Устройство для токовой защиты линии электропередачи с ответвлениями

(71) Павлодарский инд альный о СССР1984,о СССР.1987,0 ОО г.1 ГОСУДАРСТВЕНЫЯ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЦТИПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ОТВЕТВЛЕНИЯМИ(57) Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к технике релейной защиты. Цель изобретения - повышение надежности работы, Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены элементы ИЛИ 7, НЕ-ИЛИ 8, два одновибратора-инвертора 13, 14 и блок уставок выполнен в виде постоянного запоминающего устройства 4. 2 ил.Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к релейной защите.Цель изобретенияповышение надежности работы.На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг,2 - то же, при применении устройства на нереактированных линиях.Устройство содержит преобразователь 1 переменного тока в постоянное напряжение (ПТН),гл-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, гп-разрядный сдвиговый регистр 3 памяти с последовательным доступом (РПД), е-разрядное, 2- адресное постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 4, п 1-разрядный блок 5 сравнения (СС), исполнительный орган 6, элемент ИЛИ 7, элемент НЕ - ИЛИ 8, элемент И 9, первый и второй элементы задержки 10 и 11, генератор 12 тактовых импульсов (ГТИ), первый и второй 13 и 14 одновибраторы-инверторы, преобразователь 15 переменного напряжения фазы линии в напряжение переменного тока (ПНН), усилитель-ограничитель 16, фильтр 17 низкой частотыпреобразователь 18 реактивной составля 1 ощей тока (ПРТ), преобразователь 19 переменного тока фазы линии в переменное напряжение (ПТПН).Устройство работает следующим образом,В нормальном режиме ток поступает на вход ПТН 1. С его выхода сигнал, пропорциональный току линии, поступает в АЦП 2, Сигнал, отображающий величину номинального тока 1," линии в текущий момент времени в цифровом коде, с выходов преобразователя 2 поступает на входы первого числа СС 5 и на входы РПД 3, выходы которого подключены на адресные входы ПЗУ 4,РПД 3 по тактовым импульсам, поступающим от ГТИ 12 через пеовый вход И 9 (на остальных входах присутствуют сигналы), осуществляет запись выборки на входе и сдвиг ранее записанных,На выходе РПД 3 в каждый момент времени проявляется выборка, соответствующая току 1 пмв в предшествующий момент времени 1 рпд, текущему и тактов назадтрпд и Тпи,где Тгти - период тактовых импульсов ГТИ 12.Каждому адресу ПЗУ 4 - величине тока пмв соответствует свой цифровой код уставки, который от него поступает на входы второго числа СС 5, В ней происходит посто янное сравнение уставки, соответствующей току 1 пме, с током 1 тмв В рассматриваемом режиме ток линии меньше уставки, и на выходе СС 5 сигнал отсутствует.В режиме самозапуска нагрузки линии возникший ток самозапуска и ток нагрузки в предшествующий момент времени состав- ят 1 тмв 1 зап + 1 пмв зап(2) 10 Если уставка, соответствующая току 1 пмв, будет больше тока 1 тмв, то устройство не срабатывает. Если уставка, соответствующая току 1 пме, станет меньше токатмв, то на выходе СС 5 появится сигнал. Этот сигнал через ИЛИ 7 запустит элемент 10 задержки и одновременно обнулит элемент НЕ - ИЛИ 8 по второму входу, На первом его входе сигнал присутствует от элемента 18 задержки, так как он срабатывает через вре- мя 15 20 тВ,1 = и Тпи + Ь 1= трпд+ Л 1где Л 1 - время запаса (Ьт=О,З с), после включения ключа управления выключателя. Таким образом, нулевой сигнал элемента НЕ - ИЛИ 8 поступит на четвертый вход элемента И 9 и запретит подачу тактовых импульсов на РПД 3. На выходе РПД 3 присутствует сигнал, пропорциональный току, который был за время трпд до начала самозапуска нагрузки линии, На выходах ПЗУ 4 имеется сигнал, соответствующий току уставки, с которым сравнивается сигнал, соответствующий току самозапуска, Поскольку время работы элемента 10 задержки равно 25 30 35 40 ЕВ,2 = узап+ 1 рпд+ Л 1=1 зап+1 В,1, (4) 45 50 55 тмв 1 кз + 1 пме. кз где узап - время самозапуска нагрузки линии; узап = 1-5 с, то он не успевает доработать, так как самозапуск заканчивается раньше и ток линии становится меньше уставки. От СС 5 на втором входе элемента НЕ-ИЛИ 8 сигнал исчезает, а на его выходе появится логическая единица, которая через элемент И 9 разрешит поступать тактовым импульсам на синхронизирующие входы РПД 3. Таким образом, устройство вернется а исходное состояние.В режиме КЗ за трансформатором ответвления через ТТ протекает ток короткого замыкания1686569 Сод 1 З = СдПВ+ Ь Т 1,(6) с.з в нии; ент возвр отстройки ь устройузке лин к как трансой уже вкл ваться от и таких то ства поии, больформатор ючен, нет тока вклюках ток уср,макс тр,макс). (9 Аналогично мо лать и далее при с тр.м 1 нсд=Кост(тр, макс+ р,мак тр.макс), (10) дЕ тр.макс,рансформааложенныхти.На нерощью ПНН Ток тма" больше расчетной уставки, соответствующей току лма, поэтому СС 5 будет сравнивать ее с незначительно меняющимся током тма". КЗ - это процесс устойчивый, и за время 1 в,2 действия элемента 10 задержки он не устранится. Следовательно, по истечении времени 1 в,2 элемент 10 задержки подаст сигнал исполнительному органу 6 на отключение выключателя линии.При выявлении КЗ импульсный сигнал от.реле положения "Отключено" выключателя линии поступает на одновибратор-инвертор 13, на выходе которого сигнал из единичного перебрасывается в нулевое состояние на время где тдпв - время работы цикла автоматического повторного включения (АПВ).В связи с этим на вход элемента И 9 будет поступать нулевой сигнал в течение вРемени тод 1 з,э тактовые импУльсы от ГТИ 12 перестанут поступать на РПД 3. На выходе ПЗУ 4 останется уставка, соответствующая току лма,; который протекал за время 1 рпд до возникновения КЗ. При включении выключателя линии от АПВ сигнал о его действии поступает от контактов указательного реле срабатывания АПВ на одновибратор-инвертор 14 с временем работы 1 од 14 = 1 зал+П 1 гти + Л 1+ Л 1=1 В,2+ гЪт. (7 Таким образам, уставка, соответствующая току пмв. доавэрийного режима за время труд, останется на выходах ПЗУ 4 еще на ВРЕМЯ Ьд 14.Если после АПВ КЗ отсутствует, ток в линии уменьшится до величины г ма дааварийного тока, на выходе СС 5 появится нулевой сигнал, который поступит на второй вход элемента НЕ - ИЛИ 8,Установившийся единичный сигнал на его выходе разрешит поступать тактовым импульсам через элемент И 9 на РПД 3 и устройство вернется в исходное состояние,Если после АПВ КЗ не устранилось, то гок тма" бУДет больше Уставки, соответствующей току лма доаварийного режима за время трпд до КЗ, опять сработает СС 5 и через время Тв,2 защита подает сигнал исполнительному органу 6 на отключение выключателя линии.При включении линии, находящейся в ремонте, ток может стать больше уставки за счет того, что подключена вся нагрузка или ее часть. Чтобы устройство не сработало,5 10 15 20 25 30 сигнал о включении линии от ключа задерживается на элементе зэдержки 11 на время тВ,1,На первый вход элемента НЕ - ИЛИ 8 от элемента 10 задержки сигнал в первый момент времени не поступает, а на второй от ИЛИ 7 - поступает, поэтому на выходе присутствует единичный логический сигнал, После того, как РПД 3 полностью обновит свою информацию на выходе ПЗУ 4 сменится уставка, которая будет соответствовать току а линии и будет больше его, В этот момент на выходе СС 5 сигнал исчезает и на втором входе элемента НЕ - ИЛИ 8 появится нулевой сигнал. На его выходе присутствует единичный сигнал. Далее через время Ь 1 на первый его вход поступит логическая единица, но на выходе единичный сигнал останется, а устройство перейдет в исходное состояние.УСТРОЙСТВО ОТИТрЭИВЭЕТСя ОТ ТОКЭ тр,макс, ГДЕ тр.макс, - тОК НаГРУЗКИ тРаНСфОРМатбРа ответвления с наибольшей мощностью, включения нагрузки трансформатора ответвления с наибольшей мощностью, поэтому току нагрузки линии л = (О - 1,0) р.макс, где р,макс МЭКСИМЭЛЬНЫЙ РабОЧИЙ ТОК ЛИНИИ, соответствует своя уставка, запрограммированная в ПЗУ 4 где с.а - ток срабатыты;, - ток нагрузки лиКв 1,0 коэффициКотс - коэффициентЧувствительноствышается при нагрШЕЙ р,макс тр,макс, Тдс наибольшей нагрузкнеобходимости отстраичения его нагрузки. Пртавки равен вания устраиства защи атр.макс, тр.макс ТОКИ наГруЗКИ оров ответвлений линий, расв порядке убывания их мощноактированных линиях с по,усилителя-ограничителя 16,1686569 фильтра 17 низкой частоты синусоидальнцй сигнал фазы напряжения стабилизируется по амплитуде, поэтому на выходе ПВТ 18 сигнал постоянного тока пропорционален реактивной составляющей тока линии,При использовании устройства на нереактированных линиях оно более чувствительно к 1 кз,макс, который носит реактивный характер. Для него выход которого подключен к регистру памяти с последовательным доступом, блок уставок, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, выход последнего является выходом измерительного органа,последовательно включенные первый элемент задержки и исполнительный элемент,второй элемент задержки, вход которого предназначен для подключения к выводу 10 контакта "Включение" ключа управления 1 сз= Котс Отр.макс 3 и 1 р+ 1 н 3 п 1 Ъ) (11), выключателЯ, генеРатоР тактовых импУль сов, выход которого подключен к синхронизирующему входу аналого-цифрового преобразователя и к первому входу элеменКотс1 тр.макс31 птОтр+1 н3 пЪ) та И, выход последнего подключен к синх(12) При токе, большем 1 р.макстр,макс1 )1 сз = Котс ( 1 тр.макс31 п астр ++1 н31 п тЪ "1 тр,макс81 п Ртр ); (13) 1 ьз + 1 н ыя "- ьу цакс Вью мннт п 4) ба,:;Тапд,+,впр- иБрДФормула изобретения Устройство для токовой защиты линии электропередачи с ответвлениями, содержащее измерительные органы по числу фаэ, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных преобразователя переменного тока в постоянное напряжение и аналого-цифрового преобразователя,где астр, астр, тЪ фн "углы между векторами токов и напряжения.Таким образом, устройство реагирует на токи КЗ, меньшие тока максимальной нагрузки линии, и правильно работает как в циклах АПВ, так и в режимах включения, и его чувствительность вцше за счет того, что уставка постоянно изменяется, подстраиваясь к току нагрузки для текущего момента времени. 20 25 ЭО 35 40 45 ронизирующему входу регистра памяти с последовательным доступом, выходы генератора тактовых импульсов и элемента И подключены к измерительным органам двух другихфаз, отл ича ющееся тем,что,с целью повышения надежности работы, дополнительно введены элементы ИЛИ, НЕИЛИ и два одновибратора-инвертора, при этом в каждом измерительном органе выход регистра памяти с последовательным доступом подключен к входу блока уставок, вц пол нен ному в виде постоянного запоминающего устройства, выход аналогоцифрового преобразователя подключен к второму входу блока сравнения, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, к двум другим входам которого подключены выходы измерительных органов двух других фаз, выход элемента ИЛИ подключен к входу первого элемента задержки и к первому входу элемента НЕ - ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго элемента задержки, а выход - к второму входу элемента И, вход первого одновибратора-инвертора предназначен для подключения к реле положения "Отключено", вход второго одновибратора-инвертора предназначен для подключения к выходу указательного реле срабатывания АПВ, вцходы первого и второго одновибраторов-инверторов подключены к третьему и четвертому входам элемента И.1686569 Составитель Л.ВоропаеваТехред М,Моргентал Корректор Т.Мал дактор Л.Гратилло Пооияводственно-издательский комбинат "Патент": г. Ужгооод. чл.Гагаоина, 101 Заказ 3604 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5