Устройство для объединения двух частей энергосистемы с контролем синхронизма Советский патент 1983 года по МПК H02J3/42 H02H3/06 

Изобретение относиться к электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике энергосистем, и может быть использовано, например, в устройствах автоматического повторного включения (АПВ) линий электропередачи. .

По основному авт.св. 866648 известно устройство для Объединения двух частей энергосистекы с контролем синхронизма, содержащее датчики напряжений объединяемых частей энергчэсистемы, к которым подсоединены три реле сдвига фаз, причем выход первого из «их через первый элемент времени с задержкой на срабатывание подключен к первому входу логического элемента ИЛИ, а выход второго - к первому входу первого логического элемента И непосредственно/ и через первый логический элемент НЕ к первому входу второго логического элемента И, второй элемент времени с задержкой на срабатывание, третий логический элемент И, к первому входу которого подключен блок формировгшия сигнала на включение выключателя, третий элемент времени с задержкой на срабатываН1 е, третье реле сдвига фаз, присоединенное к упомянутым датчикам напряжений, второй логический элемент НЕ, элемент двоичной памяти с входом на срабатывание и входом на отпадание, ограничитель импульсов, расширитель импульсов и выходной элемент. Выход третьего реле сдвига фаз непосредственно подключен к второму входу второго логического элемента И, выход которого через второй элемент времени с задержкой на срабатывание подключен к входу на срабатывание элемента двоичной памйти, а через второй логический элемент НЕ - к входу на отпадание элемента двоичной . памяти, выход которого соединен со вторым входом первого логического элемента И, подключеннога своим выходом через ограничитель импульсов к второму sxojay логического элемента

20 ИЛИ, выход которого подключен к второму входу третьего логического элет мента И, а шлход последнего через включенные последовательно третий Э1)емент времени с задержкой на сраба25тывание и расширитель импульсов под ключен к выходному элементу .

Недостатком известного устройства является недостаточная устойчивость функционирювания в тех режимах, когда

30 повторное включение вьйслючателя произспшю при углах между ЭДС объединя емых систем, соответствующих зоне действия третьего реле сдвига фаз, а последующее срабатывание устройст ва {новый цикл АПВ) происходит при углах, соответствуюидих зоне действи второго и третьего реле сдвига фаз, В этом случае элемент двоичной памя ти остается в сработанном состоянии так как его сброс осуществляется пр отпадании третьего реле сдвига,Поэтому в новом цикле ЛПВ при наличии ср ботанных второго и третьего реле сд га фаз команда на включение выключа теля фактически подается без контрол синхронизма, что может привести к не допустимому несинхронному объединению двух частей энергосистемы. Кроме того, известное устройство обладает недостаточной надежностью из-за отсутствия мер по контролю исправности схемы в нормальном режиме. Целью изобретения является повышение устойчивости функционирования и надежности устройства для объедине ния двух частей энергосистемы с конт ролем синхронизма. Эта цель достигается тем, что уст ройство для объединения двух частей энергосистемы с контролем синхронизма снабжено вторым логическим элемен том ИЛИ, блоком возврата и блоком контроля исправности, причем вход блока контроля исправности соединен с выходом первого логического элемен т,а ИЛИ, выход второго логического элемента ИЛИ подключен к входу на отпадание элемента двоичной памяти, а первый и второй входы соответствен но соединены с выходом второго логического элемента НЕ и выходом блока возврата, вход которого подключен к выходу ограничителя импульсов. Блок возврата содержит последова тельно соединенные дифференцируюь-1Ий элемент, инвертор и однополупериодны выпрямитель. Блок контроля исправности содержит логический элемент НЕ, логический элемент И, замыкающий контакт ре ле положения Включено выключателя и индикатор неисправности, причем к первому входу логическогхэ элемента И подключен выход логического элемента НЕ, к второму входу - замыкающий контакт реле положения Включено вы ключателя, а к.выходу - индикатор не исправности . На Лиг.1 показана блок-схема устройства на фиг.2 изображены эпюры работы устройства. Устройство содержит (фиг.1) датчики напряжения Щ и UQ coeдиняe ыx частей энергосистемы 1 и 2, первое, второе и третье реле 3-5 сдвига фаз, срабатывающие, когда сдвиг фаз между контролируекыми напряжениями становится меньше заданного, первый элемент 6 времени с задержкой на срабатывание, первый и второй логические элементы НЕ 7 и 8, первый и второй логические элементы И 9 и 10, ограничитель 11 импульсов, формирующий короткий импульс по переднему фронту выходного сигнала, второй элемент 12 времени с задержкой на срабатывание, первый логический элемент 1ШИ 13, элемент 14 двоичной памяти с входом на срабатывание и входом на отпадание, блок 15 формирования сигнала на включение выключателя, третий логический элемент И 16, третий элемент 17 времени с защержкой на срабатывание, расщиритель -18 импульсов, обеспечивающий срабатывание выходного элемента 19 в течение времени, достаточного для надежного включения вы лючателя, блок возврата, включающий в себя дифференцирующий элемент 20, инвертор 21 и однополупериодный выпрямитель 22, второй логический элемент ИЛИ 23, блок контроля исправности, включающий в себя логический элемент НЕ 24, замыкающий контакт реле 25 положения Включено, логический элемент и 26 и индикатор неисправности 27. Устройство работает следующим образом. Напряжение каждой из двух объединяемых частей энергосистемы U и J подается на реле 3-5 сдвига фаз. Элементы 3 и 6 образуют канал ожидания синхронизма и обеспечивают подачу разрешающего сигнала на элемент 16 при малых и нулевых значениях скольжения. Реле 3 срабатывает в диапазоне углов скольженияГ , сА . Если время нахождения реле 3 в сработанном состоянии превысит время задержки t , то сигнал проходит на выход элемента 6 времени и через элементы 13, 16 (при наличии сигнала от блока 15), 17 и 18 вызывает срабатывание выходного элемента 19. Реле 4 и 5 срабатывают в диапазонах углов - cfi, df 3 С (fbj сГ 1 со ответственно, причем a(f При наличии скольжения /SfO/ промежуток времени л-fc между последовательными срабатывания1 1И реле 4 и 5 обратной пропорционален скольжению , Импульс длительность ut формируется на выходе элем1анта 10. Время задержки 12. элементе 12 определяет уставку по допустимому скольжению(ъ-(г Ш Если длительность импульса на выходе элемента 10 превысит уставку. заданную на элементе 12 A-fc7-t2. { следовательно, 5 5доп, то происходит срабатывание элемента 14 двоичной памяти. В этом случае в момент срабатывания реле 4 на выходе элемента И 9 появится сигнал 1, который ограничивается по длительности до -Ьэ, в ограничителе 11 и поступает через элемент 13 на второй вход элемента 16. При наличии на первом входе последнего сигнала от формирователя 15 импульс г роходит на элемент 17 времени имеетдий задержку срабатывания -t при чем Ь. -fcj . Значение -Ьд выбирается порядка 1-1 ,5 мс для обеспечения помехоустойчивости устройства. Далее сигнал поступает на расширитель 18 импульсов и выходной элемент 19.. Если S7 S доп , то A-tr-b L и сигнал 1 на выход элемента 12 не проходит. На выходе элемента 14 памяти сохраняется сигнал О и срабатывани устройства не происходит. Элемент 14 двоичной памяти обеспечивает запоминание сигнала 1 , если 5 Бдоп Сброс памяти производится двумя способами: по отпаданию реле 5 и по заднему фронту сигнала на выходе ограничителя 11. Сброс по первому способу обеспечи вает правильную работу устройства (его несрабатывание) в тех режимах, когда процесс АПВ начинается на восходящей ветви напряжения биений и значение скольжения возрастает,причем на восходящей ветви 5 5 доп а при достижении нисходящей ветви 5 S Аоп С этой целью выход реле 5 через элемент НЕ 8 и элемент ИЛИ 2 подключен к входу отпадание элемента 14 памяти. Реле 5 возвращается пр углах 180°, в связи с чем к началу нисходящей ветви элемент памяти отпадает и срабатывание устройства по каналу улавливания синхрониз ма возможно при выполнении условия 5 S jbion только на нисходящей ветви н апряжения биений. Сброс памяти по заднему фронту си .нала на выходе ограничителя 11обеспечивает возврат канала улавливания синхронизма в исходное состояние перед новым циклом АПВ. Это необходиMOt так как в момент окончания предшествующего цикла реле 5, а следовательно, и элемент 14 находятся в ср ботанном состоянии. Если к началу но вого АПВ угол между ЭДС находится в зоне срабатывания реле 4 (ч ф.) то сигнал на включение выключателя фактически будет:, подан без контроля синхронизма, что может привести к недопустимому несинхронному объединению системы. В предлагаемом устройстве возвра элемента 14 осуществляется путем ди еренцирования выходного сигнала ог аничителя 11 на элементе 20 с послеующим инвертированием на инверторе 21 и выпрямлением на выпрямителе 22, в результате чего короткий положительный импульс, соответствующий заднему фронту выходного сигнала, через элемент ИЛИ 23 поступает на вход на отпадение элемента 14 памяти. С целью повышения надежности на элементах 24-2-7 выполнен непрерывный контроль исправности устройства. В нормальном режиме,системы объединены, напряжения U и Uj синфазны и на выходе элемента 13 при исправности устройства формируется сигнал 1, который через элемент НЕ 24 поступает на первый вход логического элемента И 26 и блокирует его срабатывание. На второй вход элемента 26 поступает сигнал от реле положения Включено, равный 1, если система объединены и О - при их раздельной работе, в случае возникновения неисправностей в измерительной ласти устройства канале ожидания синхронизма или канале улавливания синхронизма на выходе элемента 13 в нормальном режиме сформируется сигнал О. Ввиду этого на оба входа элемента 26 поступает 1, в результате чего срабатывает индикатор 27 неисправности. Эффективность предлагаемого изобретения обусловлена тем, что исключение случаев несинхронных включений позволяет увеличить срок службы высоковольтного оборудования, способствует сохранению устойчивости энергосистемы и бесперебойному электроснабжению потребителей. Формула изобретения 1. Устройство для объединения двух частей 3HeprocHCTeMfj с контролем синхронизма по .св. 866648, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости функционирования и надежности, оно дополнительно снабжено вторым логическим элементом ИЛИ, блоком возврата и блоком контроля исправности, причем вход блока контроля исправности соединен с выходом первого логического элемента ИЛИ, выход второго логического элемента ИЛИ подключен к входу на отпадание элемента двоичной памяти, а первый и второй входы соответственно соединены с выходом второго логического элемента НЕ и выходом блока возврата, вход которого подключен к выходу ограничителя импульсов. 2. Устройство по П.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок возврата содержит последовательно соединенные 7 . 9915 дифференцирующий элемент, инвертор и однополупериодный выпрямитель. 3. Устройство по п. 1, о т л и ч аго щ е е с я тем, что блок контроля исправности содержит логический элемент НЕ, логический элемент И, замы-5 кающий контакт реле положения чено выключателя и индикатор неисправности, причем к первому входу ло528гического элемента И подключен выход догнческбго элемента НЕ, к второму. входу - замлкаюпшй контакт репе положения включено выключателя, а к выходу - индикатор неисправности, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 1 866648, 21.01.80.