диапазоне изменения скольжения, а также обеспечение возможности отключения линии при любом практически достижимом скольжении, особенно при скольжениях с очень большим периодом биеНИИ.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для прекращения АХ, содержащее блок определения длительности периода биений полного тока и исполнительный блок, дополнительно введены последовательно соединенные блок управления, блок генерации и формирования импульсов, арифметический блок, а также блок разрешения, причем первый вход блока управления подключен к выходу блока определения длительности периодд биений полного тока, один из выходов арифметического блока подключен к второму входу блока управления другой - к первому входу исполнительного блока, а выход блока разрешения подключен к второму входу исполнительного блока.
Кроме того, с целью увеличения точности измерения периода биений АХ, а следовательно, и точности отключения линии вблизи момента синфазности ЭДС во всем диапазоне изменения скольжения, блок определения длительности периода биений полного тока выполнен из элемента коммутации и порогового элемента, входы которых подключены к измерительному трансформатору тока, а выход порогового элемента подключен ко второму входу элемента коммутации, элемента запоминания и компаратора (элемента сравнения), причем первый выход элемента коммутации соединен с первым входом компаратора, а между вторым выходом элемента коммутации и вторым входом компаратора включен элемент запоминания.
Далее, с целью упрощения устройства и получения возможности отключения линии при скольжениях с очень большим периодом биений АХ, вместо блока определения ожидаемого момента минимума огибающей полного тока, блока вычисления оптимального момента подачи команды на отключение линии, состоящего из элемента определения разности полупериода биения полного тока и собственного времени отключения выключателя и элемента задержки, блока счета времени, введен выполняющий эти функции арифметический блок, состоящий из реверсивного счетчика импульсов и элемента задания времени отключения выключателя, выход которого подключен ко входу счетчика импульсов.
На фиг. 1 и 2 показаны кривые биений полного тока в режиме АХ и последовательные этапы работы устройства соответственно для случаевtgiT/ MT/2 i9 на фиг, 3 представлена блок-схема предлагаемого устройства.
На фиг. 1 и 2 показаны период Т биений полного тока (период АХ), собственное время iц отключения выключателя частота i следования рабочих импульсов устройства, моменты 1, 2 и 3 максимумов биений полного тока, порог чувствительности устройства, момент 5 приема в устройст во информации ,, момент 6 подачи команды на отключение выключателя, область 7 подачи команды на отключение выключателя, момент 8 отключения выключателя, последовательные этапы 9-1 работы отдельных блоков устройства. ЛЭП 15 связывает энергосистемы 16 и 17 через выключатели 18 и 19 и сборные шины 20 и 21. В режиме АХ возникающие биения полного тока от измерительного трансформатора 22 тока поступают одновременно на входы порогового элемента 23 и элемента 2Ц коммутации, функционально входящих в блок 25 определения длительности периода биений полного тока. Элемент коммутации имеет два выхода, управляемые пороговым элементом так, что на одном из них появляются все четные, считая с момента 5 полуволны синусоид биений полного тока, а на другом - нечетные полуволны. Четные по волны поступают на первый вход комп ратора элемента сравнения) 26, а нечетные - на второй вход компарато через элемент 27 запоминания. Компа тор сравнивает оба входных сигнала и выдает на выходе сигнал отрицател ной полярности, если амплитуда предыдущей полуволны биений полного то меньше амплитуды последующей полуволны (подъем огибающей), и сигнал положительной полярности - в против ном случае (спад огибающей). Эти си налы поступают в блок 28 управления которыи в моменты перемены полярности входных сигналов запускает блок 29 генерации и формирования им пульсов, выходные сигналы (рабочие импульсы) которого с частотой сле дования i или 2 i поступают в арифметический блок 30, состоящий из сч чика 31 импульсов и элемента 32 задания времени отключения выключателя. Арифметический блок выдает сигнал на вход исполнительного блока 33, который при наличии сигнала от , блока З разрешения, появляющегося только по истечении времени, отведе ного для целей ресинхронизации, подает команду на отключение выключателя 18. Счетчик импульсов представляет собой электронный двоично-десятичны реверсивный счетчик (можно использовать и двоичный счетчик, но в этом случае информация oi должна задаваться в восьмеричном коде). В момент 5.превышения порога чувствительности устройства по команде 9 из элемента 32 в счетчик принимается величина 2i (в единицах-l/i) в дополнительном коде. В момент 1 первого максимума в счетчик из блока 29 поступают импульсы с частотой следования i , заставляя счетчик работать в режиме 10 сложен 1я до момента 2 второго максимума, после наступления которого в счетчике оказывается записанным в тех же единицах число (-2t Е, + Г), Если -2-12,+ Т) положительная величина, о чем сигнализирует в блок управления импульс 11 прямого переноса при переполнении счетчика (фиг. 1), блок 29 начинает формировать импульсы удвоенной частоты 2, заставляющие работать счетчик в реверсивном режиме, т. е. в режиме 12 вычитания, до его полного опорожнения в один из моментов 6 области 7, когда содержимое счетчика становится равным нулю. Этот процесс занимает время, равное (Т/2-ta), отсчитанное от момента 2 второго максимума. В момент 6 импульс обратного переноса счетчика дает сигнал 13 в исполнительный блок, который подает команду на отключение выключателя, отключающего линию в момент 8, когда ЗДС синфазны. При отрицательном (-21в Т) т. е. когда время полупериода АХ мень времени отключения выключателя (фиг. 2), в момент 2 второго максимума по сигналу блока управления блок генерации и формирования импульсов вырабатывает импульсы удвоенной частоты 2f, которые поступают на вход счетчика, заставляя его работать в режиме 1 сложения до момента 3 третьего максимума, т. е. в течение следующего целого периода Т, в результате чего в счетчике оказывается записанным число(-2tg +ЗТ), уже положительное. В момент 3 включается реверсивный режим счетчика, и команда на отключение выключателя подается в момент 6 из области 7, т. е. через время (ЗТ/2 -ig) , отсчитанное от момента 3 третьего максимума. К достоинствам устройства относятся возможность оперативной подстройки к любому типу выключателя с помощью цифрового набора времени его отключения. Введение реверсивного счетчика импульсов позволяет подавать команду на отключение выключате ля как с постоянным, так и с переменным временем опережения, зависящим от контролируемого параметра (например, от величины разности двух последовательных периодов АХj, что достигается введением коэффициен та пропорциональности между контролируемым параметром и частотой вычитания счетчика 21. Технико-экономический эффект при применении устройства достигаетбя за счет облегчения условий работы выключателей в энергосистемах, увеличения срока их службы и снижения внутренних перенапряжений в сети. Формула изобретения 1. Устройство автоматического пре ращения асинхронного хода в энергосистеме, содержащее блок определения длительности периода биений полного тока и исполнительный блок, о т ли чающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства путем его упрощения, а также увеличения точности отключения вблизи м мента синфазности ЭДС во всем диапазоне изменения скольжения, оно сна жено последовательно соединенными блоком управления, блоком генерации формирования импульсов, арифметическим блоком, а также блоком разрешения, причем первый вход блока управ9лёния подключен к выходу блока определения длительности периода биений полного тока, выходы арифметического блока подключены к второму входу блока управления и к первому входу исполнительного блока, а выход блока разрешения подключен к второму входу исполнительного блока. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок определения длительности периода биений полного тока выполнен из элемента коммутации, порогового элемента, элемента запоминания и элемента сравнения, причем входы элемента коммутации подключены к зажимам для подключения к измерительному трансформатору тока и к выходу порогового элемента, а выходы - к первому входу элемента сравнения и к входу элемента запоминания, выход элемента запоминания подключен к второму входу элемента сравнения, выход элемента сравнения - к блоку управления, а вход порогового элемента соединен с входом элемента коммутации. Зо Устройство по п. 1, отличающее ся тем, что арифметический блок содержит реверсивный счетчик импульсов и связанный с Эго приемным входом элемент задания Эремени отключения выключателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Беркович М. Д., Семенов В. А. Основы автоматики энергосистем. М., Энергия, 1968, с. 390. 2.Патент Франции № 2067708, кл. Н 02 Н 7/OOj 1971. 3.Авторское свидетельство СССР № 688958, кл. Н 02 J 3/24, 1977.
W
ll
llf
n
n
A/1.2
К
tt
п
29
t1
I
f;
15
xJl
J
J
