Устройство адаптивного однофазного автоматического повторного включения линии электропередачи

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕРЕСПУБЛИН 3 д) Н 02 Н 3/06 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТЕЛЬСТВУ ВТОРСНОМУ дания длиации, атоковой лемента иод с его в тельнос блок выд паузы - сов и с ени деиони времени бе ержк из в ого счетчика имп дом эле- бестокоо в язанного рвыи в ключен ои паузы, причем п ательного блока по енератора импульсо од изби входу которогвыховходамимпуль блока блока ен к счетным ого подкл и вто й ов, вт подклю ключен го счетчик збирательн ыход ен к рому входу лей отключ ннои азы выкл детельство СССР3/06, 1973.тельство СССР3/06, 1977 о по п.1, о т л и -тем, что селективен из порогового эле 2, Устроистч а ю щ е е снйй блок выпол ов, лосчетчика импелей импульсо мента, третьег двух формирова гического элем ричем входключенк входнта И,ента по орогового эле ой клемме уст а выход ства, етьег четчика счетному входу ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Армянское специализированное отделение ордена Октябрьской Революции Всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научноисследовательского института энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (53) 621.316,925(088.8)(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО АДАПТИВНОГООДНОФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, содержащее избирательный блок,селективный блок, соединенные последовательно блок выдержки временидеионизации и блок включения выключателей отключенной фазы, соединенные последовательно блок выдержкивремени бестоковой паузы и блок трех"фазного отключения, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства и точности его срабатывания, внего введены генератор импульсов,триггер и блок разрешения однофазного автоматического повторного вклю"чения, кроме того, блок выдержки вре"мени деионизации выполнен из первого счетчика импульсов и связанного.801086493 нта задания длительнос первому входу блока разрешения однофазного автоматического повторного включения, выход которого подключен к второму входу элемента задания длительности времени деионизации, третий вход которого подключен к выходу элемента задания длительнос-, ти бестоковой паузы, второй вход которого подключен к выходу элемента задания длительности времени деионизации, а выход селективного блока подключен к входу установки нуля первого счетчика импульсов и к входу триггера, выход которого подключен к второму входу блока разрешения однофазного автоматического повторного включения.1086493пульсов и входу первого формирователя ключен к выходу третьего счетчика импульсов, выход которого подключен импульсов, а выход второго формировак входу второго формирователя импуль- теля импульсов подключен к входу уссов и первому входу логического эле- тановки нуля третьего счетчика иммента И, второй вход которого под- пульсов.45 1Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике энергосистем, иможет быть использовано для линийэлектропередачи высокого напряжения,оснащенных высокочастотными каналами связи,Известно устройство для однофазного автоматического повторноговключения (ОАПВ) линии электропередачи, основанное на контроле момента гашения дуги подпитки путем измерения напряжения биений на отклю- .ченной фазе во время бестоковой паузы, содержащее блок управления 15включением выключателя поврежденнойфазы, блок задержки включения поврежденной фазы с выдержкой времени, определяемой реальной длительностью горения дуги подпитки, Выход 20блока задержки подключен ко входублока управления включением выключателя Г 13,Однако указанное устройство применено лишь для ЛЭП с шунтирующимиреакторами и требует использованиятрех комплектов аппаратуры (вовсяком случае, трех измерительныхорганов), по одному в каждой фазе.Наиболее близким к изобретениютехническим решением является устройство адаптивного ОАПВ с контролеммомента гашения дуги подпитки, реализующее способ однофазного автоматического повторного включения линииэлектропередачи, оснащенной высокочастотными каналами связи, содержащее включенные последовательно блокоднофазного АПВ, блок контроля амплитуды напряжения помех, реле време ни деионизации и,выходное реле включения выключателей, а также соединенные последовательно реле временибестоковой паузы и выходное релетрехфазного отключения, причемблок однофазного А 11 В состоит из . 2соединенных последовательно избира- .тельного блока, промежуточного релеи реле времени, блок контроля амплитуды напряжения помех - из соединенных последовательно селективногоблока и блока сравнения, второйвыход которого соединен с входом реле времени бестоковой паузы, авторой вход селективного блока подключен к выходу высокочастотного канала связи Г 23,Недостатком указанного технического решения является невысокаяпомехоустойчивость, обусловленнаяконтролем импульсных помех на выходе высокочастотного канала связитолько по амплитуде, а также большаяпогрешность выдержек времени деионизации и бестоковой паузы.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства, а такжеповышение точности его срабатывания.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство адаптивногооднофазного автоматического повторного включения линии электропередачи,содержащее избирательный блок, селективный блок, соединенные последовательно блок выдержки времени деионизации и блок включения выключателейотключенной фазы, соединенные последовательно блок выдержки временибестоковой паузы и блок трехфазногооткхйочения, введены генератор импульсов, триггер и блок разрешения ОАПВ,кроме того, блок выдержки временидеионизации выполнен из первогосчетчика импульсов и связанного с еговыходом элемента задания длительности времени деионизации, а блок вычдержки времени бестоковой паузы -из второго счетчика импульсов и связанного с его выходом элемента задания длительности бестоковой паузы,причем первый выход избирательногоблока подключен к входу генератора493 4лей отключенной фазы 17 и блок трех. фазного отключения 18.Помехи из высокочастотного канала связи поступают в блок 1,. состоящий из порогового элемента 2, соединенного с счетчиком импульсов 3 и одновибратором 4, выход которого поступает на одновибратор 5, осуществляющий установку нуля счетчика импульсов, и вход логического элемента И 6, второй вход которого соединен с выходом счетчика 3. Выходной сигнал блока 1 поступает на единичный вход триггера 7, соединенного с блоком 8, и в блок 9,. состоящий из счетчика импульсов 10 и связанного с его выходом элемента 1,1, на второй вход которого поступает сигнал от блока 8Эа на третий - от блока 12, состоящего из счетчика импульсов 13 и связанного с его выходом элемента 14. Счетчики импульсов запускаются от генератораимпульсов 15, который начинаетгенернровать импульсы по сигналублока 16, входы А, В, С которогосвязаны с блок-контактами выключателей одноименной фазы, а выход поступает в блок 8 и на второй входблока 17, на первый вход которого свыхода блока 9 поступает сигнал,одновременно поступающий на второйвход элемента 14. Блок 12 выдаетсигнал в блок 18 на трехфазное отключение ЛЭП, а блок 17 - сигналына ОАПВ отключенной фазы. Кроме того, селективный блок выполнен из порогового элемента, третьего счетчика импульсов, двух формирователей импульсов и логичес 25 кого элемента И, причем вход порогового элемента подключен к входной клемме устройства, а выход - к счетному входу третьего счетчика импульсов и входу первого формирователя импульсов, выход которого подключенЗО к входу второго формирователя импуль. сов и первому входу логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу третьего счетчика1импульсов, а выход второго формирова тели.импульсов подключен к входу установки нуля третьего счетчика им" пульсов. Устройство работает следующим образом.При коротком замыкании одной какой-нибудь фазы А, ВС и его отключении от блок-контакта выключателя соответствующей фазы срабатывает блок 16, запоминает отключенную фазу и переводит устройство в начальное состояние (устанавливает все счетчики и триггер в нулевое положение), одновременно запуская блок 8. Счетчики начинают счет времени с нуля. На вход селективного блока 1 поступают импульсные помехи, возникающие в высокочастотном канале связи при дуговом КЗ в виде пакетовимпульсов с длительностью интервалов между ними (пакетами) примерно 10-20 мс, каждый из которых содержит импульсы более высокой частоты общей длительностью 1-1,5 мс. Пороговый элемент 2, исполненный схемно в виде триггера Шмитта, осуществляНа чертеже представлена блок-схема.устройства адаптивного ОАПВ. Устройство содержит селективный блок 1, состоящий из порогового эле-мента 2, счетчика импульсов 3,двух 45 формирователей импульсов (одновибраторов) 4 и 5, логического элемента И 6, триггер 7, блок разрешения ОАПВ 8, блок выдержки времени деиони-. зации 9, состоящий из счетчика им О пульсов 10 и элемента задания длительности времени деионизации 11, блок выдержки времени бестоковой паузы 12, состоящий из счетчика импульсов 13 и элемента задания дли тельности бестоковой паузы 14, генератор импульсов 15, избирательный блок 16, блок включения выключате 3 1086 импульсов, выход которого подключенк счетным входам первого и второго счетчиков импульсов, второй выход избирательного блока подключен к второму входу блока включения выключателей отключенной фазы и первому, входу блока разрешения ОАПВ, выход которого подключен к второму входу элемента задания длительности. времени деионизацни, третий вход которого 1 О подключен к выходу элемента задания длительности бестоковой паузы, втброй вход которого подключен к выходу элемен та задания времени деионизации,а выход селективного блока подключен к входу установки нуля первого счетчика импульсов и к единичному входу триггера, единичный выход которого подключен к второму. входу блока разрешения ОАПВ.Время деионизации задается цифровым способом элементом 11, представляющим собой схему совпадения, на первые четыре входа которой по 55 ет амплитудную селекцию помех от помех другого рода и улучшает фронты входных сигналов.Первый же импульс пакета дуговых помех запускает одновибратор 4, дли тельность выходного импульса которого равна примерно 2 мс. Одновременно пакет импульсов поступает на счетный вход электронного счетчика 3, подсчитывающего количество импульсов в пакете. Если количество импульсов в пакете превышает заданное число и (и принимает дискретные значения 1, 2, 4, 8), т е. за время длительности выходного импульса одновиб ратора 4 поступит разрешающий потенциал с выхода счетчика 3 на второй вход логического элемента И 6, то последний выдаст сигнал "Пакет", который означает, что имеет место 20 дуговое КЗ. Таким образом, наличие счетчика 3 придает селективному блоку 1 наряду с амплитудной селективностью также частотную селективность, что в целом повышает помехоустойчивость устройства.Задний Фронт выходного импульса одновибратора 4 запускает одновибратор 5, длительность выходного импульса которого равна примерно 50 мкс,зо который возвращает в исходное состояние счетчик 3, подготавливая его для подсчета количества импульсов второго пакета. Сигнал же "Пакет" запоминается триггером 7, переводя его З 5 в состояние "1",. и,осуществляет сброс счетчика 10, представляющего собой электронный двоично-десятичный счет" чик импульсов, который начинает счет времени заново с нуля. При поступле нии на вход устройства второго (и последующих) пакета импульсов снова запускается одновибратор 4, затем одновибратор 5, и работа устройства происходит в той же последователь ности, если только длительность интервала между пакетами импульсов не превосходит время, необходимое для восстановления диэлектрической прочности (деионизации) дугового канала. При этом счетчик 10 каждый раз измеряет длительность интервалов между пакетами импульсов, сравнивая ее со временем деионизации.дается информация в двоично-десятичном коде с выходов (единичных илинулевых) старшего десятичного разряда электронного счетчика 10. Время деионизации при этом равно; 10 ю4,лительность времени деионизации дугового канала;частота генерации генератора импульсов;количество десятичных разрядов счетчика 10;порядковый номер двоичногоразряда в старшем десятичном разряде счетчика 10;коэффициент, равный 0 или 1в зависимости от состоянияданного двоичного разряда. где Т Независимо от наличия или отсутствия дуговых помех электронный счетчик 13 ведет счет времени бестоковой паузы, которое также задается цифровым способом в двоичнодесятичной Форме схемой совпадения 14 и регулируетсяАналогично вы Если пакет импульсов по какой- нибудь причине прекратится (погасла дуга), то по истечении времени Т(так как сброса счетчика 10 уже не произойдет), считая с последнего пакета импульсов, срабатывает схема совпадения 11, выдавая сигнал включения отключенной фазы.в блок 17, который осуществляет повторное включение именно той фазы, которую запомнил блок 16, при наличии разрешаю" щего сигнала из блока 8. Последний вырабатывает разрешающий сигнал в случае отключения только одной какой- нибудь Фазы (триггер 7 при этом должен находиться в состоянии "1") и запрещающий сигнал - в противном случае (отключены две фазы, три фазы, или ни одна), Этот сигнал поступает на второй вход схемы совпадения 11, разрешая ОАПВ при однофазном КЗ и запрещая его при многофазном. Таким образом, в момент по" дачи команды на ОАПБ еще раз дополнительно проверяется наличие однофазного отключения, тем самым исключая возможность ОАПВ в случае, если за время работы устройства отключилась еще одна или две Фазы.7 10864 числяется длительность бестоковой паузы по выражению-1т = 1 Еб у .ь1=15 где Т - длительность бестоковойпаузы ОАПВ;Г - частота генератора импульсов;- количество десятичных раз Орядов счетчика 13;Фд " порядковый номер двоичногоразряда в старшем десятичном разряде счетчика 13;Ь; - коэффициент, равный О или 1 15в зависимости от состоянияданного двоичного разряда,По истечении времени Тб с момента начала работы устройства срабатывает схема совпадения 14 подавая 20 тем самым команду в блок 18 на трехфазное отключение ВЛ, если только до этого не имело место ОАПВ, так как в этом случае трехфазное отключение блокируется сигналом, подавае мым на второй вход схемы совпадения 14 от элемента 11. В свою очередь, команда на трехфазное отключение блокирует команду. на ОАПВ с третьего входа элемента 11, если она (команда на ОАПВ) находится в стадии формирования, т.е. если конец бестоковой паузы попадает в интервал времени деионизации.При металлическом КЗ дуговые по 35 мекк (пакеты импульсов) в высокочастотном канале связи отсутствуют, и триггер 7 остается в.начальном "О" состоянии , запрещая выработку блоком 8 разрешающего сигнала на ОАПВ. 40 93В этом случае также осуществляетсятрехфазное отключение ВЛ в конце бес-токовой паузы, т.е. по истечениивремени Т. Задержка трехфазного отдключения в этом случае (хотя имеется возМожность отключение произвестираньше) обусловлена тем обстоятельством, что процент металлических КЗдовольно-таки мал и, кроме того, неисключена вероятность, что металлическое КЗ может перейти в дуговоес последующим успешным ОАПВ, исключающим лишнее трехфазное отключение.Устройство может работать каксамостоятельно, так и в комплексесо стандартным устройством АПВ. Онообеспечивает задание уставок времени в цифровом виде и регулированиеих с большой точностью и в широкихпределах, а также позволяет осуществить индикацию вида и характера КЗ:неустойчивое дуговое (дуга погасла),устойчивое дуговое (дуга не гаснет)и металлическое - для последующейстатистики аварийных случаев,Технико-экономический эффект приприменении устройства достигаетсяза счет сокращения бестоковой паузыОАПВ при неустойчивом КЗ исключениялишнего повторного включения наустойчивое КЗ (дуговое или металлическое), что, в конечном счете, способствует сохранению устойчивостиработы энергосистем, повышению пропускной способности электропередачии ее надежности, а также облегчениюусловий работы высоковольтных выключателей и другого силового оборудования, увеличивающего межремонтныйпериод их работы,1086493 Составитель Г, ДамскаРедактор И. Товтин Техред И.Кузьма рректор В. Синицкая Зака лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 262/49 Тираж ВНИИПИ Государст по делам изобр 13035, Москва, Ж нного комтений иРаушск Подписноета СССРытийаб., д. 4/5