Приемопередатчик для высокочастотной защиты линий электропередачи

О П И С А Н И Е ( )892560ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 18.12. 79 (21) 2854364/24-07с присоединением заявки йЪ(23) Приоритет(51)М. Кл. Н 02 Н 3/30 Н 02 Н 7/26 зееударстееннвй кемитет СССР ие делам изобретений и открытийОпубликовано 231281 Бюллетень М 47 Дата опубликования описания 23. 12,81(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики(54) ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИК ДЛЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИИзобретение относится к электро= технике, а именно к высокочастотной релейной защите высоковольтных линий электропередач, и предназначено для использования в энергосистемах, имеющих линии электропередачи напряжением 110-750 к 8, оборудованные высокочастотной защитой.Известен приемопередатчик высокочастотной защиты, который использует постоянно передаваемую контрольную частоту для непрерывного контроля канала связи 1 3.Однако постоянная передача контрольной частоты от передатчика к приемнику создает дополнительные постоянные помехи приему высокочастотных сигналов в рабочем диапазоне частот.Известен также приемопередатчик диффазной высокочастотной защиты, способный автоматически проверять 1наличие канала связи между двумя пунктами и наличие запаса по перекрываемому затуханию при приеме сигнала от противоположного пункта 21.Однако такой приемопередатчик не"применим на многоконцевой линииэлектропередачи.5чНаиболее близким по техническоисущности к предлагаемому изобретению является приемопередатчик, вкотором предусмотрена автоматическаяпроверка высокочастотного канала, об.раэованного по проводам линииэлектропередаци. Во время проведения проверки один из приемопередатчиков, установленных по концам высокочастотной линии, является запросчиком, другие - ответчиками.Известное устройство содержит задатчик времени, подключенный к формирователю импульсов проверки, пос" з ледовательно соединенные формирователь импульсов опроса, генераторконтрольной частоты, блок управления,состоящий из генератора высокой частоты и манипулятора, и блок передачи35 сигналов, состоящий из усилителямощности и линейного фильтра и подключенный к устройству высокочастотной обработки линии . электропередачи, избирательно-усилительный блок,состоящий из полосового фильтра иусилителя высокой частоты, входкоторого подключен к устройству высокочастотной обработки линии электропередачи, а выход через соединенные последовательно первый детектор,фильтр высокой частоты, усилитель,второй детектор и пороговый блок подключен к входам временного селектора,блока сигналов неисправности высокочастотного канала и блока сигналовгладкой помехи, выходы временного селектора подключены к блоку сигналовнеисправности и к формирователю импульсов проверки, второй выход которого подключен также к блоку сигнализации неисправности высокочастотного канала 3 .Однако этот приемопередатчик савтоматическим контролем обладаетнедостаточной помехоустойчивостью,что в реальных усповиях приводит кизлишним выводам из действия защитыи увеличенным трудозатратам на эксплуатацию аппаратуры. Кроме этого,автоматический вывод защиты осуществляется только на той стороне, гдепоявляется неисправность и защитаможет находиться в тецение 6-12 чвведенной односторонне, что понижаетнадежность ее работы,Цель изобретения - повышение надежности работы устройства путем введения повторной дополнительной проверки и расширение функциональныхвоэможностей устройства путем осуществления вывода защиты на всех кон.цах линии при неисправности устройства на одном конце линии.Поставленная цель достигаетсятем, что в приемопередатчик для высокочастотной защиты линии электропередаци, содержащем задатчик вре-"мени, первый выход которого соединенс первым входом формирователя запусков, выход которого соединен с первым входом блока управления, второйвход которого подключен к блоку релейной защиты, а выход соединен свходом блока передачи сигналов в линию, выход которого подклюцен к линии, избирательно-усилительный блок,вход последнего подключен к линии,первый выход соединен с блоком прие 1 О 15 го г 5 3 О 4 о 45 5 О 55 ма сигналов релейной защиты, второй выход через детектор - с входом блока приема контрольных сигналов, выход которого подключен к входу первого порогового блока, соединенного последовательно с временным селектором, выход блока приема сигналов релейной защиты подключен к блоку релейной защиты и соединен также с первым входом блока определения неисправностей,имеющим выход для сигнализации и выход для вывода цепей релейной защиты, дополнительно введены второй пороговый блок, блок повторной проверки, программный блок, задатчик режимов рабо" ты и блок автоматической установки задатцика времени, при этом выход детектора соединен также с входом второго порогового блока, выход которого подсоединен к второму входу блока определения неисправностей, третий выход которого подключен к первому входу блока повторной проверки второй вход которого подключен квторому выходу задатцика времени,соединенному также с первыми входами программного блока и задатчикарежимов работы, третий вход блокаповторной проверки подключен к выходу временного селектора, соединенному также с вторым входом программного блока, третий вход которогосоедийен с первым выходом блока повторной проверки, второй выход которого подключен к второму входу задатчика режимов работы, третий входкоторого подсоединен к выходу программного блока и к третьему входублока определения неисправности, кчетвертому входу которого подключенпервый выход задатчика режимов работы, второй выход которого соединенс вторым входом формирователя запусков, а третий выход через блок автоматической установки задатчика времени подклюцен к входу задатчикавремени.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Приемопередатчик содержит задатчик1 времени, формирователь 2 запусков, блок 3 управления, блок ч передачи сигналов,иэбирательно-усилительный блбк 5, блок 6 приема сигналов релейной защиты, детектор 7, блок 8 приема контрольных сигналов,первый пороговый блок 9, второй пороговый блок 10, временной селектор11, блок 12 повторной проверки, блок13 определения неисправностей,программный блок 14, задатчик 15 режимов работы, блок 16 автоматическойустановки задатчика времени, Выходблока 6 приема сигналов релейнойзащиты служит для подключения к блоку17 релейной защиты. Для подсоединенияк выходу блока 17 релейной защитыпредназначен второй вход блока 3 управления.Блоки 1-9, 11, 13 могут быть выполнены на известных принципах.Задатчик 1 времени срабатывает несколько раз в сутки, подавая сигналына формирователь 2 запусков. Заданное число срабатываний задатчика времени обеспечивает необходимую периодичность проведения контроля. Задатчик 1 времени выполняет также функциигенератора тактовой частоты, подаваятактовые импульсы на задатчик 15 режимов работы программный блок 14и блок 12 повторной проверки, Такто-,вые импульсы выполняют роль опорнойчастоты при задании временных интервалов в работе устройства, ЧастотаслеДЬвания тактовых импульсов равнапромышленной частоте 50 Гц передаваемого по защищаемой высоковольтнойлинии электропередачи.На выходе формирователя 2 запусков формируются импульсы длительностью порядка 40-60 мс, манипулированные контрольной частотой (запускающий импульс) или не макипулированные контрольной частотой(импульс отклика),Блок 3 управления включает в себягенератор несущей частоты, блок 4передачи сигналов состоит из усилителей и линейного фильтра, в избирательно-усилительный блок 5 входятприемный фильтр и усилитель высокойчастоты, выходы которого являютсявыходами блока 5. Блок 6 приема сигналов релейной защиты содержит последовательно включенные детектор иусилитель постоянного тока, Блок8 приема контрольных сигналов включает в себя последовательно соединенные фильтр контрольной частотыи детектор. Вновь введенный второйпороговый блок 10 выполняется аналогично первому пороговому блоку 9.Блок 12 повторной проверки можетбыть выполнен с использованием элементов памяти и логики, которые запоминают наличие неисправности,переводят устройство на ускореннуюпроверку и подготавливают цепи автоматического вывода защиты из действия, если неисправность подтверждается, Программный блок 14 содержит счетчик с дешифратором с и выходами, на каждом из которых с определенной последовательностью (через 20 мс - период промышленной частоты) появляются импульсы, используемые для управления пуском передатчика, вводом измерений.Этот счетчик нормально остановлен и совершает цикл счета только 5 1 Опосле приема манипулированного сигнала вызова. На каждом из выходовдешифратора однократно и последова 15 тельно, например через 20 мс появляются импульсы, управляющие временной программой автообмена, т.е. пуском и остановом передатчика, моментами проведения измерений параметров высокочастотных сигналов блокам определения неисправностей. ние периода проверки после выявления неисправности, после действиярелейной защиты при коротком замыкании на линии, после восстановленияработы повредившегося приемопередатчика, после проверки приемопередатчика, проведенной обслуживающим персоналом,4 О 45 Блок 16 автоматической установки задатчика времени содержит элементы времени, которые с различными уставками определяют начало отсчета времени периодичности проверки.Устройство работает следующим об" разом.В зависимости от заданного режима работы, определяемого блоком 15 задатчика режимов работы, в заданное время срабатывает задатчик времени на одном из кбнцов линии. При этом в линию с выхода блока 4 поступает за 50 55 Задатчик 15 режимов работы, работая в сочетании с блоками 12, 1416 и 1, позволяет обеспечить действие контроля при всех необходимыхусловиях работы приемопередатчика:на двух и трехконцевой возможно и зо, на и концевой) линии при нормальной,ускоренной и наладочной периодичности проверкиДля этой цели блок15 содержит органы, обеспечивающиенеобходимую программу: кнопки управления и логические элементы. Кроме 35этого, логические элементы блока 15обеспечивают автоматическое уменьше 892560 8пускающий импульс, манипулированный контрольной частотой.На всех концах линии, в т.ц. и на конце, пославшем вызов, этот сигнал принимается приемопередатчиками и воспринимается как вызывной. Дальнейшая работа всех устройств линии происходитодинаково, вне зависимос,ти от того, какой комплект посылает вызов. Сигнал вызова проходит во всех приемопередатчиках с линии через избирательно-усилительный блок 5. Усиленный сигнал поступает с второго выхода блока 5 на детектор 7, где выделяется сигнал контрольной частоты вызывного сигнала. После прохождения блока 8 приема контрольных сигналов с выхода блока 8 сигнал идет в виде импульса постоянного тока длительностью, равной длительности запускаю. щего импульса. Этот импульс, сдвинутый относительно вызывного импульса на заданное время задержки, определяемое параметрами элементов блоков5, 7 и 8 поступает на первый пороговый блок 9, включенный последовательно с селектором 11, где отсекаются все сигналы, не превышающие по величине порога порогового блока и по длительности времени срабатывания временного селектора. Это защищает вход программного блока 14 от случайной короткой помехи.Вызывной импульс, укороченный на время срабатывания временного селектора 11, поступает на блок 12 повторной проверки и программный блок 14, который управляет всей дальнейшей работой приемопередатчика. После запуска программный блок 14 отрабатывает заложенную в него программу завремя, необходимое для проведенияполной проверки канала и аппаратурывысокочастотной защиты на всех концах данной высокочастотной линии.Моменты пуска и останова передатчиков для отклика, также как и моменты проверки, задаются программнымблоком 14.В моменты времени, задаваемые программным блоком 14, блок 13 определения неисправности проверяет наличие поступающих с выходов блока 6 и блока 10 приема сигналов откликов . всех приемопередатчиков.После получения импульса запуска программный блок 14 через эадатчик15 режимов работы подает сигнал на. блок 2, формирующий неманипулирован 45 50 55 5 1 О 15 20 25 зо 35 40 ный импульс отклика, который в зависимости от номера, присвоенного комплекту защиты при первоначальной установке на линию и заложенного в память задатчика 15 режимов работы, сдвинут на определенный временной интервал относительно момента запуска программного блока 14. Эти интервалы времени в системе из нескольких приемопередатциков, установленных на одной линии, выбраны так, что импульсы отклика приемопередатчика каждого конца линии следуют в установленной последовательности, позволяющей при отсутствии сигнала отклика в заданный интервал времени определить номер неисправного приемопередатчика, т.е. местонахождение неисправной аппаратуры.Сигнал отклика, поступающий на вход блока 13 определения неисправностей с выхода блока 6 позволяет оценивать качество окончательной (ре альной) информации, поступающей в блок 17 релейной защиты, а сигнал с выхода блока 1 О - амплитуду уровня входного сигнала, т,е. снижение запаса по перекрываемому затуханию в линии ниже минимально допустимой величины, задаваемой порогом второго порогового блока 10.Кроме того, в цикле проверки перед запусками передатчиков для отклика выделена пауза, во время кото рой проверяется нормальная работа части защиты в состоянии покоя. Это позволяет определить наличие постоянно действующей помехи в канале, а также обрыв выходной цепи приемника при работе приемопередатчика в составе дифференциально-фазной защиты. Блок 12 повторной проверки при получении от блока 13 определения неисправности сигнала об обнаружении какой"либо неисправности подает на задатчик 15 режимов работы сигнал перевода в режим повторной проверки. При этом срабатывания сигнализации неисправности не происходит, а через интервал времени (приблизительно 1-2 мин), определяемый из условий окончания проверки всеми приемопередатчиками линии и исчезновения возможной случайной помехи, срабатывает.эадатчик 1 времени, посылается вызывной сигнал в линию и происходит повторная проверка.)5 50 Если при повторной проверке блок 13 определения неисправности обнаруживает ту же неисправность, он подает сигнализацию неисправности и сигнал автоматицеского вывода защиты из действия. Кроме того, в блоке 13 определения неисправности производится расшифровка обнаруженной неисправности, результат которой может быть выведен на световое табло. Сигнализация неисправности подается на щит центральной сигнализации подстанций, а контактами своих выходных реле блок 13 определения неисправности выводит из действия цепи релейной защиты, действующие на отключение. Т) этот же момент блок 12 повторной проверки подает на задатчик 1) режимов работы сигнал перевода устройсгва в режим ожидания сброса. При этом задатчик 15 режимов работы.запрещает Формирователю 2 запусков подачу импульсов запуска в линио, а программному блоку 1 е ; принятие вызывных импульсов с выхода временного селектора 11,На остальных концах линии устройстВа не полуа) сигнала Отклика с выведенного из работц устройства, Фиксируют неисправность высокоцасОт 1 Г)го кгнала и ВЫВОДЯТ Цеги 1)еп 8 йи;)й защ(ты сг. ОБО 1 х стО:)011 лини.Е.сти Г(Ри пОР-(ог)1(0(, пг)г)881)ке 11.- исГ)равно(,ть нс г 1 Г)д т гПрж)(В(.т ся б(18 к 12 ПОВТОрнсй ПрОВерИ НГ)дас г 1 З З:). датчик 1 режимов рабогы сигнал перевода в исходный режим. При этом бхток 13 Опредю)18 ния неиспг)с)ВнОсти не подает никакой сигна.пизации и не производит автоматического вывода защиты.На время между первой и второй проверками при обнаружении неисправности после приема помехи или сигнала вызова, пр(л 118 дшего с другой стороны лини, блок 12 пОВ.ГореОЙ прОВОр ки загреща 81 прог.раммно(лу блоку 1 ТТ (1 ри 81 Гы з ы Б 10 ГО И)пульса с Выхода орем 81-ного Г.еле);тора 11, Это сущестВенно повьешает помехозащищенность приемопередатчикОВ и искпючает ложное срабать(вание сигнализации неисправности.При работе релейной защитц блок 17 Воздейс(-Вует и 1 6110. 3, 1 равг)ения, который заг 1 реа,)етр)хгг .;, 8 через блок п роды(и 01 (,;.: :г,:.)1, ;,.-811"1,( имгт)льсОВ Г)В гилаг 80)гГ)нт 1)Оляс (Орлиг)онатеГ 11 2 запу(:1(ОР и пОЯает в линии рабочий сигнал релейной заЩИТЫ,Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает пооцередныйавтоматический контроль работы аппаратуры и Ве 1 канала на каждой стороне линии электропередачи. Если выявляется неисправность, элементыпамяти запоминают результат, черезмалый интервал времени проверка повторяется и, если неисправностьподтверждается, осуществляется автоматический вывод защиты на всехконцах защищаемой линии и включается сигнализация, позволяющая определить вид и место неисправности.Предложенное устройство позволяет повысить эФфективность ежедневныхпроверок без участия дежурного оперативного персонала с автоматическойрас)ш(ифровкой причин возникновения неисправностей, что ускоряет и удешевляет процесс восстановления поврежденных узлов,Формула изобретения Приемопередатчик для Высокочастотной зашиты линии электропередачи, содертка.1 й пздатц 11 к Рпе(л 811( пгГЗы(л н 1",д Ор(1 гг (т(11 гпсрвь(м В);г,1 г) ",11)Г)ВВТВЛЛ ЗВПуСКОВ, ВЫХОГ 1 ")" О)ГГг)" гг 111Г(г) "1 " г 1 ГОдклюцен 1( Олоку релоинг)и за" шиты, а вьход соединен с Входом блока передали сигналов В линию, Выход которого подклюцен к линии, избирательно-усилительный блок, вход последнего подклюцен к линии, первый выход соединен с блоком приема сигналов релейной защиты, второй вцхад через детектор - с Входом блока приема контрольньгх сигналов, выход которого подключен к Входу парного поро)ового блока, с 08 дин 8 ннГ)ГО пОследоват 8 льно с Временнь(м селектором. Выход блока приема сигналов релейной защнть подключен к блоку релейной защиты и соединен также с первым входом блока определения неисправностей, имеющим Вьгхрд д(я сигнализации и выход для еыв),1 Я еВпей релейной защиты из дей (; Яг Ь(г) 1.:(ВЕ) 1; Я В Ц 8)КНОРГ)а892560 12работы, третий вход которого подсоединен к выходу программного блока ик третьему входу блока определениянеисправности, к четвертому входукоторого подключен первый выход задатчика режимов работы, второй выходкоторого соединен с вторым входомформирователя запусков, а третий выход через блок автоматической устао новки задатчика времени подключен квходу задатчика времени,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Зильберман В.А., ГеФтер Г,С.1 Непрерывный контроль исправностивысокочастотных каналов релейнойзащиты, - Электрические станции",1975, У 1 3, с.43-46.2. Авторское свидетельство СССРщ Г 137163, кл. Н 02 Н 7/26, 1960.3. Авторское свидетельство СССР8 488351, кл, Н 04 В 3/54, 1973 блок, блок повторной проверки, программный блок, задатчик режимов работы и блок автоматической установкизадатчика времени, при этом выходдетектора соединен также с входомвторого порогового блока, выход которого подсоединен к второму входублока определения неисправностей,третий выход которого подключен кпервому. входу блока повторной проверки, второй вход которого подключенк второму выходу задатчика времени,соединенному также с первыми входами программного блока и задатчика режимовработы, третий вход блока повторнойпроверки подключен к выходу временного селектора, соединенному такжес вторым входом программного блока,третий вход которого соединен с первым выходом блока повторной проверки, второй выход которого подключенк второму входу задатчика режимов Рюс/р НИИПИ Заказ 11272/78 Тираж 678 По илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,