Устройство для релейной защиты электроустановки Советский патент 1982 года по МПК H02H7/00 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к релейной защите и автоматике энергосистем.

Известны устрюйства репейной защиты (РЗ) с испол)3ованием управляющих ЭВМ, основанные на обработке в ЭВМ мгновенных значений электрических величин, пропорциональных в общем случае линейной комбинации мгновенных токов, напряжений и их производных по времени згицищаемой электроустановки, преобразуемых вчисловой код и вводимых в ЭВМ при помощи аналого-цифрового преобразователя (АЦП) циклически с периодом цикла порядка 0,5-2 мс. В ЭВМ введенные коды величин используются либо для выделения (цифровой фильтрации) мгновенных значений основной гармоники, лИбо для вычисления интегральных параметров основной гармоники каждой величины, таких как модуль и фаза, при помощи которых в случае реализации, например, дистанционной защиты ЛЭП. вычисляют модуль и аргумент или активную и реактивную составляющие входного сопротивления защищаемой ЛЭП. Сравнивая полученные парг1метры входного сопрютивления с граничными значениями, заданными характеристикой срабатывания, определя от повреждено или нет защищаемое присоединение,и, соответственно, выводят или не вывос дят из ЭВМ дискретный сигнал на отключение выключателя защищаемого присоединения 1 и 2.

К недостаткам известных устройств относятся большой объем измерений и соответственно большие затраты вре10мени на ввод большого числа мгновенных значений в ЭВМ и их цифровую фильтрацию для выделения составляющих основной частоты, вследствие чего уменьшается количество присоединений, которое можно защитить при использовании одной ЭВМ, а также пониженная точность работы в реальном диапазоне изменений токов и напряжении при К.З., связанная с тем, что не

20 удается обеспечить необходимую точность измерения малых мгновенных значений величин.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство релейной защиты

25 с использованием ЭВМ 3.

Однако известное устройство обладает недостаточным быстродействием, так как на выделение составляющих основной частоты из последовательног

30 сти мгновенных значений необходимо

время не менее одного периода промышленной частоты, и лишь после этого начинается обработка выделенных составляющих. Кроме того, известному устройству присущи недостаточная эффективность использования оборудования (малое количество защищаемых при помощи одной ЭВМ присоединений), недостаточная отстроенность от переходных электромагнитных процессов при к.з. и узкий рабочий диапазон токов и напряжений защиты.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, увеличение диапазона токов и напряжений и уменьшение влияния переходных электромагнитных процессов.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для релейной защиты электроустановки, содержащее линейные преобразователи тока и напряжения, подключенные к выходу измерительных трансформаторов тока и напряжения электроустановки, и функционально связанную с управляющую ЭВМ, дополнительно содержит интеграл ные дискретные преобразователи переменного напряжения в постоянное, выполненные из последовательно соединенных презиционных выпрямителя, дискретно управляемого от ЭВМ интегратора и емкостной ячейки памяти с управлением от.ЭВМ, которые включены Между выходами всех линейных преобразоват€5лей и входами ЭВМ, выходное напряжение каждого из которых на очередном интервале интегрирования длительностью T,f , кратной половине периода напряжения сети, сохраняется постоянным и равным инте- гралу

tyi+TviHT

)/di

th за предыдущий интервал интегрировани

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства защиты; на фиг. 2 - схема интегральнодискретного преобразователя.

Устройство защиты содержит измерительные трансформаторы 1 тока и измерительные трансформаторы 2 напряжения защищаемого присоединения электроустановки, причем входы трансформаторов 1 и 2 подключены к входам линейных преобразователей 3 тока и напряжения, выходы которых подключены к входам интеграпьных дискретных преобразователей 4, выходы которых подключены к входам ЭВМ 5.

Выход 6 ЭВМ подключен к управляющим входам интегральных дискретных преобразователей 4, а выход 7 ЭВМ к цепям отключения выключателя 8 защищаемого присоединения.

На входы 9 ЭВМ подаются сигналы с выхода интегральных преобразователей другого защищаемого присоединения ,

а с выхода 10 ЭВМ подается сигнал на отключение его выключателя.

На вход 11 ЭВМ при работе ее в ждущем режиме подается пусковой сигНсШ, по которому производят передачу управления .ЭВМ от фоновых программ на программу релейной защиты.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

На входах интегральных преобразователей непрерывно имеются напряжения, пропорциональные линейным комбинациям токов и напряжений защищаемого присоединения.

При непрерывном режиме выполнения задачи защиты с выхода 6 ЭВМ периодически выдаются управляющие сигналы, благодаря которым в каждом интегргшьном преобразователе циклически происходит одновременное интегрирование с нулевыми начальны; «1 условиями абсолютных мгновенных значений входного напряжения на дискретных интервалах интегрирования Тцнт кратных половине периода промышленной частоты.Полученное значение интегргша запоминается в виде неизменного напряжения на время следующего интеграла интегрирования, в течение которого это напряжение преобразуется в цифровой код входными устройствами ЭВМ и вводится в память ЭВМ, а коды, соответствующие выходным напряжениям отдельных преобразователей, и вычисленные по ним величины в ЭВМ сравниваются между собой или с заданными уставкаМи, в то время как интегрирование входных напряжений преобразователей вновь производится с нулевыми начальными условиями.

При вьтолнении условии срабатывания защиты на выходе 7 ЭВМ выраба.тывается сигнал, действующий на от-, ключение выключателя поврежденного присоединения.

При 5кдущем режиме работы ЭВМ на выходе б отсутствуют управляющие сигналы, и выходное напряжение всех интегральных преобразователей 4 равно нулю, а ЭВМ производит решение фоновых задач нормального режима.

Выдача управляющих сигналов с выхода б ЭВМ,.последующее появление выходных напряжений интегральных преобразователей, преобразование их в цифровой код, ввод в память ЭВМ, вычисления и проверка условий срабатывания защиты начинаются после появления пускового сигнала, подаваемого на вход 11 ЭВМ от пускового органа, реагирующего на изменение режима электроустановки.

Интегральный дискретный преобразователь .4 может быть выполнен, например, по структурной схеме (фиг.2) и содержит презиционный выпрямитель , 12, дискретно yпpaвляe 1ый интегратор 13 и емкостную ячейку 14 памяти q управлением от ЭВМ. Управляющие сигналы с выхода б ЭВ обеспечивают интегрирование с нулевы ми начальными условиями абсолютных мгновенных з-начений входного напряжения преобразователя на дискретных интервалах интегрирования Тц и запоминание полученного интеграла в виде постоянного напряжения на время следующего интервала интегрирования. По структурной схеме предлагаемого устройства (фиг. 1) могут быть, реализованы различные виды релейной заадиты - ненаправленные и направленные ступенчатые токовые защиты, дистанционные ступенчатые защиты с ненаправленными и направленными ступенями, дифференциальные токовые защиты. Благодаря интегрированию абсолютных мгновенных значений входных напряжений преобразователей и кратност интервала интегрирования полупериоду основной частоты существенно снижается влияние свободных составляющих электромагнитного переходного процесса при к.з. Использование в предлагаемом устройстве интегральных значений электрических величин, отражающих состояние защищаемого присоединения наинтервале интегрирования, позволяет в 10-20 раз по сравнению с известным устройством уменьшить объем вводимой в ЭВМ первичной информации, необхоДИМОЙ для проверки условий срабатывания защиты, что дает возможность при помощи одной ЭВМ осуществить защиту большего числа.присоединений. При использовании интегральных значений электрических величин не требуется вводить в ЭВМ значения, составляющие десятые и сотые долиот амплитуды этих величин, благодаря чему обеспечивается увеличение рабочего диапазона токов и напряжений при заданной точности. Формула изобретения Устройство для релейнойзащиты электроустановки, содержащее линейные преобразователи тока и напряжения, подключенные к выходу измери тельных трансформаторов тока и напряжения электроустановки, и функцинально связанную с ними управляющую электронную вычислительную машину (ЭВМ) ,.отличающееся тем, что, с целью расширения функциональ- ных возможнос тей путем защиты большего числа присоединений электроустановки , увеличения рабочего диапазона токов и напряжений, а также уменьшения влияния переходных электг ромагнитных процессов, оно дополнительно снабжено интегральными дискретными преобразователями переменного напряжения в постоянное, выполненными из последовательно соединенных прецизионногр выпрямителя, дискретно управляемого от ЭВМ интегратора и емкосной ячейки памяти с управлением от ЭВМ, включены между выходами всех линейных преобразователей и входами ЭВМ, выходное напряжение каждого из которых на очередном интервале интегрирования длительностью Тйит кратной половине периода напряжения сети, постоянно и равно интегралу и+Тиит 1 |Ue,W|dt Ьи за предыдущий интервал интегрирования. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ramamoorty М А not-э on impedance measurement using digital loiaputers.-IEE-IERE Pros (India) , 1971, V. 9, N 6,243-7. 2. Phadke A.G., Hlibka T, Ibrahim M. A digital computer system for EHV substations, analysis and field tests.-lEE Trans on PAS, 1976, V. 95, N 1, p. 291-301. 3. Активные фильтры симметричных составляющих. Измерительные органы сопротивления с применением средств вычислительной техники,- Отчет о НИР МЭИ, № Б 648292, ч. VII, М., 1978.

yv/./

t

//