RU1022614C

RU1022614C - Device for protecting power line

Info

Publication number: RU1022614C
Authority: RU
Inventors: Я.Л. Гальперштейн; А.И. Левиуш; Н.А. Дони; Л.А. Надель; А.М. Наумов; В.И. Козлов
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт релестроения
Priority date: 1981-12-29
Filing date: 1981-12-29
Publication date: 1995-06-27

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для релейной защиты линии электропередач сверхвысокого напряжения. The invention relates to electrical engineering and can be used for relay protection of ultra-high voltage power lines.

Известно устройство для направленной защиты с высокочастотной блокировкой, содержащее измерительный орган направления мощности обратной последовательности двустороннего действия, блокирующий выход которого соединен с передатчиком блокирующих сигналов и отключающий выход с элементов блокировки в цепи исполнительного органа, передатчик и приемные блокирующих сигналов, причем выход последнего соединен с элементом блокировки. Передатчик и приемник блокирующих сигналов подключены через элементы обработки к каналу связи по линии электропередачи. При использовании защиты на линиях сверхвысокого напряжения в измерительном органе приходится выполнять компенсацию емкостных токов. A device for directional protection with high-frequency blocking, containing a measuring body direction of power of the reverse sequence of double-acting, the blocking output of which is connected to the transmitter of the blocking signals and disconnecting the output from the blocking elements in the circuit of the Executive body, the transmitter and the receiver of the blocking signals, and the output of the latter is connected to the element blocking. The transmitter and receiver of the blocking signals are connected through processing elements to a communication channel via a power line. When using protection on ultra-high voltage lines in the measuring body, it is necessary to compensate for capacitive currents.

Недостатком устройства направленной защиты с высокочастотной блокировкой является ограниченная чувствительность по току и напряжению на линиях сверхвысокого напряжения из-за необходимости разнесения чувствительности измерительного органа в сторону отключения и блокировки и наличия компенсации емкостных токов. Недостаточная чувствительность защиты по напряжению может быть со стороны мощной системы, а по току со стороны слабого источника питания. The disadvantage of a directional protection device with high-frequency blocking is the limited sensitivity for current and voltage on ultra-high voltage lines due to the need to span the sensitivity of the measuring body in the direction of disconnection and blocking and the presence of compensation of capacitive currents. Insufficient sensitivity of protection by voltage can be from the side of a powerful system, and by current from the side of a weak power source.

Известно также устройство для направленной защиты с контролируемыми отключающими сигналами, содержащее измерительный орган реле направления мощности обратной последовательности, передатчик и приемник отключающих сигналов. В этом устройстве отключение может произойти при получении отключающего сигнала и срабатывании измерительного органа на своем конце. It is also known a device for directional protection with controlled tripping signals, comprising a measuring element of the reverse direction power direction relay, a transmitter and receiver of tripping signals. In this device, a trip can occur when a trip signal is received and a measuring organ is triggered at its end.

Недостатком устройства для направленной защиты с контролируемыми отключающими сигналами является возможность отказа защиты с двух сторон при ее отказе с одной стороны. Кроме того, в измерительном органе необходимо предусмотреть компенсацию емкостных токов, что снижает чувствительность защиты по току. A disadvantage of the device for directional protection with controlled tripping signals is the possibility of failure of protection on both sides in case of failure on one side. In addition, in the measuring body, it is necessary to provide for the compensation of capacitive currents, which reduces the sensitivity of the current protection.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для высокочастотной защиты линии электропередачи. The closest in technical essence to the proposed device is a device for high-frequency protection of the power line.

Недостатком устройства-прототипа является недостаточно высокая надежность функционирования в случае появления ложного сигнала срабатывания из-за воздействия помех в канале связи. The disadvantage of the prototype device is the insufficiently high reliability in the event of a false response signal due to interference in the communication channel.

Целью изобретения является повышение надежности функционирования. The aim of the invention is to increase the reliability of operation.

Это достигается тем, что в известное устройство для защиты линии электропередачи, оборудованной измерительными трансформаторами тока и напряжения, содержащее измерительный орган, выполненный, например, в виде реле направления мощности двухстороннего действия, входы которого предназначены для подключения к измерительным трансформаторам тока и напряжения, отключающий выход подсоединен к основному входу элемента блокировки защиты, к выходу которого подключен вход элемента выдержки времени, выход последнего соединен с первым входом исполнительного органа защиты, выход которого подключен к цепям управления выключателем, блокирующий выход измерительного органа соединен с входом передатчика блокирующих сигналов, вход передатчика отключающих сигналов соединен с выходом элемента выдержки времени, выход приемника блокирующих сигналов подключен к блокирующему входу элемента блокировки, а выход приемника отключающих сигналов связан с исполнительным органом защиты, причем выходы передатчиков и входы приемников подключены к каналу связи, дополнительно введены блок индикации короткого замыкания, выполненный, например, в виде реле тока обратной последовательности, элементы И, ИЛИ и ЗАПРЕТ, при этом вход блока индикации короткого замыкания предназначен для подключения к измерительному трансформатору тока, выходы блока индикации и приемника отключающих сигналов соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И, выход которого соединен с основным входом элемента ЗАПРЕТ, выход блокировки измерительного органа и выход приемника блокирующих сигналов подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с запрещающим входом элемента ЗАПРЕТ, а выход последнего подключен к второму входу исполнительного органа защиты. This is achieved by the fact that in the known device for protecting a power line equipped with measuring current and voltage transformers, containing a measuring body, made, for example, in the form of a two-way power direction switch, the inputs of which are designed to connect to current and voltage measuring transformers, which disconnects the output connected to the main input of the protection interlock element, the output of which is connected to the input of the time delay element, the output of the latter is connected to the first input an additional protection body, the output of which is connected to the control circuit of the switch, the blocking output of the measuring body is connected to the input of the blocking signal transmitter, the input of the transmitter of disconnecting signals is connected to the output of the delay element, the output of the receiver of blocking signals is connected to the blocking input of the blocking element, and the output of the receiver of shutting signals connected with the executive protection body, the outputs of the transmitters and the inputs of the receivers connected to the communication channel, an additional indie unit is introduced Short-circuit conditions, made, for example, in the form of a reverse sequence current relay, AND, OR, and FORBID elements, while the input of the short-circuit indication unit is designed to be connected to a current measuring transformer, the outputs of the indication unit and the receiver of disconnecting signals are connected respectively to the first and second the inputs of the element And, the output of which is connected to the main input of the element FORBID, the output of the blocking of the measuring body and the output of the receiver of the blocking signals are connected respectively to the first and second at the inputs of the OR element, the output of which is connected to the inhibitory input of the FORBID element, and the output of the latter is connected to the second input of the executive protection body.

На чертеже представлена блок-схема устройства защиты. The drawing shows a block diagram of a protection device.

Линия 1 электропередачи на обоих концах имеет выключатели 2 и снабжена измерительными трансформаторами тока 3 и напряжения 4. Релейная часть 5 устройства защиты на каждом конце линии содержит измерительный орган 6, элемент 7 блокировки, элемент 8 выдержки времени, исполнительный орган 9, блок 10 индикации короткого замыкания и логические элементы И 11, ЗАПРЕТ 12, ИЛИ 13. Устройство содержит также передатчик 14 блокирующих сигналов, передатчик 15 отключающих сигналов приемник 16 блокирующих сигналов, приемник 17 отключающих сигналов и канал 18 связи. The power transmission line 1 at both ends has switches 2 and is equipped with measuring transformers of current 3 and voltage 4. The relay part 5 of the protection device at each end of the line contains a measuring element 6, an interlocking element 7, a time delay element 8, an actuator 9, a short indication block 10 short circuits and logical elements AND 11, PROHIBITED 12, OR 13. The device also includes a transmitter 14 blocking signals, a transmitter 15 of the disconnecting signals, a receiver 16 of the blocking signals, a receiver 17 of the disconnecting signals and the communication channel 18.

Входы измерительного органа 6 предназначены для подключения к измерительным трансформаторам тока 3 и напряжения 4 защищаемой линии 1, а блока индикации 10 к трансформаторам тока 3. The inputs of the measuring body 6 are designed to be connected to measuring current transformers 3 and voltage 4 of the protected line 1, and the display unit 10 to current transformers 3.

Выход измерительного органа по цепи отключения подключен к основному входу элемента 7 блокировки защиты. Выход последнего подключен к элементу 8 выдержки времени, на выход которого подключен первый вход исполнительного органа 9, выход которого соединен с цепями управления высоковольтного выключателя 2 линии 1. Выход измерительного органа 6 по цепи блокировки соединен с входом передатчика 14 блокирующих сигналов и первым входом элемента 13 ИЛИ. Второй вход элемента 13 ИЛИ соединен с выходом приемника 16 блокирующих сигналов, а выход подключен к запрещающему входу элемента 12 ЗАПРЕТ. Выход приемника 16 блокирующих сигналов соединен с блокирующим входом элемента 7 блокировки. Выходы блока 10 индикации и приемника отключающих сигналов 17 подключены соответственно к первому и второму входам элемента 11 И, выход которого подключен к входу элемента 12 ЗАПРЕТ, а выход элемента 12 подключен к второму входу исполнительного органа 9. Вход передатчика отключающих сигналов 15 соединен с выходом элемента 8 выдержки времени. Выходы передатчиков блокирующего 14 и отключающего 15 сигналов, а также входы приемников блокирующего 16 и отключающего 17 сигналов предназначены для подключения к каналу связи 18. Аналогичное построение имеет комплект защиты на противоположном конце защищаемой линии 1. The output of the measuring body through the trip circuit is connected to the main input of the protection interlock element 7. The output of the latter is connected to the time delay element 8, the output of which is connected to the first input of the actuator 9, the output of which is connected to the control circuits of the high-voltage circuit breaker 2 of line 1. The output of the measuring organ 6 through the interlock circuit is connected to the input of the transmitter 14 of the blocking signals and the first input of element 13 OR. The second input of the OR element 13 is connected to the output of the receiver 16 of the blocking signals, and the output is connected to the inhibitory input of the element 12 FORBID. The output of the receiver 16 of the blocking signals is connected to the blocking input of the blocking element 7. The outputs of the display unit 10 and the receiver of the trip signals 17 are connected respectively to the first and second inputs of the element 11 AND, the output of which is connected to the input of the element 12 is FORBID, and the output of the element 12 is connected to the second input of the actuator 9. The input of the transmitter of the trip signals 15 is connected to the output of the element 8 time delays. The outputs of the transmitters blocking 14 and disconnecting 15 signals, as well as the inputs of the receivers of the blocking 16 and disconnecting 17 signals are designed to connect to the communication channel 18. A similar construction has a protection kit at the opposite end of the protected line 1.

Работа устройства защиты происходит следующим образом. The operation of the protection device is as follows.

В нормальном режиме измерительный орган 6 и блок 10 индикации короткого замыкания не срабатывают. Даже в случае имитации помехой в канале отключающего сигнала срабатывание соответствующего приемника 15 не приведет к ложному срабатыванию защиты, так как отсутствует сигнал от блока 10 на первом входе элемента 11И. In normal mode, the measuring body 6 and the short circuit indication unit 10 do not work. Even in the case of simulating an interference in the channel of the disconnecting signal, the operation of the corresponding receiver 15 will not lead to a false operation of the protection, since there is no signal from block 10 at the first input of element 11I.

При внешнем коротком замыкании измерительный орган 6 на конце линии 1, ближайшем к месту повреждения, срабатывает в сторону блокировки, пускает передатчик 14 блокирующих сигналов и запрещает прохождение сигналов через элемент 12 ЗАПРЕТ путем подачи единичного логического сигнала на запрещающий вход элемента 12 через элемент 13 ИЛИ. Это предотвращает излишнее срабатывание устройства по цепи отключающего сигнала даже при наличии интенсивных помех, если они приводят к срабатыванию приемника 17 отключающих сигналов. С выхода передатчика 14 в канал 18 связи поступает блокирующий сигнал. На противоположном конце линии измерительный орган 6 защиты может подействовать на отключение, но на вход приемника 16 поступает блокирующий сигнал, который блокирует защиту на элементе 7 блокировки, а также на элементе 12 ЗАПРЕТ через элемент 13 ИЛИ. In case of an external short circuit, the measuring organ 6 at the end of line 1 closest to the place of damage activates in the direction of blocking, starts the transmitter 14 of the blocking signals and prohibits the passage of signals through the element 12 FORBID by supplying a single logical signal to the inhibitory input of the element 12 through the element 13 OR. This prevents the device from being unnecessarily triggered by a trip signal circuit even in the presence of intense interference if they trigger the receiver 17 trip signals. From the output of the transmitter 14 in the communication channel 18 receives a blocking signal. At the opposite end of the line, the protective measuring element 6 can act as a trip, but a blocking signal is received at the input of the receiver 16, which blocks the protection on the blocking element 7, as well as on the element 12 FORBID through the element 13 OR.

При коротком замыкании на защищаемой линии могут сработать в сторону отключения оба измерительных органа, и, поскольку сигналов блокировки не поступает, отключение произойдет по цепи блоков 6-9. Пусть на одном из концов линии 1 чувствительности измерительного органа 6 не хватает. На противоположном конце линии отключение происходит по цепи блоков 6-9, и пускается передатчик отключающих сигналов 15 по цепи блоков 7 и 8. На том конце, где не хватило чувствительности измерительного блока 6, принимается отключающий сигнал приемником 17, и, если сработал блок 10 индикации короткого замыкания, то происходит отключение по цепи блоков 11, 12 и 9. In the event of a short circuit on the protected line, both measuring bodies can trip in the direction of shutdown, and, since there are no blocking signals, shutdown will occur along the circuit of blocks 6-9. Suppose that at one end of line 1 the sensitivity of the measuring organ 6 is not enough. At the opposite end of the line, disconnection occurs along the circuit of blocks 6–9, and the transmitter of trip signals 15 is launched along the circuit of blocks 7 and 8. At the end where the sensitivity of the measuring block 6 was not enough, a trip signal is received by the receiver 17, and if block 10 is activated If a short circuit is indicated, then the circuit blocks 11, 12 and 9 are disconnected.

В случае выполнения блока 10 индикации в виде реле тока обратной последовательности он может отстраиваться только от несимметрии токов нормального режима (так как служит лишь индикатором короткого замыкания) и для повышения чувствительности может выполняться без компенсации емкостных токов. In the case of the execution of the display unit 10 in the form of a reverse sequence current relay, it can be detached only from the asymmetry of the currents of the normal mode (since it serves only as an indicator of a short circuit) and, to increase the sensitivity, can be performed without compensation of capacitive currents.

Селективность защиты обеспечивается, как и в устройстве-прототипе, за счет большей чувствительности измерительного органа при действии в сторону блокировки и наличия элемента выдержки времени. На линиях сверхвысокого напряжения для выравнивания токов с измерительных органах 6 на разных концах линии применяется компенсация емкостных токов. The selectivity of protection is ensured, as in the prototype device, due to the greater sensitivity of the measuring body when acting in the direction of blocking and the presence of a time delay element. On ultra-high voltage lines, capacitive current compensation is used to equalize currents with measuring organs 6 at different ends of the line.

В качестве канала связи могут быть использованы провода защищаемой линии или канал радиорелейной линии. As a communication channel, the wires of the protected line or the channel of the radio relay line can be used.

Введение дополнительного блока индикации, элементов И, ИЛИ, ЗАПРЕТ, а также новых функциональных связей, обусловленных введением указанных блоков, позволяет существенно снизить вероятность неправильных действий защиты при появлении ложного сигнала, что обеспечивает снижение ущерба от ложного срабатывания устройства. The introduction of an additional display unit, AND, OR, BAN elements, as well as new functional relationships due to the introduction of these blocks, can significantly reduce the likelihood of incorrect protection actions when a false signal appears, which reduces damage from false operation of the device.

Claims

DEVICE FOR PROTECTING THE ELECTRIC TRANSMISSION LINE, equipped with current and voltage measuring transformers, containing a measuring body, made, for example, in the form of a two-way power directional relay, the inputs of which are designed to connect to current and voltage measuring transformers, the disconnecting output is connected to the main input of the protection blocking element , the output of which is connected to the input of the time delay element, the output of the latter is connected to the first input of the executive body of protection, the output to It is connected to the control circuits of the switches, the blocking output of the measuring body is connected to the input of the blocking signal transmitter, the input of the transmitter of disconnecting signals is connected to the output of the time delay element, the output of the receiver of blocking signals is connected to the blocking input of the blocking element, and the output of the receiver of disconnecting signals is functionally connected to the executive body protection, and the outputs of the transmitters and inputs of the receivers are designed to connect to a communication channel, characterized in that, in order to increase In order to ensure operational reliability, a short-circuit indication unit is also introduced into it, made, for example, in the form of a reverse sequence current relay, AND, OR, and FORBID elements, while the input of the display unit is designed to be connected to a current measuring transformer, the outputs of the display unit and the receiver are disconnecting the signals are connected respectively to the first and second inputs of the element And, the output of which is connected to the main input of the element BAN, blocking the output of the measuring body and the output of the receiver blocking ignalov respectively connected to first and second inputs of the OR gate, whose output is connected to the inhibit input element inverted, and the output of the latter is connected to a second input of the executive authority protection.