RU2024146C1

RU2024146C1 - Method of continuous automatic testing of high-frequency channel of relay protection

Info

Publication number: RU2024146C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Самойлович Кузник
Original assignee: Юрий Самойлович Кузник
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1994-11-30

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: invention makes it possible to ensure continuous testing of serviceability of high-frequency channel of diphase protection of power line independent of value of load in it. Effect is achieved thanks to manipulation of transmitters under condition of control over voltage of substations with their connection in counterphase with compensation of voltage drop in power line. With starting of protection together with transfer from reduced parameters of transmitters to normal ones manipulation of transmitters is changed over from voltage to current in line on its both sides. Simultaneously change-over of operational condition of transmitter and its manipulation create conditions for testing of high-frequency channel independent of load in power line and for adherence to required selectivity of action. EFFECT: improved efficiency of relay protection. 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, к способам контроля ВЧ-канала релейной защиты ЛЭП для исключения ложных срабатываний основных быстродействующих защит линий. The invention relates to electrical engineering, to methods for monitoring the RF channel of the relay protection of power lines to eliminate false alarms of the main high-speed line protections.

Известен способ контроля ВЧ-канала связи диффазной защиты линии путем периодического ручного или автоматического обмена ВЧ-импульсами с контролем их параметров для сопоставления с нормируемыми [1]. A known method of monitoring the RF communication channel of the diffuse line protection by periodically manually or automatically exchanging RF pulses with the control of their parameters for comparison with normalized [1].

Указанный способ обладает тем недостатком, что проводится периодически, а в перерыве между контрольными операциями состояние ВЧ-канала связи не контролируется. The specified method has the disadvantage that it is carried out periodically, and in the interval between control operations, the state of the RF communication channel is not monitored.

Наиболее близким к предлагаемому является способ непрерывной автоматической проверки ВЧ-канала релейной защиты линии путем постоянного пуска передатчиков при включенных выключателях с каждой стороны ЛЭП на пониженных параметрах при манипуляции ВЧ-сигналов токов нагрузки линии и выявлением отсутствия скважности ВЧ-сигналов органом сравнения фаз диффазной защиты [2]. Closest to the proposed method is a continuous automatic check of the RF channel of the line relay protection by continuously starting the transmitters with the circuit breakers on each side of the power transmission line at lower parameters when manipulating the RF signals of the line load currents and detecting the lack of duty cycle of the RF signals by the diffuse protection phase comparison unit [ 2].

Данный способ контроля ВЧ-канала защиты наиболее просто обеспечивает контроль исправности ВЧ-канала защиты с сигнализацией неисправности немедленно при ее возникновении. This method of monitoring the RF protection channel most simply provides the serviceability monitoring of the RF protection channel with a fault signaling immediately upon its occurrence.

Недостатком указанного способа является потеря работоспособности при токе нагрузки на линии ниже порога манипуляции, поэтому не обеспечивает требуемую надежность защиты линии с переменной нагрузкой. The disadvantage of this method is the loss of performance when the load current on the line below the threshold of manipulation, therefore, does not provide the required reliability of protection of the line with a variable load.

Цель изобретения - обеспечение возможности постоянного контроля ВЧ-канала при любых режимах работы линии для повышения надежности работы основных защит ЛЭП и обеспечение устойчивости энергоснабжения потребителей. The purpose of the invention is the ability to continuously monitor the RF channel under any operating conditions of the line to improve the reliability of the main protection of power lines and ensure the stability of energy supply to consumers.

При включении выключателей линии с двух сторон осуществляют пуск передатчиков диффазной защиты линии на пониженных параметрах с учетом требуемого запаса затухания и допустимой выходной мощности работы передатчиков защиты ЛЭП. Манипуляция передатчиков осуществляется от определенного напряжения подстанции: фазного или междуфазного, или прямой последовательности. Аналогичное напряжение используется для манипуляции передатчика с другой стороны линии, при этом выбранное напряжение подключается обратной полярностью. When the line circuit breakers are turned on from both sides, the line-phase protection transmitters are launched at reduced parameters, taking into account the required attenuation margin and the allowable output power of the power transmission line protection transmitters. Transmitters are manipulated from a specific substation voltage: phase or interphase, or direct sequence. A similar voltage is used to manipulate the transmitter on the other side of the line, with the selected voltage connected by reverse polarity.

При отсутствии нагрузки по линии манипулированные таким образом импульсы находятся в противофазе, в результате чего на орган сравнения фаз поступает сплошной ВЧ-сигнал. Для исключения скважности ВЧ-сигналов при росте тока по линии для напряжения манипуляций применяется дополнительная подпитка от тока нагрузки по линии, компенсирующая сдвиг вектора напряжения за счет падения напряжения в линии от тока в ней. Для равнозначности токовой подпитки с обеих сторон линии выбирают степень компенсации на каждом полукомплекте, пропорциональную половине падения напряжения в линии. In the absence of line load, the pulses thus manipulated are in antiphase, as a result of which a solid RF signal is supplied to the phase comparing organ. To exclude the duty cycle of RF signals with increasing current along the line for manipulation voltage, additional recharge from the load current along the line is used to compensate for the shift of the voltage vector due to the voltage drop in the line from the current in it. For the equivalence of current feed on both sides of the line, the degree of compensation on each half-set is selected, proportional to half the voltage drop in the line.

При манипуляции ВЧ-сигналов комбинированным напряжением с токовой подпиткой с одной стороны и аналогичным напряжением обратной полярностью с другой стороны исключается скважность ВЧ-сигналов при любом токе загрузки по линии, что при исправности ВЧ-каналов не вызывает срабатывания реле органов сравнения фаз, имеющего угол блокировки, превышающий возможную погрешность цепей измерения и манипуляции с учетом времени передачи сигналов по линии. When manipulating the RF signals with a combined voltage with current supply on the one hand and a similar voltage of reverse polarity on the other hand, the duty cycle of the RF signals is excluded for any load current along the line, which, when the RF channels are in good working condition, does not trigger the phase comparison relay with a blocking angle , exceeding the possible error of the measurement and manipulation circuits, taking into account the time of signal transmission along the line.

При нарушении исправности ВЧ-канала с любой стороны манипулированный ВЧ-сигнал от другой стороны вызывает срабатывание органов сравнения фаз, сигнализация вызова которых обеспечивает своевременный вывод защиты из-за неисправности ее ВЧ-канала для предотвращения ложного срабатывания диффазной защиты при внешнем КЗ. Предлагаемый метод манипуляцией по напряжению обеспечивает постоянный контроль ВЧ-канала при любой нагрузке по линии, дополнительно контролирует состояние исправности цепей напряжения на опорных подстанциях и сигнализирует наличие транзитного режима ЛЭП, когда требуется обеспечить исправность ВЧ-канала для исключения ложной работы диффазной защиты при сквозном КЗ на линии с двухсторонним питанием без существенной нагрузки ответвлений защищаемой ЛЭП. If the RF channel is out of order on either side, the manipulated RF signal from the other side triggers the phase comparison organs, the call signaling of which provides timely protection output due to a malfunction of its RF channel to prevent false operation of the diffuse protection with an external short circuit. The proposed method of voltage manipulation provides constant monitoring of the RF channel at any load on the line, additionally monitors the state of serviceability of voltage circuits at the reference substations and signals the presence of a transit mode of the power transmission line, when it is necessary to ensure the serviceability of the RF channel to exclude false operation of the diffuse protection during end-to-end short circuit two-way power lines without a significant load of branches of the protected power transmission line.

На фиг.1 представлена структурная схема примера исполнения полукомплекта диффазной защиты линии с непрерывным автоматическим контролем исправности ВЧ-канала; на фиг.2 - векторная диаграмма напряжения манипуляции; на фиг.3 - принципиальная схема безынерционного переключателя цепей манипуляции. Figure 1 presents a structural diagram of an example of a half-set of diffuse line protection with continuous automatic monitoring of the health of the RF channel; figure 2 is a vector diagram of the voltage manipulation; figure 3 is a schematic diagram of an inertialess switch circuit manipulation.

К трансформаторам 1 тока линии 2 подключены пусковой орган 3 защиты ЛЭП, преобразователь 4 тока в напряжение манипуляции, преобразователь 5 безынерционного пуска и токовая компенсация органа 6 манипуляции по напряжению, который питается от трансформатора 7 напряжения, подключенного к сборным шинам 8 подстанции, к которой линия 2 подключена через выключатель 9. Через устройство 10 в.ч. обработки линии 2 подключен приемопередатчик 11, цепи манипуляции которого подключены к преобразователю 4 и органу 6 через переключатель 12, а к выходным цепям подключен орган 13 сравнения фаз. Цепи пуска передатчика 11 подключены к повторителю 14 выключателя 9 для работы его на пониженных параметрах, а к пусковым органам 3 - для работы на нормальных параметрах через элемент ИЛИ 15, вход которого также подключен к преобразователю 5. Выход элемента 15 подключен также к цепи входа переключателя 12 и элемента И 16 совместно с выходом органа 13, выход с которого подключен в цепь отключения выключателя 9. Орган 13 непосредственно включен на устройство 17 сигнализации (фиг.1). To the transformers 1 of the current of line 2 are connected the starting element 3 of the power transmission line protection, the converter 4 of the current to the manipulation voltage 5, the converter of inertia-free start and the current compensation of the voltage manipulating element 6, which is powered by a voltage transformer 7 connected to the busbars 8 of the substation to which the line 2 is connected via switch 9. Through the device 10 v.ch. processing line 2 is connected to the transceiver 11, the manipulation circuit of which is connected to the Converter 4 and the organ 6 through the switch 12, and to the output circuits connected organ 13 phase comparison. The start-up circuits of the transmitter 11 are connected to the repeater 14 of the switch 9 for operating at reduced parameters, and to the starting bodies 3 for working at normal parameters through the OR element 15, the input of which is also connected to the converter 5. The output of the element 15 is also connected to the switch input circuit 12 and the And 16 element together with the output of the organ 13, the output of which is connected to the circuit breaker of the switch 9. The organ 13 is directly connected to the signaling device 17 (Fig. 1).

На фиг.2 представлено напряжение подстанции первой U₁ и второй U₂ с падением напряжения между ними от тока в линии I_л на сопротивлении линии Z_л, равное ΔU, и используемое напряжение манипуляции U_M1 и U_M2 с каждой стороны защищаемой линии с учетом половины напряжения компенсации U_к/2.Figure 2 shows the voltage of the substation of the first U ₁ and second U ₂ with the voltage drop between them from the current in the line I _l on the resistance of the line Z _l equal to ΔU, and the used manipulation voltage U _M1 and U _M2 on each side of the protected line, taking into account half compensation voltage U _to / 2.

На фиг. 3 дана принципиальная схема безынерционной части переключателя 12 манипуляции передатчика 11 от органа 6 через тиристор 18 и от преобразователя 4 через тиристор 19, управляющие выводы которых подключены через выпрямитель 20 с конденсатором 21 от преобразователя 5 безынерционного пуска передатчика 11 и его манипуляции через элемент 15. In FIG. 3 is a schematic diagram of the inertialess part of the switch 12 for manipulating the transmitter 11 from the organ 6 through the thyristor 18 and from the converter 4 through the thyristor 19, the control terminals of which are connected through a rectifier 20 with a capacitor 21 from the inverter 5 of the inertial start of the transmitter 11 and its manipulation through element 15.

Аналогичное исполнение полукомплекта осуществлено на противоположной стороне ЛЭП. A similar execution of the half-set is carried out on the opposite side of the power line.

Пуск передатчика 11 на пониженных параметрах происходит при включении выключателя 9 его повторителем 14, при этом манипуляция осуществляется органом 6 от трансформатора 7 напряжения с шин 8 подстанции за счет открытого состояния тиристора 18 подведенным положительным потенциалом его управляющего вывода в переключателе 12 как по его безынерционной цепи, так и по цепи отпавшего положения реле пусковых органов 3 защиты линии 2. Срабатывание органа 13 сравнения фаз сигнализирует тупиковый режим линии 2, срабатывание защиты на отключение от элемента 16 не происходит ввиду отстройки пусковых органов 3 от тока намагничивания трансформаторов ответвлений ЛЭП и емкости линии при подаче на нее напряжения. При включении выключателя с противоположной стороны линии 2 аналогичный пуск передатчика на пониженных параметрах происходит с манипуляцией противоположным напряжением с учетом компенсации его от перетока в линии по векторной диаграмме фиг.2. При этом орган 13 сравнения фаз отпадает, так как по линии распространяется сплошной ВЧ-сигнал, который сохраняется при любой нагрузке по линии. The start-up of the transmitter 11 at reduced parameters occurs when the switch 9 is turned on by its follower 14, while the manipulation is carried out by the voltage transformer 7 from the substation busbars 8 due to the open state of the thyristor 18 by the positive potential of its control output in the switch 12 as in its inertialess circuit, and along the drop-off circuit of the relay of the starting organs 3 of the line 2 protection. The operation of the phase comparison organ 13 signals the deadlock of line 2, the protection is triggered to disconnect from the elements and 16 does not occur due to detuning launchers bodies 3 by the magnetization current transformer taps transmission lines and line capacitance when applying a voltage to it. When the switch is turned on from the opposite side of line 2, a similar start-up of the transmitter at reduced parameters occurs with the manipulation of the opposite voltage, taking into account its compensation from overflow in the line according to the vector diagram of FIG. 2. At the same time, the phase comparison body 13 disappears, since a solid RF signal propagates along the line, which is stored at any load along the line.

В случае нарушения исправности ВЧ-канала с любой стороны линии, работающей в транзитном режиме, срабатывают органы 13 сравнения фаз с действием сигналов устройства 17, по которым принимаются меры устранения дефекта с выводом защиты для исключения ее ложной работы. In the event of a fault in the service of the RF channel from either side of the line operating in transit, the organs 13 for comparing the phases with the action of the signals of the device 17 are triggered, by which measures are taken to eliminate the defect with the output of the protection to exclude its false operation.

При КЗ на линии 2 от ее трансформаторов 1 тока срабатывают пусковые органы 3, вызывая через элемент 15 пуск передатчика на нормальных параметрах с одновременным переводом манипуляции переключателем 12 от преобразователя 4 через тиристор 19 за счет появления положительного потенциала через выпрямитель 20 со сглаживанием конденсатором 21 от преобразователя 5, при этом отрицательным потенциалом этого же выпрямителя запирается тиристор 18. Кроме безынерционного пуска и манипуляции передатчика 11 происходит и релейное его включение через элемент 15 от преобразователя 5. В результате через устройство ВЧ-обработки 10 происходят сигналы, вызывающие срабатывание органов 13 сравнения фаз и за счет срабатывания пусковых органов 3 через элементы 16 замыкаются цепи отключения выключателей 9 линии 2. When short circuit on line 2 from its current transformers 1 trigger elements 3 are triggered, causing the transmitter to start on normal parameters through element 15 while simultaneously manipulating switch 12 from converter 4 through thyristor 19 due to the appearance of a positive potential through rectifier 20 with smoothing by capacitor 21 from converter 5, while the thyristor 18 is locked by the negative potential of the same rectifier. In addition to the inertialess start and manipulation of the transmitter 11, its relay is switched on via element 15 from the converter 5. As a result, through the RF processing device 10, signals occur that trigger the organs 13 for comparing the phases and due to the actuation of the trigger organs 3, the circuit breakers 9 of the line 2 are closed through the elements 16.

При внешнем КЗ токовая манипуляция передатчиков блокирует возможность срабатывания защиты линии. При возникновении КЗ пуск передатчиков и переключения манипуляции происходят с большей чувствительностью и быстротой, чем срабатывание выходных цепей защиты на отключение линии, поэтому обеспечивается полноценное избирательное действие защиты в зависимости от места КЗ. При опережающем отключении выключателя с одной из сторон линии снимается пуск передатчика 11 как по цепи нормального пуска от возврата в исходное положение пусковых органов 3, так и по цепи пониженного уровня отпаданием повторителя 14, в результате чего обеспечивается аналогичное действие полукомплекта защиты противоположной стороны ЛЭП 2 снятием неманипулированного сигнала. With an external short circuit, the current manipulation of the transmitters blocks the possibility of triggering line protection. When short-circuit occurs, the start-up of transmitters and switching manipulations occur with greater sensitivity and speed than the operation of the output protection circuits to disconnect the line, therefore, a full-fledged selective protection action is provided depending on the location of the short circuit. When the circuit breaker is turned off ahead of time, the start of the transmitter 11 is removed both on the normal start circuit from returning to the starting position of the starting bodies 3, and on the lowered circuit by dropping the repeater 14, as a result of which a similar action is provided to the half of the protection of the opposite side of the power line 2 by removing unmanipulated signal.

В результате обеспечивается постоянная сигнализация исправности ВЧ-каналов транзитной ЛЭП при любой ее нагрузке и сохраняется известный принцип избирательной работы диффазной защиты, за счет чего повышается надежность работы основной сети энергосистемы. As a result, a constant signaling of serviceability of the RF channels of the transit power transmission line at any of its load is provided and the well-known principle of selective operation of the diffuse protection is maintained, thereby increasing the reliability of the main network of the power system.

Claims

METHOD FOR CONTINUOUS AUTOMATIC CHECK OF HIGH-FREQUENCY RELAY PROTECTION CHANNEL equipped with transceivers and differential-phase protection phase comparison organs, through which in a normal mode continuously send signals with a low level generated by high-frequency transmitters from each side of the line, when the circuit breaker is switched on when the channel is switched on when the signal disappears from either side of the line at the output of the phase-comparison device for differential-phase protection, excellent This is because, in order to increase reliability in operation, the manipulation of transmitters in the normal mode is carried out from the voltage of their substation and from the voltage of the opposite polarity of the opposite substation, with compensation for the difference between them, proportional to the current supply along the line, in the relay protection start-up mode simultaneously with the transfer transmitters for normal operation, the manipulation of the transmitters is carried out from the line current.