Система циркулярного телеуправления по электрическим сетям

ае (и ССЮЭ СОВЕТСКИХОСамцъкмиаеиРЕСПУБЛИК щ) Н 04 В 3(54 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт электродинамики АН УССР(56) 1. Краснова Н.С., Попов И.Н.,Система циркулярного телеуправлениядля передачи команд прн аварийныхи нормальных режимах работы энергосистем, "Электричество", 1975, В 8,с . 9-14.2, Шестопалов В.Н. Автоматизацияи релейная защита энергосистем,разработка и испытания системы циркулярной разгрузки электросетей. Киев,(прототин),(54)(57) СИСТЕМА ЦИРКУЛЯРНОГО ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СЕТЯИ,содержащая на передающей стороне последовательно соединенные блок защитыи пусковой блок, первый и второй вы.ходы которого соединены с первымивходами соответствующих источниковзадающих импульсов, вторые входыкоторых через трансформатор напряжения подключены к электрическойсети., а выходы источников задающихимпульсов соединены с входами соответствующих формирователей-нреобразователей импульсов управления, атакже первый и второй тиристоры,причем катод первого и анод второготиристоров подключены к общей шине,анод первого и катод второго тиристоров через соответствующие защитныедроссели соединены с первым выводом активного сопротивления, второй вывод которого через последовательно соединенные трансформатор тока и выключатель подключены к электрической сети, причем трансформатор тока соединен с входом. блока защиты, а на приемной стороне ; первый,второй и третий частотные каналы, каждый из которых содержит последовательно соединенные частотный селектор, пороговый элемент и селектор длительности, а также первый н второй элементы И и исполнительный блок, причем входы частотных селекторов час-. тотных каналов объединены и через трансформатор напряжения подключены ИМ к электрической сети, вторые вцкоды .частотных селекторов первого и второго частотных каналов соединены через ключи с вторыми входами селекторов длительности соответственно второ-Я го и первого частотных каналов, выходы селекторов длительности первого . .и второго частотных каналов, соедиа иены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, выход селектора длительности третьего частотного канала соедийен с вторыми входами первого и второго элементор И, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей путем удвоения числапередаваемых команд, на передающейстороне введен двухполюсный переключатель, два подвижных контактакоторого подключены к выходам первоги второго формирователей-преобразователей импульсов управления, первыйразмыкающий контакт двухполюсногопереключателя соединен с вторым за1095423 мыкающим контактом и подключен к управляющему. входу первого тиристора, а первый замцкаюций контакт соединен с вторым размцкающим контактом и подключен- к управляющему входу второго тиристора, а на приемной сторойе введены приемник импульсных сигналов, содержащий генератор прямоугольных импульсов, селекторы отрицательных и положительных импульсов входы которых подключены к входам частотных Фселекторов частотных каналов, а также с третьего по шестой элементы И, выходы которых соединены с исполнивтельным блоком, при этом выход селектора положительных импульсов соединен с первым"и вторым импульсными каналами, каждый из которых содержит последовательно соединенные формирователь импульса длительности, триггер, формирователь импульса приема, элемент Ии счетчик, и третьим импульсным кана-лом, содержащим последовательно соединенные установочный триггер, элемент И и счетчик, выход которого Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при автоматизации силовых сетей, а также в системах защиты энергосистем.Известна система телеуправления,использующая в качестве канала передачи команд силовую сеть, которая содержит на передающей стороне генератор тональных частот и согласующее устройство, а .на приемкой стороне - фильтр и частотные каналы, каждый из которых содержит полосовой фильтр, детектор и пороговое устройство 1;1,Недостатком данной системы явля" ется малое количество команд при их бопьшой информационной емкости,Наиболее близкой к предпагаемой является система циркулярного телеуправления по электрическим сетям, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные блок защиты и пусковой блок, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами соответствующих источников задающих импульсов,соединен с вторым входом установоч"ного триггера и вторыми входами счетчиков первого и второго. импульсныхканалов, причем выход генератора прямоугольных импульсов соединен с вто-,рым входоФ элемента И третьего импульсного канала, выход селектораотрицательных импульсов соединен свторыми входами элементов И первогои второго импульсных каналов, выходы формирователей импульса приемапервого и второго импульсных каналовсоединены с вторыми входами соответствующих триггеров, выход первогоэлемента И соединен с первыми входами третьего и четвертого элементовИ, выход второго элемента И - с первыми входами пятого и шестого элементов И, выход счетчика первого импульсного канала соединен с вторымивходами третьего и пятого элементов И, выход счетчика второго,импульсного канала - с вторымивходами четвертого и шестого элементов И. вторые входы которых через трансформатор напряжения подключены к электрической сети, а выходы источниковзадающих импульсов соединены с входами соответствующих формирователейпреобразователей импульсов управления, а также первый и второй тиристорц, причем катод первого и анод второго тиристоров подключены к общей 10 шине, анод первого и катод второготиристоров через соответствующие защитные дроссели соединены с первым.выводом активного сопротивления, второй вывод которого через цоследова тельно соединенные трансформатор тока и выключатель подключены к элек"трической сети, причем трансформатортока соединен с входом блока защиты,а на приемной стороне - первый, вто рой и третий частотные каналы, каждыйиз которых содержит последовательно соединенные частотный селектор,пороговый элемент и селектор длитель-.ности, а также первый и второй зле 5 менты И и исполнительный блок, причем входы частотных селекторов час3 10954 тотных каналов объединены и через трансформатор напряжения подключены к электрической сети, вторые выходы частотных селекторов первого и второго частотных каналов соединены через ключи с вторыми входами селекторов длительности второго и первого частотных каналов, соответственно, выходы селекторов длительности первого и второго частотных каналов соеО динены с первыми входами первого и второго элементов И соотвнтственно, выход селектора длительности третьего частотного канала соединен со вторыми входами первого и второго элементов И 23. В известной системе осуществляетсяфчастотное кодирование двух команд,Недостатком системы является малоеколичество передаваемых команд.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем удвоения числа передаваемых команд,Поставленная цель достигается тем,5что в систему циркулярного телеуправления по электрическим сетям, содержа-,жую на передающей стороне последовательно соединенные блок защиты и пусковой блок, первый и второй выходыкоторого соединены с первыми входами30соответствующих источников задающихимпульсов, вторые входы которых черезтрансформатор напряжения подключенык электрической сети, а выходы источников задающих импульсов соединены свходами соответствующих формирователей-преобразователей импульсов управления, а также первый и второй тиристоры, причем катод первого и анодвторого тиристоров подключены к общейшине, анод первого и катод второготиристоров через соответствующиезащитные дроссели соединены с первым выводом активного сопротивления,второй вывод которого через после 45довательно соединенные трансформатортока и выключатель подключены к электрической сети, причем трансформатортока соединен .с входом блока защиты,а на приемной стороне - первый, второй и третмй частотные каналы, каж-дый из которых содержит последователь. но соединенные частотный селектор,пороговый элемент и селектор длительности, а также первый и второй элементы И и исполнительный блок, причем входы частотных селекторов частотных каналов объединены и через гз атрансформатор напряжения подключены к электрической сети, вторые выходычастотных селекторов первого и второго частотных каналов соединены через ключи с вторыми входами селекторов длительности второго и первого частотных каналов, соответственно, выходы селекторов длительности первого и второго частотных каналов соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, селектора длительности третьего частотного канала соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, на передающей стороне введен двухполюсный переключатель, два подвижных контакта которого подключены к выходам первого и второго формирователейпреобразователей импульсов управления, первый размыкающий контакт двухполюсного переключателя соединен с вторымзамыкающим контактом и подключен к управляющему входу первого тиристора,а первый замыкающий контакт соединен с вторым размыкаю.,им контактом и подключен к управляющему входу второго тиристора, а на приемной стороне введены приемник импульсных сигналов, содержащий генератор прямоугольных импульсов, селекторы отрицательных и положительных импульсов, входы которых подключены к входам частотныхселекторов частотных каналов, а такжес третьего по шестой элементы И, выходы которых соединены с исполнительным блоком,. при этом выход селектораположительных импульсов соединен с первым и вторым импульсными каналами, каждый из которых содержит последовательно соединенные формировательимпульса длительности, триггер, формирователь импульса приема, элемент И и счетчик, и третьим импульсным каналом, содержащим последовательно соединенные установочный триггер, элемент И и счетчик, выход которого соединен с вторым входом установоч-,ного триггера и вторыми входами счетчиков первого и второго импульсных каналов, причем выход генератора пря.моугольных импульсов соединен с вторым входом элемента И третьего импульсного канала, выход селектора отрицательных импульсов соединен с,вторыми входами элементов И первогои второго импульсных каналов, выходы- формирователей импульса приема первого и второго импульсных каналов соединены с вторыми входами соответ1095423 5ствуницих триггеров, выход первого элемента И соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выход второго элемента И - с первыми входами пятого и шестого элементов И, 5 , выход счетчика первого импульсного канала соединен с вторыми входами третьего и пятого элементов И, выход счетчика второго импульсного канала - с вторыми входами четвертого и шесто 10 го элементов И.ф Система циркулярного телеуправления по электрическим сетям позволя ет в аварийныхрежимах произнести разгрузку магистральной линии путем одновременного Отключения неответственных потребителей, Ее работа основана на использовании частотно-импульсного кодирования команд управления. В качестве передающего устройства используется управляемая нагрузка, которая выполнена в виде активного. сопротивления, подключаемого к сети в определенные моменты време" 2 ни с помощью тиристоров, включенных встречно-параллельно. При таком включении тиристоров в сети создается спектр четных гармоник, При частотном кодировании команд осуществляется взаимйая компенсация одной из четных частиц гармоник;например,шестойнли восьмой, благодаря специально подобранным парам углов открь 1 тия тирнсторов. При импульсном кодировании используется различие-временного положения импульсов, вырабатываемых тиристорами.На фиг. 1 представлена Функциональная схема передающей стороны системы циркулярного телеуправления по элек"40 трнческим сетям, на фиг. 2 - функциональная электрическая схема приемной стороны системы циркулярного .телеуправления по электрическим сетям; на Фиг. 3 - диаграммы, поясняющие Форми"45 рование первой и второй команд управ-. ления и их импульсную селекцию, на Фиг. 4 - диаграммы поясняющие фор" мирования третьей н четвертой команд управления н их импульсную селекцию.Система циркулярного телеуправления по электрическим сетям содержитна передающей стороне выключатель 1, трансформатор 2 тока, активное сопро 1 тивление 3, трансформатор 4 напряжения, блок 5. защиты, защитные. дросселн6, пусковой блок 7 источники 8 за, дающих импульсов, формирователи-преобразователи 9 импульсов управления,двухполюсный переключатель 1 О, первыйи второй тиристоры 11 н 12, а на приемной стороне - трансформатор 13 напряжения, первый, второй и третийчастотные селекторы 14-16, первого,второго и третьего частотных каналовсоответственно, пороговые элементы 17,селекторы 18 длительности, ключи 19,первый по шестой элементы И 20-25,исполнительный блок 26, а также приемник 27 импульсных сигналов, включающий генератор 28 прямоугольныхимпульсов, селектор 29 отрицательныхимпульсов, селектор 30 положительныхимпульсов, причем первый и второй им-,пульсные каналы включают формирователь 31 импульса длительности, триггер 32, Формирователь 33 импульса приема, элемент И 34 н счетчик 35, третий импульсный канал, установочныйтриггер 36; элемент И 37 и счетчик 38. Система циркулярного телеуправления по электрическим сетям работает следующим образом.Выключатель 1, трансформатор 2 и 4 (Фнг. 1), 13 (Фиг. 2), блок 5 и защитные дросселн 6 обеспечивают подключение системы к электрической сети. При включении пускового блока 7 (фиг. 1) для передачи команд источники 8 задающих импульсов вырабатывают импульсы, фазовые углы которых обеспечивают откРытие тнристоров 11 н 12 в определенный момент времени. Эти импульсы уснлйваются н преобразуются в Формирователях-преобразователях 9 и поступают через двухполюсный переключатель 10 на тнристоры 11 н 12. Исходное повженне двухполюсного переключателя 10 обеспечивает подачу,например, первой н второй команд (Фиг. 3). При передаче третьей и четвертой команд двухполюснцй переключатель 10 переводится в противоноложное положение, в результате чего импульсы управления йоступают на включенные. встречно-параллельно тнршсторы 11 н 12, в противоположные поЛупериоды и нз сети потребляется ,ток(фнг 3,4), содержащий тот же спектр четных гармоник, но создается он путем открытия .тирнсторных каскадов прн других, сдвинутых на 180 е углах. В результате в сети возникает спектр четных гармоник, одна рз которых скомненснрована. Так, на- о пример, если при исходном положении двухполюсного переключателя 1 О обес,печить открытие первого тиристора 11в положительную половину напряженияц,сети при угле, равном 59, а открытие второго тиристора 12 - в отрицательную полуволну при угле 180 + 121о(фиг, 3, ), то в сети будет сигналвосвмой и десятой гармоник, соответственно частот 400 и 500 Гц, а шестаягармоника (300 Гц) скомпенсирована(первая команда), При обеспечении, 10например, в положительную полуволну,угла открытия первого тиристора 11,равного 67 ф, а в отрицательную - угла открытия второго тиристора 12 180 ++113 (фиг. З,б), в сети будет шестаяи десятая гармоники, а восьмая гармоника отсутствует (втовая команда).При переводе двухполюсного переключателя 1 О в противоположное положениеоткрытие первого и второго тиристоров 201 1 и 12 произойдет при углах 121 вположительную полуволну напряжения сети и 180 + 59- в отрицательную полуполну (третья команда), (фнг. 4,а).При этом четногармонический спектр 25будет как при первой команде.,Точнотакже формируется четвертая командауправления при использовании угловоткрытия 1 13в положительную полуовдлну напряжения сети и 1800+ 67 в отрицательную полуволну.Таким образом, формируются четырекоманды управления, напряжения которых выделяются на активном сопротивлении 3 и сопротивлениях электричес 35кой сети.На приемной стороне эти командывыделяются по частотным н импульснымпризнакам. Приемное устройствосистемы циркулярного телеуправления поэлектрическим сетям содержит три частотных канала (300, 400, 500 Гц) иприемникф 27 импульсных сигналов.При формировании первой командыв сети возникает четногармонический45спектр, характеризуемый наличием всети восьмой и десятой гармоник. Этисигналы на приемной стороне выделяются вторым и третьим частотными селекторами 15 и 16 второго и третьегочастотных каналов и через пороговыеэлементы 17 поступают на выходы соответствующих селекторов 18 длительности. Кроме того, с выхода второгочастотного селектора 15.сигнал второго частотного канала поступает посредством ключа 19 на второй вход сепектора 18 первого частотного каналаи блокирует его. Селектор 18 второго 3 8частотного канала срабатывает и сигнал с его выхода, поступает на первый вход второго элемента И 2,на второй вход которого приходит сигнал с выхода селектора 18 третьего частотного канала, В результате второй элемент И 21 срабатывает, и сигнал с его выхода поступает на первые входы пятого и шестого элементов И 24 и 25, на вторые входы которых поступают сигналы с выходов счетчиков 35 приемника 27 импульсных сигналов, Одновременно работают селектор 29 отрицательных импульсов и селектор 30 положительных импульсов 27. Селектор 30 срабатывает при открытии тиристорных каскадов в положительный полупериод напряжения сети, т.е. при фазовом угле 59 при передаче первой команды, Первый импульсный канал предназначен для приема первой и второй команд. С выхода селектора 30 сигнал поступает на формирователь 31 первого импульсного ка" нала, который обеспечивает создание импульса определенной длительности (фиг. 3,6). Длительность импульса выбирается такой, чтобы обеспечить воэможность Формирования своим задним фронтом импульса приема, совпадающего по времени с временем возможной передачи второго отрицательного импульса команды. Формирователь 33 первого импульсного канала обеспечивает создание импульса приема для первой и второй команд. Временной промежуток между первым и вторым импульсом при передаче первой команды, выраженный в угловых градусах периода напряжения 50 Гц, равен (180 + + 1210)-59 = 242 (фиг, З,а) и при передаче второй .команды - (180 + + 113) -67 226 (фиг. 3,6) . Для тогр,.чтобы обеспечить прием второго импульса сигнала при передаче двух указанных команд, формирователь 33 сформирует импульс приема длитель.ностью не менее 242 - 226 16 , фор.мирование указанного импульса приема необходимо осуществить с запасом на 2 в обе стороны.Таким образом, через 226 - 2224 после приема первого (положительного импульса, Фиг. 3, е), задним фронтом импульса с выхода формирователя 31 перебрасывается триггер к 32, (фиг. З,г), и включается формирователь 33 импульса приема, создаюЗций импульс приема длительностью 20 (с запасом,.фиг. З,д). Сформированныйимпульс приема поступает на второй вход элемента, И 34, а своим задним фронтом обеспечивает перевод триггера 32 в исходное положение (фиг. З,ъ). Отрицательные импульсы, создаваемые 5 передающим устройством, принимаются селектором 29 отрицательных импульсов и подаются на первые входы элемента И 34 (фиг. З,е), При передаче первой команды срабатывает элемент И 34 пер о вого импульсного канала и его выходные импульсы подаются на вход (восьмнричного) счетчика 35. Если сигнал принимается в течение восьми периодов, то1на выходе счетчика 35 появляется им пульс, который поступает на вторые входы третьего и пятого элементов И 22 и 24. При срабатывании соответствующих частотных каналов включается элемент И 24 и сигнал поступает на Ю исполнительный блок.В случае выделения второй команды, работает первый импульсный канал, а частотные признаки выделяются первым и третьим частотными селекторами 25 14 и 16 первого и третьего частотных каналов. При этом срабатывает первый элемент И 20 и третий элемент И 22.Аналогично осуществляется выделение импульсных признаков третьей (фиг. 4,0. зо Я 4-и и фиг. 4,6) команд вторым импульсным каналом. При этом для выделения второго импульса этих команд формирователь 3 1 сформирует импульс, обеспечивающий прием импульсов через (180 + 59 )-12 = 118 (фиг. 4 а) и (180 + 67 )-113 = 134 (фиг. 4,Ю), т,е. для надежного приема длительность его должна соответствовать углу 116 (фиг. 4, В) . Задний фронт этого импульса перебрасывает триггер 32 (фиг. 4,ъ), который обеспечивает работу формирователя 33 (фиг. 4,д), При этом длительность вырабатываемого им импульса приема 20 обеспео чивает прием импульсов третьей четвертой команд (фиг. 4,е). При приеме третьей команды частот- ные признаки выделяются вторым и третьим частотными каналами. При этом срабатывают второй и шестой элементы21 и 25. При выделении четвертой команды срабатывает первый и третий частотные каналы, первый и четвертый элементы И 20 и 23.Таким образом, предлагаемая система циркулярного телеуправления по электрическим сетям позволяет удвоить количество передаваемых команд.