Устройство для релейной защиты электроустановки

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 15. 12. 80 (21.) 3217004/24-07с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -Опубликовано 300782, Бюллетень М 9 28 51) М. Кл.з Н 02 Н 7/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий-925 (088.8) Дата опубликования описания 30.07.82 С. Я. Петров, К,С. Дмитриев и Е. В. Лысенко. (72) Авторы изобретения з. ,.арстветтйыйьскф.-,-," ;й Ордена Октябрьской Революции всесоюзный гос проектно-изыскательский и научно-исследоват институт энергетических систем и электричесЭнергосетьпроект 71) Заявител(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИзобретение относится к электротехнике, в частности к релейной за- щите и автоматике энергосистем.Известны устройства релейной защиты (РЗ) с испол.зованием 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 защищаемой электроустановки, преобразуемых в числовой 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 помоци которых в случае реализации, например, дистанционной защиты ЛЭП вычисляют модуль и аргумент или активную и реактивную составляющие входного сопротивления защищаемой ЛЭП. Сравнивая полученные параметры входного сопротивления с граничными значениями, заданными характеристикой срабатывания, определяют повреждено илинет защищаемое присоединение,и, соответственно, выводят или не выводят из ЭВМ дискретный сигнал на отключение выключателя защищаемого присоединения 1 и 2.К недостаткам известных устройствотносятся большой объем измерений исоответственно большие затраты времени на ввод большого числа мгновенных значений в ЭВМ и их цифровуюфильтрацию для выделения составляющих основной частоты, вследствие чего уменьшается количество присоединений, которые можно защитить при использовании одной ЭВМ, а также пониженная точность работы в реальном диапазоне изменении токов и напряженийпри к.з., связанная с тем, что неудается обеспечить необходимую точность измерения малых мгновенных значений величин,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство релейной защиты25 с использованием ЭВМ 3.Однако известное устройство обладает недостаточным быстродействием,так как на выделение составляющихосновной частоты из последовательноеЗО сти мгновенных значений необходимОвремя не менее оцного периода проьыаленной частоты, и лишь после этого начинается обработка выделенных составляющих, Кроме того, известному устройству присущи недостаточная эффективность использования оборудова ния (малое количество защищаемых при помощи одной ЭВМ присоединений), недостаточная отстроенность от переходных электромагнитных процессов при к,з. и узкий рабочий диапазон 10 токов и напряжений защиты.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, увеличение диапазона токов и напряжений и уменьшение влияния переходных 15 электромагнитных процессонПоставленная цель достигается тем, что н устройство для релейной защиты электроустановки, содержащее линейные преобразователи тока и напряжения, подключенные к выходу измери 20 1 тельных трансформаторов тока и напряжения электроустановки, и функционально связанную с ними управляющую ЭВМ, дополнительно содержит интегральные дискрддтныед преобразователи пе 25 ременного напряжения н постоянное, выполненные из последовательно соединенных презиционных выпрямителя, дискретно управляемого от ЭВМ интегратора и емкостной ячейки памяти с управлением от.ЗВМ, которые включены между выходами всех линейных преобразователей и входами ЭВМ, выходное напряжение каждого из которых на очередном интервале интегрирова ния длительностью Ти, кратной полонине периода напряжения сети, сохраняется постоянным и равным интегралуи+7 инт 40к Х 1 и,(ц афиза предыдущий интервал интегрирования.На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства защиты; на фиг. 2 - схема интегрально- дискретного 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 пинейных преобразователей 3 тока и напряжения, выходы которых подключены к нходам интегральных дискретных преобразователей 4, выходы которых подключены к входам ЭВМ 5.Выход б ЭВМ подключен к управляющим входам интегральных дискретных преобразователей 4, а выход 7 ЭВМ - к цепям отключения ныключателя 8 защищаемого присоединения.На входы 9 ЭВМ подаются сигналы с выхода интегральных преобразователей другого защищаемого присоединения, 65 а с выхода 10 ЭВМ подается сигнал на отключение его выключателя.На вход 11 ЭВМ при работе ее в ждущем режиме подается пусковой сигнал, по которому производят передачу управления .ЭВМ от фоновых программ на программу релейной защиты.Предлагаемое устройстно работает следующим образом.На входах интегральных преобраэо" вателей непрерывно имеются напряжения, пропсрциональные линейным комбинациям токов и напряжений защищаемого присоединения.При непрерывном режиме выполнения задачи защиты с выхода б ЭВМ периодически выдаются управляющие сигналы, благодаря которым в каждом интегральном преобразователе циклически происходит одновременное интегрирование с нулевыми начальными условиями абсолютных мгновенных значений входного напряжения на дискретных интервалах ю интегриронания Трт,кратных полонине периода промышленной частоты. Полученное значение интеграла запоминается в виде неизменного напряжения на время следующего интеграла интегрирования, в течение которого это напряжение преобразуется н цифровой код входными устройствами ЭВМ и вводится н память ЭВМ, а коды, соответствующие выходным напряжениям отдельных преобразователей, и нычисленные 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 выполнении условии срабатывания защиты на выходе 7 ЭВМ вырабатывается сигнал, действующий на от-, ключение выключателя поврежденного присоединения.При ждущем 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 ЗВМ, 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 управляемый интеграторные преобразователи тока и напряжения, подключенные к вйходу измери" тельных трансформаторов тока и напряжения электроустановки, и функциюнально связанную с ними управляющую электронную вычислительную машину (ЭВМ), .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональ" ных возможностей путем защиты большего числа присоединений электроустановки, увеличения рабочего диапазона токов и напряжений, а также уменьшения влияния переходных электромагнитных процессов, оно дополнительно снабжено интегральными дискретными преобразователями перемен ного напряжения в постоянное, выполненными из последовательно соединенных прецизионного выпрямителя, дис" кретно управляемого от ЭВМ интегратора и емкосной ячейки памяти с уп равлением от ЭВМ, которые включенымежду выходами всех линейных преобразователей и входами ЭВМ, выходное напряжение каждого из которых на очередном интервале интегрирования 25 длительностью Ткнт , кратной половине периода напряжения сети, постоянно и равно интегралу фи+ТинтК О а и ЗО за предыдущий интервал интегрирования.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе35 1. Наватоогу М, А полз оп ИпреЙапсе аеаяцгевеп 1 ця 1 пц 61911 а 11 отрцегя,-1 ЕЕЕВЕ Ргоя (1 пЖа),1971, Ч. 9, И 6,243-7.2, РЬайсе А.6 Н 11 Ыса Т, 1 Ъга 40 Ъзш М. А ЙИ 1 а 1 сощрцег яуягещ гогЕНЧ яцЬя 1 а 11 опя, апа 1 уя 1 я апй г 1 е 161 ея 1 я.-1 ЕЕ Тгапя оп РАБ, 1976, Ч. 95,И 1, р. 291-301.3. Активные фильтры симметричныхсоставляющих. Измерительные органы45, сопротивления с применением средстввычислительной техники. - Отчет о НИРМЭИ, Р Б 648292, ч. Ч 11, М., 1978. 13 и емкостную ячейку 14 памяти суправленйем от ЭВМ.Управляющие сигналы с выхода 6 ЭВМобеспечивают интегрирование с нулевымн начальнььи условиями абсолютныхмгновенных значений входного напряжения преобразователя на дискретныхинтервалах интегрирования Тийт и запоминание полученного интеграла ввиде постоянного напряжения на времяследующего интервала интегрирования.По структурной схеме предлагаемого устройства (фиг. 1) могут бытьреализованы различные виды релейной1 защиты - 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 кратностиинтервала интегрирования полупериодуосновной частоты существенно снижа"ется влияние свободных составляющихэлектромагнитного переходного процесса при к,з.Использование в предлагаемом устройстве интегральных значений электрических величин, отражающих состояние защищаемого присоединения наинтервале интегрирования, позволяет в10-20 раз по сравнению с известнымустройством уменьшить объем вводимойв ЭВМ первичной информации, необходимой для проверки условий срабатывания защиты, что дает возможностьпри помощи одной ЭВМ осуществить защиту большего числа. присоединений.При использовании интегральныхзначений электрических величин нетребуется вводить в ЭВМ значения,составляющие десятые и сотые доли.от амплитуды этих величин, благодарячему обеспечивается увеличение рабочего диапазона токов и напряженийпри заданной точности,Формула изобретенияУстройство для релейнойзащитыэлектроустановки, содержащее линей947936 л.нта оставителехред Т,еева т ППатент , г. Ужгород, ул. Проектная,или ал Редактор А. Ог Заказ 5 ббб/77 Тираж бб 9 ВНИКПИ Государственного комите по делам изобретений и откры 3035, Москва, Ж, Раушская на