Блок приращений параметров самонастраивающейся модели линии электропередач

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ БЛИК 2 Н 3/40 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО;ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова, Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения и Ленинградский политехнический институтим. М.И.Калинина(54) БЛОК ПРИРАЩЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ САМОНАСТРАИВА 10 ЩЕЙСЯ МОДЕЛИ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защи" те. Цель изобретения " расширение функциональных возможностей. Устройство содержит модель 1 длинной линии, модель 4 линии небольшой протяженности на двух умножителях 5 и 6, дифференциатор 7, сумматор 11. Настройка моделей 1 и 4 ведется непрерывно. Устройство отслеживает любое изменение, происшедшее в режиме работы за" щищаемой линии. В зависимости от расС стояния до к.з. устройство гибко пе- у рестраивает и структуру модели защи1427466 щаемой линии, регулируя удельный вес той или иной модели линии. Если протяженность защищаемой линии довольно, большая, то соответствиемежду ней и моделью ЛЭП устанавливается за счет Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в релейной защите линий электропередач.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2- схема одного из звеньев модели длинной линии; на фиг. 3 - структурная 10 схема звенаформирующего выходные напряжение и ток модели длинной линии;.на фиг. 4 - структурная схема модели длинной линии; на фиг. 5- схема устройства, использующего в 15 . своем составе описываемый блок; на фиг. 6 - характеристики срабатывания устройства.Блок приращений параметров самонастраивающейся модели линии электр 20 передачи содержит самонастраивающуюся модель 1 длинной линии, входы кото- рой являются входами 2 и 3 блока, модель 4 линии небольшой протяженности, выполненную на двух умножителях 5 и 6, первый вход одного из которых через дифференциатор 7 соединен с аналогичным входом другого и подключен к входу 8 модели 4, а их вторые входы являются промежуточными входами 30 модели и подключены к одноименным входам блоков 9 и 10, и сумматоре 11, выход которого является выходом модели 1, вычитатель 12, один из входов которого соединен с выходом модели 4 линии небольшой протяженности, модель 13 чувствительности невязки по настраиваемому параметру модели длинной линии и три оконечных умножителя 14-16, первые входы которых соединены с выходом вычитателя 12, а втовторые входы - соответственно с выходом модели 13 невяэки, входом и выходом дифференциатора 7 Токовый вынастройки преимущественно моделидлинной линии, иначе основную нагрузку несет модель линии небольшойпротяженности. 6 ил. ход 17 модели 1 длинной линии под"ключен к входу 8 модели, а выход напряжения 18 - к свободному входу вы"читателя 12. Модель 13 невязки включает в себя схему 19 формирования выходного напряжения и тока моделидлинной линии, схему 20 формированиявыходного напряжения модели небольшой протяженности и вычитатель 21,выход которого является выходом модели 13 невязки, причем вход 22 схемы 20 формирования выходного напряжения модели небольшой протяженностисоединен с выходом 23 схемы формирования тока схемы 19 формированиявыходного напряжения и тока моделидлинной линии, выход 24 схемы формирования напряжения, как и выход схемы 20 чувствительности выходного на"пряжения модели небольшой протяженности, подключен к одному из входоввычитателя 21,Каждое иэ звеньев 25-27 модели 1длинной линии содержит два вычитателя28 и 29, первые входы которых являютсявходами 30 и 31, а выходы - выходами32 и 33 напряжения и тока звена,причем выход одного из них (вычитателя 29) соединен с вторым входомдругого (вычитателя 28) последова-тельно соединенными дифференциатором 34, выход которого одновременно является одним из промежуточныхвыходов 35 звена, усилителем 36 иумножителем 37, Свободный вход вычитателя 29 через другой умножитель 38соединен с общей точкой второго промежуточного выхода 39 звена и выходасумматора 40, входы которого, в:своюочередь, подключены к первому входувычитателя 28 через усилитель 41 ипоследовательно соединенные усилитель42 и дифференциатор 43 соответствен"но. Кроме того, вход 30 напряжения64ключен к промежуточному входу 73, а выходы оконечных умножителей 14 - 16- к выходам 74-76, блока,Устройство защиты (фиг. 5) содержит три блока 77-79 приращений самонастраивающейся модели линии электропередачи, каналы самонастройки активного сопротивления (сумматор 80 и интегратор 81) и индуктивности (сумматор 82 и интегратор 83) модели линии небольшой протяженности и параметра модели длинной линии (сумматор 84 и интегратор 85), линии задержки 86-89, преобразователь 90 тока в напряжение и блок 91 формирования характеристики срабатывания.Устройство работает следующим образом.Представим, что защищаемая линия электропередачи состоит из участка длинной линии и примыкающего к нещ участка линии небольшой протяженности. Каждому из укаэанных участков со"ответствует свая схема замещения: участок с длинной линией традиционнозамещается многозвенной Ы.С-схемой, а участок с линией небольшой протяженности - К 1-схемой,Структуру модели защищаемой линии,используемой в устройстве, примеманалогичной структуре схемы замещения, Она состоит из двух самостоятельных частей: модели 1 длинной линии и модели 4 линии небольшой протяженностиОбе и"ели являются самонастраивающимнс.- Но если настройка обоих параметров - активного сопротивления К и нндуктивности Ь модели 4 линки небольшой протяженности не представляет трудности, то настройка мнагозвенной модели 1 длиннай линии приводит к значительномуусложнению устройства из-за большогочисла настраиваемых параметров, Воизбежание этого выполняют все звеньямодели 1 длинной линии идентичными сактивным сапротивлениемрК, индуктивностью р Ь и емкастью ЦС(фиг. 4), где К Ь, С - первичныепараметры линий, м - настраиваемыйпараметр. Это позволит устройствуподдерживать соответствие между участком длинной линии и ее моделью 1настройкой линь одного параметрщК. Обе модели ЛЭП настраиваются одновременно, При этом входными величинами для модели 1 длинной линии являются напряжение П и ток 1, подводиз142746 первого звена 25 подсоединен к входу напряжения 3 модели 1, а токовый вход 31 - к выходу дополнительного вычитателя 44, один из входов которо" 5 го соединен с токовым входом 2 модели 1, другой вход через последовательно соединенные дополнительные умножитель 45, усилитель 46 и дифференциатор 47 - с входом напряжения 10 3 модели 1. Вторые входы умножителей 37 и 38 каждого из звеньев 25- 27 модели 1 объединены между собой, образуя промежуточный вход звена 48,Схема 19 Формирования выходного 15напряжения и тока модели длинной линии выполнена многозвенной: каждое из звеньев 49-51 содержит сумматор 52 с тремя входами и вычитатель 53, первые входы которых являются входами 20 54 и 55, выходы - выходами 56 и 57 напряжения и тока звена, причем выход сумматора 52 через последовательно соединенные дифференциатор 58 и умножитель 59 подключен к одному из 25 входов первого дополнительного сумматора 60, выход которого соединен со свободным входом вычитателя 53, дру" гой вход первого дополнительного сумматора 60 и один иэ свободных входов ЗО сумматора 52 промежуточными входами 61 и 62 соединены с аналогичными вы. ходами 35 и 39 соответствующего звена модели 1 длинной ЛЭП. Третий вход сумматора 52 через дополнительный ум- З ножитель 63 подключен к выходу второго дополнительного сумматора 64, входы которого соединены с первым входом вычитателя 53 посредством первого усилителя 65 и каскадно соединенных дифференциатора 66 и второго усилителя 67. Свободные входы умножителей 59 и 63 объединены между собой, образуя третий промежуточный вход 68 звена. Вход 55 схемы формирования первого звена 49 подключен к выходу дополнительного дифференциатора 47 модели 1 длинной ЛЭП.В качестве схемы 20 Формирования выходного напряжения модели линии небольшой протяженности использована дополнительная модель линии небольшой протяженности, содержащая умножители 69 и 70, дифференциатор 71 и сумматор 72.Промежуточный вход 48 каждого из звеньев 25 - 27 модели 1 длинной ли- . нии объединен со свободным входом до-. полнительного умножителя 45 и под(4) гд. Е РВ лоц(й -Г 61с с ли ева ееаа в(5) мые к устройству, а для модели 4 ли-нии небольшой протяженности - ток 1 ы на выходе модели 1 длинной линии.Задача устройства заключается в настройке параметров ф, К и Ь та", кнм образом, чтобы разность выходных напряжений модели 1 длинной линии ц и модели 4 линии небольшой протяженности ц 1, - ФЕ Ц - Ц(1) стремилась к нулю. Качество настройки моделей в ходе изменения параметРов у 1, К и Ь оценивают с помощью некоторого ограниченного снизу Функционала Е. Им служит, например, функ- ционал 2 41Йгде Ер, ц(С -Г)-ц(й 1,) - не"вязка, йри вычислении которой используются сигналы,полученные с задержкой на 25Ящ О, 1, 2) по времени. 1 , айЗИи ф8 о Выражение под знаком суммы в правой.части каждого из уравнений (4) задает скорость изменения настраиваемого параметра и вычисляется в соответствующем блоке приращений 17-79 устройства.Определяют недостающие частные производные, Сныала записывают выраже" ния для ц и ц. Первое из них получают непосредственно из уравнения КЬ-модели 4, полагая, что к ней подведен ток Ц; Поскольку в ходе настройки моделей 1и 4 устройство уменьшает невязкуф(С О), то Функционал (2) будет непрерывно убывать, приближаяськ точке своего минимума. Тогда настройка параметров,.4., К и Ь сведена пропорционально скорости изменения функционала по этим же парамет-.рам" положительный коэффициент,величина которого задает ско" рость настройки параметра я, Знак .минус перед правой частью уравнения (3) означает, что настройка параметра я ведется в сторону убывания Функционала .Е. Выражение (3) представляет собой общий вид уравнений настройки моделей 1 и 4. Подставляя в него (1) и (2), получают конкретные уравнения настройки параметров;, а второе находят, пользуясь фиг. 4, из рекуррентных соотношений, связывающих входные и.выходные величины каждого звена модели длинной ЛЭП 12: при а Ф 1(8) где 6 = 0,1,2,5 При этом величины, участвующие н определении сигналов П,( -1) и 1,я(С "С) берутся в разные моменты времени: рекуррентные величины - с задержкой на а по времени, а пара- О метры модели ЛЭП Кк(С), 1,ц и Р(Й) - в текущий момент времени гТакой порядок вычислений задается видом принятого функционала и, как было отмечено выше, продиктован усло вием обеспечения однозначности настройки модели ЛЭП (однозначности определения параметров М, Кк и Ьк)еВыражения для частных производных записываются следующим образом: 20 согласно (5) ад( -т ) . М "61 Я,( ф ) ( 1 Кк ф ЭЬ+ ь- - ,К,1 " Ь 1согласно (6) и (7) при ши О) 30 И 1 И -й) ЗП.(с -7 о)ЭА Ф 1 ц И -7) 19 р. 45вц-"61)АЫыЫ .Для реализации блока приращений достаточно выражений , (6) - (12), Как следует из (10), в качестве схе 50 мы чувствительности напряжения 11 по параметру фможет быть использована КЬ-модель линии небольшой протяженности. К ее входу должен быть подведен сигнал, пропорциональный Оь, /Эи.Блок в составе устройства защиты, схема которого прнведена.на фиг. 5, работает следующим образом. юЕсли модели линии 1 и 4 настроены, то невязки 1- (8= 0,1,2) равны нулю. Также ранна нулю и праваячасть уравнений (4), в связи с чемустройство находится в равновесиии настройка параметров р, К и 1,не производится.В случае расстроенных моделей 1ч 4 ненязки Б; вычисляемые в вычитателе 12 соотнетстнующего блока приращений (при 8= 0 таким блоком является блок 77, при 6 = 1 - блок 78,при З = 2 - блок 79), не ранны нулю.Устройство, стремясь уменьшить их,приводит в действие каналы самонастройки. Последние начинают. настройкупараметров К, 1. и М моделей 1 и 4,подчиняя их изменение уравнениям (4),По истечении некоторого времени модели 1 и 4 настраиваются и устройство приходит в равновесие,Как видно из уравнений (4), темпнастроики параметров задается произвецением ошибки Ьц и производной0. /Э . Необходимые для вычисленнаяошйбки Я, сигналы П и цк подводят"ся к выводам вычитателя 12 с выходов18 напряжения модели 1 длинной линиии модели 4 ликии небольшой протяженности (выход сумматора 11), Модель 1длинной линии состоит из несколькихзвеньев, каждое иэ которых выполненон соответствии с уравнениями (6)(8) и схемой, гредстанленной нафиг. 4, и сод.;кит схему, определяющую падение ;а .ряжения на продольнойК 1.-цепи: диф+ енциатор 43, усилители 41 и 42, с,мматор 40 и умножитель38, - и схему, вычисляющую емкостныйток звена: дифференциатор 34, усилитель 36 и умножитель 37.Необходимые для настройки параметра М частные произнодные Э 1 Я,81/3 ц и 0119 вычисляются в модели13 чувстнительности ошибки нрпонастраиваемому параметру ОИ/Эр 9 со"держащей две отдельные схемы чунстви"тельностиф схему чувствительности напряжения П на выходе модели 4 линнинебольшой протяженности по параметруц, предназначенную для определенияпроизводной З П /б, содержащую дифференциатор 71, сумматор 72 и умножители 69 и 7 реалиэующую выражение(10),и схему чувствительности выходногонапряжения Ппи тока х,модели 1 длиннойлинии по параметруус, которая исполь"зуется для вычисления Э ЦФ имодели и подключены к одноименным входам блока, и сумматоре, входы которого соединены с выходами умножителей, выход которого является выходоммодели, вычитатель, один из входов которого соединен с выходом модели линии небольшой протяженности, и два оконечных умножителя, первые входы которых соединены с выхо- дом вычитателя, а вторые входы - соответственно.с входом н выходом дифференциатора, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены модели длинной линии, входы которой являются входами блока, и токовый выход которой подключен к входу модели линии небольшой протяженности, а выход напряжения - к свободному входу вычитателя, модель чувствительности не- вязки по настраиваемому параметру . модели длинной линии, включающей в себя схемы чувствительности выходногонапряжения и тока модели длинной линии и выходного напряжения моделислинии небольшой протяженности по укагФзанному параметру и вычитатель, выходкоторого является выходом моделичувствительности невязки, причем входсхемы чувствительности выходного на О пряжения модели линии небольшой протяжеиности соединен с выходом чувствительности тока схемы чувствительности выходного напряжения и тока моделидлинной линии выход чувствительности напряжения которой, как и выход. схемы чувствительности выходного напряжения модели линии небольшой протяженности, подключен к соответствующему из входов вычитателя моделичувствительности невязки, кроме того,в блок дополнительно введен еще одиноконечный уяножитель, входы которогосоединены с выходами упомянутых вычитателей.. Веселовская каэ 485 ж 65венного комиретений и о5, Раушская Т 1 ИИПИ 3035,роизводстценно-полиграфическое предприятие, г. укгород, ул. Проектн Государсделам изо осхва, ЖПодписитета СССРкрйтийнаб., д, 4/5