Устройство для дистанционной защиты

Союз Соввтских Соцкепистичвскнк Рвспублик(22) Здявлвна 01.02.77 (21) 24 вки Мос присоединением рствеинцй комитеСССРлам изобретенийи открытий Прис е 5.04.80. Бюллете пуб)Чо 15 ияописдния 30.04 убликов Дата 2) Авторыизобретения Ванин, Г. И. Павлов, А. В онов и А. аев енинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина 1) Заявите Я ДИСТАНЦИОННОИ ЗАЩИТЫ СТРОЙСТ Устройство дистанционной защиты относится к области автоматизации энергетических систем и предназначено для защиты линий электропередач от всех видов междуфазных коротких замыканий.Известны устройства дистанционной защиты, содержащие измерительные ор- ганы, элементы логики и исполнительный орган 1), Г 2, Такие дистанцион-,О ные защиты не удовлетворяют требованиям селективности и надежности при сложных повреждениях в энергосистеме. Использование блокировок при качаниях в энергосистемах, основанных на приме" нении двух измерительных органов раз-.15 ной чувствительности, может привести к неправильной работе при наложении коротких замыканий в зоне на качания, а фиксация срабатывания реле с целью уменьшения влияния переходного сопроО тивления может привести к излишнему срабатыванию. Выполненные на пассивных элементах устройства имеют низкую точность и унификацию узлов, большие вес и габариты.Иэ известных устройств дистанционной защиты наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройст-ЯО иной защиты, содержащее е и пусковой органы, элехему логических соедине" ной обратной связью, элеисполнительный орган измерительных органов че- ИЛИ и выход пускового орен ко входам схемы логинений, выход которой чеВремя подключен к исполргану 3)ваемое устройство дистанты,. обладая хорошей отнагрузки, может отказать в месте короткого замыкаьного переходного сопротройство, кроме того, подниям. во дистанциоизмерительныменты ИЛИ, сний, охваченмент Время ипричем входырез элементгана подключческих соедирез элементнительному оРассматриционной защистройкой. отпри наличииния значителтивления. Усвержено кача Целью изобретения является повышение надежности путем исключения ложного срабатывания при наложении короткого замыкания на качания,:Это достигается тем, что устройство для дистанционной защиты, содержащее измерительные органыкоторые своими входами подключены к преобразователям токов и напряжения, а выходаМи через элемент ИЛИ, логнческий блок с обратной связью и элемент Время подНапряжения, пропорциональные разностики срабатывания в комплексной плоскости сопротивлений. Причем выходы из55 60 65 ключены к исполнител ному органу, ивторой элемент ИЛИ, снабжено управляемым генератором блокирующего сигнала,вход которого подключен через второй элемент .ИЛИ к дополнительному выходу измерительных органов, а выход - ко второму входу логического блока, в обратную связь которого введен ключ.На фиг. 1 представлена схема устройства дистанционной защиты; на фиг. 2 - график характеристики срабатывания измерительных органов.Устройство дистанционной защиты содержит преобразователи 1 входных токов и напряжений, измерительные органы 2, 3 и 4 блок 5 для контроля исправности вторичных цепей измерительного трансФорматора напряжения, элементы ИЛИ б и 7, логический блок 8, состоящий из компаратора 9, ключа 10, диодов 11-15 и резисторов 16-18, управляемый генератор 19 блокирующего сигнала, состоящий из. операционного усилителя 20, транзистора 21, диода 22, конденсаторов 23/,24 и резисторов 25, 26, элемент Время 27 и исполнительный орган 28.Измерительные органы имеют основную (позиция 29) и дополнительную (позиция 30) характеристики срабатывания в комплексной плоскости сопротивлений (см. Фиг. 2).Разные напряжения Б, П, Пс и токи 1;, 1 в, 1 с, а также напряжение ЗО и Фазное напряжение Ф, обмоток, соединенных в незамкнутый треугольник (если имеется вывод), подаются в преобразователи 1 тока и напряжения.Здесь происходит преобразование входных величин и формирование напряжений, пропорциональных разности фазных токов и линейным напряжениям. Преобразователи 1 могут представлять собой промежуточные трансформаторы, включенные в цепи измерительным трансформатором, и другие согласующие устройства,ти Фазных токов и линейным напряжениям, поступают на входы измерительныхорганов 2, 3 и 4, имеющих основную(29) и дополнительную (30) характерисмерительных органов с основной характеристикой срабатывания (29) подключены к элементу ИЛИ 7, с дополнительной характеристикой 30 - к элементу ИЛИ б.При коротких замыканиях, когда сопротивление на зажимах одного или нескольких измерительных органов попадает в область (29) комплексной плоскости сопротивлений, сигналы срабатывания поступают на оба элемента ИЛИ б и 7 одновременно, При этом элемент ИЛИ 7 вырабатывает напряжение срабатывания, подает его на вход блока 8, который, изменяя полярность напряжения на выходе, запускает элемент Вре 2 Ь 25 ЗО 35 40 мя 27. Элемент 27, срабатывая с выдержкой времени, подает напряжение на вход исполнительного органа.В исходном состоянии напряжение навыходе элемента ИЛИ б отрицательно и транзистор 21 управляемого генератора блокирующих импульсов открыт. Потенциал инвертирующего входа операционного усилителя 20 равен при этом нулю. На его неинвертирующий вход по.ступает отрицательное напряжение элемента ИЛИ б, который удерживает операционный усилитель 20 в режиме отрицательного ограничения, В этом режиме диоды 15 и 22 закрыты и на вход компаратора 9 блока 8 не поступает напряжение блокировки. После поступления сигнала срабатывания на вход элемента ИЛИ б последний изменяет полярность выходного напряжения на положительную, в результате транзистор 21 закрывается, а операционный усилитель 20 переходит в режим положительного ограничения. Диоды 15 и 22 открываются, при этом положительный сигнал блокировки поступает на вход компаратора 9. Открывается диод 22, замыкает отрицательную обратную связь операционного усилителя 20, и конденсатор 24 начинает заряжаться. В результате заряда конденсатора 24 потенциал инвертирующего входа операционного усилителя 20 возрастает до величины напряжения на неинвертирующем входе, после чего операционный усилитель 20 переходитв режим отрицательного ограничения. Таким образом, длительность блокирующего сигнала зависит от времени заряда конденсатора 24 и может регулироваться резистором 2 б.Если напряжение элемента ИЛИ б вернется к исходной отрицательной полярности раньше, чем напряжение на инвертирующем входе операционного усилителя 20 нарастет,до напряжения. на его не инвертирующем ходе, то последний переходит в режим отрицательного ограйичения вместе с изменением полярности напряжения на выходе элемента ИЛИ б.Напряжеиие с выхода элемента ИЛИ б поступает, кроме того, на управляющий вход ключа 10. Если управляющее напряжение с выхода ИЛИ б положительно, то диоды 11 и 13 открыты, а 12 и 14 закрыты, коэффициент передачи ключа равен - ф Если же управлявющее напряжение отрицательно и выполияется условие дЬ.ъ ддто диоды 12 и 14 открываются, а 11 и 13 закрываются, и выходное напряжение ключа становится равным нулю, (06 - управляющее напряжение ключа, подаваемое на входной резистор 1 б, Од 1 - управляемое напряжение ключа, подаваемое на входной резистор 17).Таким образом, при коротком замыкании в области (29) положительное напряжение элемента ИЛИ б открываетключ 10 и замыкает с учетом знака коэффициента передачи положительную об-ратную связь компаратора 9, что поэво"ляет самоудерживать компаратор 9 всработанном состоянии даже и послеприхода сигнала блокировки управляемого генератора 19. В то же время привыходе величины сопротивления на зажимах измерительного органа за пределыхарактеристики (29) (например, приувеличении сопротивления дуги в местекороткого замыкания) элемент 8 благодаря наличию напряжения с выхода ключа 10 находится в сработанном состоянии до тех пор, пока управляющее напряжение с выхода элемента ИЛИ б незакроет ключ 10, т. е. пока сопротивление на зажимах измерительного орга"на не выйдет за пределы характеристики 30,Запаздывание в генератор 19 вносится подключением к не инвертирующемувходу операционного усилителя 20 конденсатора 23. Время запаздывания приэтом определяется переменным резистором 25.В режиме качаний срабатывает сначала элемент ИЛИ б и запускается управляемый генератор 19, который вырабатывает блокирующее напряжение, подаваемое на вход элемента 8. Через не"которое время срабатывает элемент ИЛИ7 и подает на другой вход блока 8 напряжения срабатывания, которого в этомслучае оказывается недостаточным длясрабатывания из-за наличия напряженияблокировки с выхода генератора 19. Как 35только величина сопротивления выйдетза пределы характе .истики (30) элемент ИЛИ 6 запирает генератор 19 бтрицательным напряжением. В таком режиме возможен случай, когда после попадания сопротивления из-за качанийв область характеристики (30) происходит короткое замыкание в области (29),тогда напряжение управления генератором 19 с выхода элемента ИЛИ б будетиметь положительную полярность, что 45может привести к отказу устройства.Однако управляемый генератор 19 черезвремя, обусловленное зарядом конденсатора 24, возвращается в режим отрицательного ограничения и деблокирует 5 ц блок 8, что приводит к срабатыванию последнего из-за наличия напряжения срабатывания с выхода элемента ИЛИ 7.При возникновении повреждения в цепях напряжения происходит срабатывание блока 5 контроля, которое надежно блокирует блок 8 каким бы ни было его исходное состояние.Предлагаемое устройство позволяет надежно отстроиться от качаний в том числе и в сетях с существенной несимметрией в нормальном режиме. Устрой."; ство не приводит к отказу при наложении короткого замыкания в зоне на качания и обеспечивает селективную фиксацию срабатывания устройстваФормула изобретенияУстройство для дистанционной защигы, содержащее измерительные органы,которые своими входами подключены кпреобразователям токов и напряженияа выходами через элемент ИЛИ,логический блок с обратной связью и элементВремя подключены кисполнительномуоргану, и второй элемент ИЛИ, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем,исключения ложного срабатывания при наложении короткого замыкания на качания,введен управляемый генератор блокирующего сигнала, вход которого подключенчерез второй элемент ИЛИ к дополнительному выходу измерительньи органов, авыход - ко второму входу логическогоблока, в обратную связь которого введен ключ.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Федосеев А. М. Релейная защитаэлектрических систем. М., Энергия,1976.2Авторское свидетельство СССРР 538450, кл. Н 02 Н 3/40 Открытия,изобретения, Промышленные образцы,товарные знаки, В 45, 197 б.3. Кочетов В. В.,Левиуш А. И.,Сапир Е. Д. Одноступенчатая дистанционная защита на полупроводниковых приборах. Электрические станции Р 11,1962, с. 75 - 80.Составитель Т. Щеголькова дман Техред И.Асталощ Корректор М,Поедактор В. Заказ 129 Тираж 7 Подписи ЦНИИПИ ГосУД по делам и113035, Москва,ственного комитета СССРобретений и открытий 35, Раушская наб., д. 4/ филиал ППП Патентф, гУжгород, ул. Проектная, 4