Устройство для автоматического определения места повреждения на линиях электропередачи

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ УБЛИК 9 В 31/08, 31/11 05 ИЪЗ,Д ффНй,"МЕНдОП ТЕ ЕИ СТВУ ОМУ СВИДЕ К АВТО 00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (72) С,Г. Толстов(56) Шалыт Г.М; Определение мест повреждения в электрических сетя М,: Энергоиздат, 1982, с, 17."Искатель локационный мест повреждения на линиях электропередач "ЛИДА", Тех:.ническое описание и инструкция поэксплуатации, Рижскйй опытный завод "Энергоавтоматика", Г,М, Шалыт, Определение мест повреждения в электрических сетях, М,: Энергоиздат, 1982, с,212-217, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ПОВРЕЖДЕ. НИЯ НА ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Изобретение отнбсится к электротехнике, в частности к линейной автоматике, и может быть использовано для определения места повреждения на линии и одновременно для контроля гашения дуги в цикле однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ) после отключения поврежденной фазы линии.Известно устройство для автоматического определения места повреждения на линии, выполненное на локационном принципе. Принцип действия устройства основан на замере интервала времени между посылкой зондирующих высокочастотных импульсов в поврежденную линию и приемом отраженных от мес 1 а повреждения 1781646 А 1(57) Использование; изобретение относится к электротехнике. в частности к линейной автоматике, и может быть использовано для определения места повреждения на линии и одновременно для контроля гашения дуги в цикле ОАПВ после отключения поврежденной фазы линии. Сущность изобретения: при возникновении однофазного к.з, на одной из защищаемых линий срабатывает устройство релейной защиты этой линии и через избирательный орган поврежденной фазы устройства автоматического повторного включения подается команда на отключение этой фазы линии. Одновременно устройство релейной защиты подает кбманду на срабатывание приемного реле блока управления локационного измерителя дальности "ЛИДА". При этом устройство "ЛИДА" подключается к поврежденной линии. За время до отключения поврежденной фазы линии устройство "ЛИДА" автоматически определяет расстояние до места однофазного к,з. 6 ил. импульсов, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому устройству является устройство для автоматическогб определения места повреждения на пяти линиях типа "ЛИДА".Это устройство, выполненное на локационном принципе, содержит блок питания, блок управления с приемными реле и ключом "Сброс", блок генератора высокочастотных сигналов, блок фильтров, входной блок и блок индикации с 50-ю накопителями, распределителем импульсов (дешифратором) и общим катодным резистором тиратронов индикации.Приемные реле служат для подключения устройства к поврежденной линии при срабатывании защиты этой линии.5 10 20 25 30 35 40 50 Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства "ЛИДА" за счет выполнения им дополнительной функции контроля гашения дуги в цикле ОАПВ после отключения поврежденной фазы линии.Поставленная цель достигается в результате того, что устройство для автоматического определения места повреждения на линиях электропередачи, выполненное на локационном принципе, содержащее блок питания, блок управления с приемными реле и ключом "Сброс", блок генератора высокочастотных сигналов, блок фильтров,входной блок и блок индикации с 50-ю нако пителями, распределйтелем имйульсов и общим катодным резистором тиратронов индикации и систему присоединения, дополнительно содержит приставку, включающую в себя переключающее реле с одним размыкающим и двумя замыкающими контактами, блок синхронизации с 50-ю реле с контактами и с полупроводниковым ключом, накопитель с исполнительным реле с контактами, первое реле пульс-пары с двумя замыкающими и одним размыкающим контактом, второе реле пульс-пары с одним раэмыкающим контактом и четырьмя замыкающими контактами, выходное реле с контактами, конденсаторы, резисторы, при этом обмотка переключающего реле включена параллельно общему катодному резистору тиратронов индикации, размыкающий контакт переключающего реле включен между выходом входного блока и входом накопителей блок индикации, первый замыкающий контакт переключающего реле включен последовательно с выходом полупроводникового ключа блока синхронизации между выходом входного блока и входом накопителя приставки, второй замыкающий контакт переключающего реле включен к цепь обмотки первого реле пульс- пары, первый и второй замыкающие и размыкающий контакты этого реле включены соответственно в цепь обмотки второго реле пульс-пары, параллельно контактам ключа "Сброс" и в цепь сброса накопителя приставки, размыкающий контакт второго реле пульс-пары включен к цепь обмотки первого реле пульс-пары, первый замыкающий контакт реле включен через контакты реле фиксации цикла ОАПВ устройств автоматического повторного включения (АПВ) в цепи обмоток приемных реле блока управ ления, второй и третий замыкающие контакты второго реле пульс-пары включены в цепи управления накопителя приставки, четвертый замыкающий контакт второго реле пульс-пары включен в цепь обмотки выходного реле, между вторым замыкающим контактом переключающего реле и раэмыкающим контактом второго реле пульс-пары включены параллельно соединенные контакты реле фиксации цикла ОАПВ устройств АПВ, обмотка исполнительного реле накопителя приставки подключена параллельно резистору цепи тирэтрона накопителя, контакт исполнительного реле включен последовательно с четвертым замыкающим контактом второго реле пульс-пары в цепи обмотки выходного реле, контакт выходного реле через контакты реле фиксации цикла ОАПВ включен в цепи включающих реле АПВ линий, параллельно обмоткам первого и второго реле пульс-пары и выходного реле подключены последовательно включенные конденсатор и резистор, э между каждой общей точкой обмотки и конденсатора с одной стороны и контактами реле с другой стороны включен резистор,На фиг. 1 представлена схема сети с размещением оборудования,На фиг. 2 представлена структурная схема предлагаемого устройства и его связей с внешними устройства,На фиг, 3 представлена схема блока реле пульс-пары и выходного реле,На фиг 4 представлена принципиальная схема одного из 50-и накопителей блока индикации устройства "ЛИДА" с дополнительным реле.На фиг, 5 представлена принципиаль-. ная схема накопителя приставки с исполнительным реле,На фиг, 6 представлена принципиальная схема блока синхронизации и его связи с распределителем импульсов (дешифратором),На фиг, 1 изображены пять линий электропередачи 1 - 5, выключатели 6 - 10, устройства релейной защиты 11-16 линий, устройства АПВ 16-20 выключателей и устройство "ЛИДА" 21,На фиг, 2 изображены устройство "ЛИДА" 21, состоящее иэ блока питания 22, блока управления 23 с приемными реле 24-28 и ключом "Сброс" 29; блока генератора высокочастотных сигналов 30, блока фильтроэ 31, входного блока 32 и блока индикации 33 с 50-ю накопителями с пороговыми органами 34 (1 - 50), распределителем импульсов (дешифрато ров) 35 и общим катодным резистором 36 в цепях тиратронов индикации, система присоединения 37 устройства "ЛИДА" 21 к 5-и линиям 1-5, дополнительная приставка 38, содержащая переключающее реле 39 с одним размыкающим 40 и двумя замыкающими контактами 41 и 42, блок синхронизации 43 с 50-ю реле 44 (1 - 50) по числу накопителей устройства "ЛИДА" и контактами 45 (1-50) этих реле и полупроводниковым ключом 46, накопитель 47 приставки с исполнительным реле 48 и контактами 49 этого реле, первые контакты реле 50 - 54 фиксации цикла ОАПВ устройств АПВ 16- 5 20.На фиг. 3 изображены контакты 42 переключающего реле 39, первое реле 55 пульс-пары с контактами 56, 57 и 58, второе реле 59 пульс-пары с контактами 60, 61, 62, 10 63 и 64, выходное реле 65 устройства с контактами 66, вторые 67-71 и третьи 72-76 контакты реле фиксации цикла ОАПВ устройств АПВ 16 - 20, конденсаторы 77-79 и резисторы 80-85. 15На фиг. 4 изображена схема одного из 50-и накопителей 43(1 - 50) блока индикации 33, дополнительное реле 44 и контакты 45 этого реле.На фиг, 5 изображен накопитель 47 при ставки 38, исполнительное реле 48, контакты 49 этого реле, контакты 41 переключающего реле 39, полупроводниковый ключ 46 блока синхронизации, а также контакты 58 первого реле 55 пульс-вары и 25 контакты 62 и 63 второго реле 59 пульс-пары. Накопитель приставки отличается от накопителя устройства "ЛИДА" отсутствием тиратрона Ч 15 и конденсатора С 1 в цепи резистора Р 1, 30На фиг, 6 изображены распределитель импульсов (дешифратор) 35, контакты 45 ре- ле 44 и полупроводниковыи ключ 46 блока синхронизации 43. При необходимости в цепи между выходами распределителя им пульсов и входами полупроводникового ключа 46 может быть введено согласовывающее устройство.Между устройством "ЛИДА" 21, приставкой 38, устройствами релейной защиты 11 - 40 15 линий и устройствами АПВ 16-20 выполняются следующие связи:- от обмоток приемных реле 24-28 к контактам выходных реле устройств релейной защиты 11-15 линий (фиг. 2); 45- от общего катодного резистора 36 к обмотке переключающего реле 39 (фиг. 2):- от выхода входного блока 32 через размыкающии контакт 40 переключающего реле 39 ко входам 50-и накопителей 34 бло ка индикации 33 (фиг. 2);- от выхода входного блока 32 через замыкающий контакт 41 переключающего реле 39 и полупроводниковый ключ 46 блока синхронизации 43 ко входу накопителя 47 55 (фиг. 2);-от замыкающего контакта 42 переключающего реле 39 через контакты 67-71 реле фиксации цикла ОАПВ устрсйств АПВ 16- 20, контакты 60 второго реле 59 пульс-пары и резистор 80 к обмотке первого реле 55 пульс-пары (фиг, 2 и 3);- от контактов 56 первого реле 55 пульс- пары через резистор 81 к обмотке второго реле 59 пульс-пары (фиг, 3);- от контакта 64 второго реле 59 пульс- пары через контакты 49. реле 48 накопителя 47 приставки и резистор 82 к обмотке выходного реле 65 предлагаемого устройства (фиг. 3);- параллельно обмоткам реле 55, 59 и 65 включены цепи с последовательно соединенными конденсаторами и резисторами 77 - 83, 78-84, 79 - 85 соответственно;- от замыкающего контакта 57 первого реле 55 пульс-пары (фиг. 3) к ключу "Сброс" 29 (фиг. 2);- от размыкающих контактов 58 первого реле 55 пульс-парь и замыкающих контактов 62 и 63 второго реле 59 пульс-пары (фиг.3) к клеммам 11, 18 и 5 соответственно накопителя 47 приставки 38 (фиг, 5);- от замыкающих контактов 61 второго реле 59 пул ьс-па ры (фиг. 3) через замы кающие контакт 50 - 54 реле фиксации цикла ОАПВ устройств АПВ 16 - 20 к приемным реле 24-28 устройства "ЛИДА" 21 (фиг. 2);- от контакта 66 выходного реле 65 приставки 38 через замыкающие контакты 72- 76 реле фиксации цикла ОАПВ устройств АПВ 16-20 к включающим реле АПВ (фиг. 2), обеспечивающим включение выключателей 6 - 10 линий 1 - 5.На фиг. 2 не показаны цепи, не связанные непосредственно с существом предлагаемого устройства, например, цепи о блока питания 22.Предлагаемое устройство работает следующим образом. При возникновении однофазного к.з, нз,одной из защищаемых линий, например, на линии 1, срабатывает устройство релейной зашиты этой линии 11 и через избирательный орган поврежденной фазы устройства автоматического повторного включения 16 подается команда на отключение этой фазы линии, Одновременно устройство релейной защиты 11 подает команду на срабатывание приемного реле 24 блока управления ЗЗ устройства "ЛИДА", При этом устройство "ЛИДА" подключается к поврежденной линии 1, За время до отключения поврежденной фазы линии устройство "ЛИДА" автоматически определяет расстояние до места однофазного к,з. При срабатывании в блоке индикации 33 порогового органа накопителя, соответствующего удаленности места к,ззажигается тиратрон Ч 15, фиксирующий место к.зи срабатывает реле 44, За счет падения напряжения на общем катодном резисторе1015202530354050 повторному пуску. Для предотвращения55сброса информации в блоке индикации - погасания тиратрона Ч 15 и возврата реле 44- предусматривается выполнить самоудержание, Это может быть осуществлено, например, посредством подачи питания к 36 срабатывает переключающее реле 39, обмотка которого подключена параллельнорезистору. При срабатывании этого релепроисходит размыкание его контактов 40 и замыкание контактов 41 и 42. При размыкании контактов 40 происходит отключение входов всех 50-ти накопителей блока индикации 33 от выхода входного блока 32. Призамыкании контактов 41 происходит подготовка замыкания цепи от выхода входногоблока 32 ко входу накопителя 47 приставки38.Для исключения появления свободногопотенциала на базе транзисторов Ч 2 накопителей блока индикации и накопителя приставки при разомкнутом состоянии контактов соответственно 40 и 41 предусматривается использование специальных схем (на схемах не показаны).При замыкании контактов 42 переключающего реле 39 подготавливается цепь питания обмотки первого реле 55 пульс-пары,При срабатывании реле 44 и замыкании его контактов 45 подготавливается цепь управления полупроводникового ключа 46 блока синхронизации 43 от того выхода дешифратора 35 блока индикации 33, который соответствует удаленности места к,з.При срабатывании реле фиксации циклаОАПВ устройства АПВ замыкаются его контакты 50 в цепи обмотки приемного реле 24. подготавливая его повторное срабатывание. При замыкании контактов 72 реле фиксации цикла ОАПВ подготавливается цепьпитания включающего реле устройства АПВ 16. При замыкании контактов 67 реле фиксации происходит замыкание цепи обмотки реле 55. Это реле срабатывает с выдержкой времени и замыкает свои контакты 56 в цепи обмотки в 1 орого реле 59 пульс-пары, Это реле срабатывает с выдержкой времени и размыкает свои контакты 60 в цепи обмотки реле 55, Это реле возвращается в исходное состояние и размыкает свои контакты 56.При этом реле 59 обесточивается, возвращается в исходное состояние и замыкает свои контакты 60, Таким образом, через определенные интервалы времени происходит поочередное срабатывание и возврат.реле 55 и 59.При замыкании контактов 57 реле 55 происходит шунтйрование ключа "Сброс", При этом происходит возврат устройства "ЛИДА" в исходное состояние готовности к тиратрону через замыкающие контакты реле 44 и кнопку ручного возврата (не показаны),При размцкании контактов 58 реле 55размыкается цепь сброса (11) накопителя 47приставки 38 и накопитель будет готов кработе.При срабатывании реле 59, которое следует за срабатыванием реле 55, и замыкании его контактов 61 происходит повторноесрабатывание приемного реле 24 блока управления 23 и повторный пуск устройства"ЛИДА". При замыкании контактов 62 реле59 отпирается триод ЧЗ схемы совпадениянакопителя 47; при этом подготавливаетсяцепь срабатывания триода Ч 2 этой схемы.При замыкании контактов 63 реле 59 подготавливается цепь срабатывания исполнительного реле 48 накопителя 47.Отраженные от места повреждения высокочастотные импульсы поступают на входнакопителя 47 приставки 38. При этом будетсрабатывать пороговый орган и исполнительное реле 48, Нормально замкнутый кон-.такт 49 этого реле и ри этом будет размыкать .цепь обмотки выходного реле 65.Для предотвращения попадания в накопитель приставки сигналов помех подключение этого накопителя к выходу входногоблока происходит только при кратковременном замыкании полупроводникового ключа46 блока синхронизации 43, которое будет .происходит при кратковременном появлении сигнала на том выходе дешифратора 35,который соответствует удаленности местак,з,При замыкании контактов 64 реле 59замыкается цепь питания обмотки выходного реле 65. Это реле имеет замедление насрабатывание, перекрывающее время отмомента замыкания контакта 64 до размыкания контактов 49 реле 48.При возврате реле 55 и замыкании егоконтактов 58 происходит сброс информациив накопителе 47,После погасания дуги в месте однофазного повреждения срабатывание реле 55 и59 не будет сопровождаться срабатываниемреле 48 и размыканием его контактов 49.При этом обеспечивается срабатывание выходного реле 65 и замыкание его контактов66 в цепи включающего реле устройстваАПВ 16,Конденсаторы 77 - 79 и резисторы 80-85используются для создания требуемых замедлений на срабатывание и возврат реле55,59 и 65.Действие предлагаемого устройства напротивоположном конце поврежденной линии 1 происходит аналогично вышеизложенному, При необходимости можно использовать передачу команды на разрешение повторного включения фазы на противоположный конец линии с помощью высокочастотной аппаратуры телеотключе ния.Схема логической части приставки и дополнительные реле могут быть выполнены на полупроводниковых приборах.Формула изобретения 10 Устройство для автоматического определения места повреждения на линиях электропередачи, выполненное на локационном принципе, содержащее блок питания, блок управления с приемными реле и ключом 15 "Сброс", блок генератора высокочастотных сигналов. блок фильтров, входной блок и блок индикации, содержащий накопители, распределитель импульсов и общий катодный резистор тиратронов индикации, блок 20 присоединения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет выполнения им функции контроля гашения дуги в цикле однофазного автоматического по вторного включения (ОАПВ) линии, оно дополнительно содержит приставку, включающую в себя г ереключающее реле с одним рэзмыкающим и двумя замыкающими контактами, блок синхронизации, содер жащий реле с контактами и полупроводниковый ключ, накопитель с исполнительным реле, первое реле пульс-пары с двумя замыкающими и одним размыкающим контактом, второе реле 35 пульс-пары с одним размыкающим контактом и четырьмя замыкающими контактами, выходное реле, три конденсатора, шесть резисторов, при этом обмотка переключающего реле включена параллельно общему 40 катодному резистору тиратронов индикации, размыкающий контакт переключающего реле включен между выходом входного блока и входом накопителей блока индика 45 ции, первый замыкающий контакт переключающего реле включен последовательно с выходом полупроводникового ключа блока синхронизации между выходом входного блока и входом накопителя приставки, второй замыкающий контакт переключающего реле включен в цепь обмотки первого реле пульс-пары, первый и второй замыкающие и размыкающий контакты которого включены соответственно в цепь обмотки второго реле пульс-пары, параллельно контактам ключа "Сброс" и в цепь сброса накопителя, размыкающий контакт второго реле пульс- пэры включен в цепь обмотки первого реле пульс-пары, первый замыкающий контакт которого включен через соответствующие контакты реле фиксации цикла ОАПВ в цени обмоток приемных реле блока управления, второй и третий замыкающие контакты второго реле пульс-пары включены в цепи управления накопителя приставки, четвертый замыкающий контакт второго реле пульс- пары включен к цепь обмотки выходного реле. между вторым замыкающим контактом переключающего реле и размыкающим контактом второго реле пульс-пары включены параллельно соединенные контакты реле фиксации цикла ОАПВ, обмотка исполнительного реле накопителя подключена параллельно первому резистору цепи тиратрона накопителя, контакт исполнительного реле включен последовательно с четвертым замыкающим контактом второго реле пульс-пары в цепи обмотки выходного реле, контакт выходного реле через контакты реле фиксации цикла ОАПВ включен в цепь включающих реле АПВ линий, параллельно обмоткам первого и второго реле пульс-пары и выходного реле подключены последовательно включенные конденсатор и резистор, э между каждой общей точкой обмотки реле и конденсатора с одной стороны, и контактами реле, с другой стороны включен резистор.1781646 И Щ дщ лищакюб бегхоАах кую. .иелулдчгпх риекаржслб релеоиео хь;ая О-Б яииид 1-бКонаокт рме рикаации Чикаго0 ЯЯВ уаурейслР ЛПВ /бфЭ ИМК Ьончищиег ререуслрейстВ АЮВ уб".291 Квнвохюь рере фиксации ццкра.ОАПВ усврокщбАПВ Ю+МСоставитель С.ТОлс Техред М.Моргентал орректор Н,Милюков едактор С,Козло Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина,каз 4 Ж 3 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., 4/5