RU2145760C1

RU2145760C1 - Method protecting high-voltage power lines against rise of voltage

Info

Publication number: RU2145760C1
Application number: RU99101711/09A
Authority: RU
Inventors: К.В. Хоециан; М.И. Хорошев; А.Ф. Калиниченко
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский институт электроэнергетики"
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2000-02-20

Abstract

FIELD: electrical engineering, specifically, relay protection and automatics devices. SUBSTANCE: increased efficiency of protection of equipment against rise of voltage if it is of oscillatory nature which is technical result of invention is realized by way of organization of calculation of real capability of insulation of protected equipment to withstand single rise of voltage without any damage to insulation and by way of monitoring of depletion of total resource of insulation. EFFECT: increased efficiency of protection of equipment against rise of voltage of oscillatory nature. 4 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, в частности к релейной защите и автоматике. The present invention relates to the field of electrical engineering, in particular to relay protection and automation.

Известен способ защиты от повышения напряжения электропередачи высокого напряжения, при котором измеряют и сравнивают с заданным значением эффективное значение воздействующего напряжения. Недостатком такого способа защиты является то, что при воздействии перенапряжений, содержащих высокочастотные составляющие, точность работы защиты существенно понижается /1/. A known method of protection against increasing voltage of high voltage power transmission, in which the effective value of the acting voltage is measured and compared with a predetermined value. The disadvantage of this protection method is that when exposed to overvoltages containing high-frequency components, the accuracy of the protection is significantly reduced / 1 /.

Известен также способ защиты от повышения напряжения электропередачи высокого напряжения, при котором измеряют амплитудные значения напряжения на линиях электропередачи и сравнивают их с заданными уровнями, каждому из которых соответствует выдержка времени, определяемая допустимым временем воздействия на изоляцию оборудования напряжения соответствующего уровня. При этом выдержка времени выработки управляющих сигналов на выполнение операции по снижению напряжения для каждого из уровней определяется соответствующим числом, которое накапливают однократно на каждом полупериоде промышленной частоты, независимо от числа реальных превышений измеряемым напряжением величины заданного уровня на данном полупериоде /2/. There is also a method of protection against increasing voltage of high voltage power transmission, in which the amplitude values of the voltage on the power lines are measured and compared with predetermined levels, each of which corresponds to a time delay determined by the allowable time of exposure of the equipment to the voltage of the corresponding level. In this case, the time delay for generating control signals to perform the operation to reduce the voltage for each of the levels is determined by the corresponding number, which is accumulated once at each half-cycle of the industrial frequency, regardless of the number of real excesses of the measured level by the voltage at a given half-period / 2 /.

Описанный способ правильно отслеживает расходуемый ресурс изоляции при устойчивом превышении измеряемым напряжением величины данного уровня вплоть до срабатывания защиты. Однако при колебательном характере воздействующего напряжения, особенно при его затухающем характере, защита неправильно учитывает расходуемый ресурс оборудования по изоляции. The described method correctly monitors the consumed insulation resource if the measured voltage stably exceeds a value of this level until the protection is triggered. However, with the oscillatory nature of the acting voltage, especially with its decaying nature, the protection incorrectly takes into account the expendable resource of the equipment for insulation.

Действительно, если не объекте появилось повышенное напряжение, значительно превышающее данный уровень, но по длительности воздействия недостаточное для срабатывания защиты более высокого уровня, то при срабатывании защиты на данном уровне реально израсходованный ресурс по изоляции может оказаться значительно большим, чем отвечающий воздействию повышенного напряжения данного уровня. Описанное обстоятельство затрудняет выбор выдержки времени срабатывания защиты с учетом указанных обстоятельств, что может в некоторых случаях приводить к повреждению изоляции оборудования вследствие срабатывания ресурса оборудования по изоляции, соответствующего однократному повышению напряжения данного уровня, выбираемого по вольт-секундной характеристике изоляции. Indeed, if an increased voltage did not appear on the object, significantly exceeding this level, but the exposure duration was insufficient for the protection to operate at a higher level, then when the protection is triggered at this level, the really consumed insulation resource may turn out to be much larger than that corresponding to the effect of the increased voltage of this level . The described circumstance complicates the choice of the protection response time delay taking into account the indicated circumstances, which can in some cases lead to damage to the equipment insulation due to the operation of the equipment insulation resource corresponding to a one-time increase in voltage of this level, selected by the volt-second insulation characteristic.

Более верно учет реально расходуемого ресурса оборудования по изоляции при однократном воздействии напряжения возможен при учете израсходованного ресурса на каждом полупериоде воздействующего напряжения в зависимости от максимального превышенного на данном полупериоде уровня и формирования выдержки времени срабатывания защиты в соответствии с суммарным израсходованным ресурсом оборудования по изоляции в указанных условиях. В этом случае выдержка времени срабатывания защиты оказывается адаптированной к реальному характеру воздействующего напряжения. It is more accurate to take into account the really consumed resource of equipment for insulation under a single exposure to voltage is possible when taking into account the consumed resource for each half-cycle of the acting voltage, depending on the maximum level exceeded for this half-cycle and the formation of a delay of the protection response time in accordance with the total consumed resource of the equipment for insulation under the specified conditions . In this case, the protection delay time is adapted to the real nature of the acting voltage.

Другим недостатком способа является то, что не обеспечивается контроль за расходованием полного ресурса изоляции, в результате чего оборудование может выйти из строя даже при правильной работе защиты при однократном повышении напряжения на изоляции. Another disadvantage of this method is that it does not provide control over the expenditure of the full insulation resource, as a result of which the equipment may fail even with the correct operation of the protection with a single increase in insulation voltage.

Следует отметить, что изоляция оборудования не допускает воздействия повышенных напряжений со скважностью меньше заданной для данного уровня. В противном случае изоляция может быть повреждена в течение времени работы защиты данного уровня. Поэтому оказывается необходимой организация работы защиты по повышению напряжения таким образом, что, если между двумя длительными повышениями напряжения интервал времени окажется меньше заданного, то должно быть введено ускорение действия защиты. It should be noted that the insulation of the equipment does not allow the impact of increased voltages with a duty cycle less than that specified for this level. Otherwise, the insulation may be damaged during the protection period of this level. Therefore, it is necessary to organize the work of the protection to increase the voltage in such a way that if, between two long voltage increases, the time interval is less than the specified one, an acceleration of the protection should be introduced.

И последнее. Описанный выше способ защиты от повышения напряжения (ЗПН) оборудования не предполагает различного ее действия на понижение напряжения в зависимости от превышенного уровня. В то же время можно существенно повысить эффективность действия ЗПН, если использовать управляющие сигналы, выдаваемые защитой, для принятия мер по снижению напряжения в зависимости от уровня, на котором произошло срабатывание ЗПН. And the last one. The above-described method of protection against voltage increase (ZPN) of the equipment does not imply its different effects on undervoltage depending on the exceeded level. At the same time, it is possible to significantly increase the effectiveness of the action of an open circuit if the control signals issued by the protection are used to take measures to reduce the voltage, depending on the level at which the open circuit has been triggered.

Цель изобретения - повышение эффективности защиты оборудования от повышения при его колебательном характере путем организации учета реальной способности изоляции защищаемого оборудования выдерживать без повреждения однократное повышение напряжения и обеспечения контроля за расходованием полного ресурса изоляции. The purpose of the invention is to increase the efficiency of protection of equipment from rising when it is oscillatory in nature by taking into account the real ability of the insulation of the protected equipment to withstand a single voltage increase without damage and to ensure control over the expenditure of the full insulation resource.

Указанная цель достигается тем, что в способе защиты от повышения напряжения электропередачи высокого напряжения, при котором измеряют амплитудные значения напряжения на линии электропередачи и сравнивают их с заданными уровнями, каждому из которых соответствует выдержка времени, определяемая допустимым временем воздействия на изоляцию оборудования электропередачи напряжения соответствующего уровня, при превышении измеренным напряжением любого из заданных уровней с заданной выдержкой времени формируют управляющую команду на выполнение операции по снижению напряжения, соответствующего превышенному уровню, при этом выдержку времени управляющей команды задают числом, которое накапливают однократно на каждом полупериоде измеряемого напряжения при превышении им по крайней мере одного из заданных уровней, независимо от реального числа таких превышений на полупериоде, согласно изобретению выдержку времени задают числом, соответствующим способности изоляции выдерживать без повреждения однократное непрерывное повышение напряжения выше определенного уровня, выделяют высший из превышенных уровней и накапливают число, соответствующее части израсходованной способности изоляции выдерживать без повреждения однократное непрерывное повышение напряжения при превышении конкретного уровня, при этом числа, накапливаемые на каждом полупериоде при превышении каждого из уровней, связаны между собой заданными соотношениями, зависящими от уровня, для которого задано число, определяющее выдержку времени. This goal is achieved by the fact that in the method of protection against increasing the voltage of high voltage power lines, in which the amplitude values of the voltage on the power lines are measured and compared with predetermined levels, each of which corresponds to a time delay determined by the allowable time for the insulation of the power transmission equipment to have voltage of the corresponding level , when the measured voltage exceeds any of the given levels with a given time delay, a control command for the operation to reduce the voltage corresponding to the exceeded level, while the time delay of the control command is set by the number that accumulate once on each half-cycle of the measured voltage when it exceeds at least one of the specified levels, regardless of the actual number of such excesses on the half-cycle, according to the invention time set by a number corresponding to the ability of the insulation to withstand without damage a single continuous increase in voltage above a certain level, the highest of the exceeded levels and accumulate a number corresponding to part of the spent insulation ability to withstand without damage a single continuous increase in voltage when a specific level is exceeded, while the numbers accumulated on each half-cycle when each level is exceeded are interconnected by predetermined relations depending on the level, for which a number is specified that determines the time delay.

2. Способ защиты по п.1 отличающийся тем, что при колебательном характере повышенного напряжения операцию по снижению напряжения выбирают соответственно уровню, в процессе превышения которого сформирована управляющая команда. 2. The protection method according to claim 1, characterized in that when the oscillatory nature of the increased voltage, the operation to reduce the voltage is selected according to the level during which the control command is generated.

3. Способ защиты по п.1, отличающийся тем, что задают число, соответствующее полному ресурсу изоляции, суммируют накопленные числа высших из превышенных при каждом повышении напряжения уровней, включая случаи, не приведшие к формированию управляющей команды, выдают информацию о накопленном числе на момент запроса и при превышении заданного числа формируют команду о необходимости выполнения ревизии изоляции защищаемого оборудования. 3. The protection method according to claim 1, characterized in that the number corresponding to the total insulation resource is set, the accumulated numbers of the highest of the levels exceeded at each voltage increase are summed, including cases that did not lead to the formation of the control command, give information about the accumulated number at the time request and when the specified number is exceeded, form a team about the need to audit the isolation of the protected equipment.

4. Способ защиты от повышения напряжения по п.1, 2, отличающийся тем, что после формирования команды на выполнение операции по снижению напряжения ее не срабатывают в течение заданной для каждого уровня в отдельности выдержки времени, определяемой из допустимого времени повторения повышения напряжения уровня, приведшего к выполнению операции. 4. The method of protection against voltage increase according to claim 1, 2, characterized in that after the formation of the command to perform the operation to reduce the voltage it does not work for a given time delay separately for each level, determined from the permissible time for the repetition of the voltage increase, leading to the operation.

5. Способ защиты от повышения напряжения по п.1, отличающийся тем, что контроль за расходованием полного ресурса изоляции на отдельных контролируемых уровнях выполняют заданием для каждого из уровней числа, соответствующего полному ресурсу изоляции при превышении конкретного уровня, суммируют накопленные числа превышений на каждом из контролируемых уровней для всех случаев повышения напряжения, включая случаи, не приведшие к формированию управляющей команды, выдают информацию о накопленном числе на каждом уровне на момент запроса и при превышении заданного числа на любом из уровней формируют команду и необходимости выполнения ревизии изоляции запрещаемого оборудования. 5. The method of overvoltage protection according to claim 1, characterized in that the control over the expenditure of the total insulation resource at separate controlled levels is performed by assigning for each of the levels of the number corresponding to the total insulation resource when a specific level is exceeded, the accumulated excess numbers at each of controlled levels for all cases of voltage increase, including cases that did not lead to the formation of a control team, give out information about the accumulated number at each level at the time of the request, etc. exceeds a predetermined number to form any of the layers need to perform the command and the prohibited audit isolation equipment.

Авторами не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения. Следовательно, заявленное предложение соответствует критерию "новизна". The authors have not found an analogue characterized by features identical to all the essential features of the invention. Therefore, the claimed proposal meets the criterion of "novelty."

При изучении других технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявленное решение, явным образом не следуют из известного уровня техники. Следовательно, заявляемое техническое решение отвечает критерию "изобретательский уровень". When studying other technical solutions in the art, the features that distinguish the claimed solution do not explicitly follow from the prior art. Therefore, the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

В таблице для примера приведены допустимые в условиях эксплуатации кратковременные повышения напряжения разных уровне для класса изоляции 500 кВ, допустимое число таких повышений напряжения в течение года для каждого из уровней, по которому можно определить временные интервалы между двумя повышениями напряжения данной величины. For example, the table below shows the permissible short-term voltage increases of various levels for the insulation class of 500 kV, the permissible number of such voltage increases during the year for each level, by which it is possible to determine the time intervals between two voltage increases of a given value.

На фиг. 1 приведена стилизованная вольт-секундная характеристика изоляции /кривая 1/, кривая 2 отвечает допустимому времени воздействия напряжения данного уровня, кривая 3 характеризует один из возможных характеров воздействия напряжения на изоляцию оборудования и представляет огибающую воздействующего напряжения одной полярности. Горизонтальные прямые соответствуют принятым в качестве примера разным трем уставкам ЗПН - U_ср1, U_ср2, U_ср3. Этим уставкам соответствуют уставки срабатывания по времени t_в1, t_в2, t_в3. Реальное количество защитных уровней и соответствующих им уставок по времени срабатывания может быть значительно большим.In FIG. Figure 1 shows a stylized volt-second insulation characteristic / curve 1 /, curve 2 corresponds to the allowable voltage exposure time of a given level, curve 3 characterizes one of the possible effects of voltage on the insulation of the equipment and represents the envelope of the acting voltage of the same polarity. The horizontal lines correspond to the accepted way of example three different setpoints HNP - U _CP1, _{CP2 of} the U, U _CP3. These settings correspond to the operation settings for time t _in1 , t _in2 , t _in3 . The actual number of protective levels and the corresponding settings for the response time can be significantly larger.

Число, задающее выдержку времени ЗПН, определяется следующим выражением: N = K₁ • n₁ = K₂ • n₂ = ... K_i • n_i
где 1, 2, ... i - номер защитного уровня ЗПН, n_i = t_вi /0,01 - число полупериодов промышленной частоты, при котором происходит срабатывание ЗПН i-го уровня, t_вi - астрономическое время, отвечающее выдержке времени срабатывания ЗПН i-го уровня, K₁, K₂, ... K_i - коэффициенты пропорциональности, переводящие астрономическое время и соответствующую ему реальную способность изоляции защищаемого оборудования выдержать без повреждения однократное непрерывное повышение напряжения своего уровня в единую систему отсчета выдержек времени.The number specifying the time delay of the ZPN is determined by the following expression: N = K ₁ • n ₁ = K ₂ • n ₂ = ... K _i • n _i
where 1, 2, ... i is the number of the protective level of the protective circuit, n _i = t _vi / 0,01 is the number of half-periods of the industrial frequency at which the critical circuit of the i-level is triggered, t _vi is the astronomical time corresponding to the delay time ZPN of the i-th level, K ₁ , K ₂ , ... K _i are proportionality coefficients that translate astronomical time and the corresponding real ability of the insulation of the protected equipment to withstand without damage a single continuous increase in the voltage of its level in a single reference system of time delays.

Выбор числа N, определяющего время допустимого воздействия повышенного напряжения на изоляцию оборудования при однократном его повышении, может быть выполнен достаточно произвольно. В то же время выбор коэффициентов K₁, K₂, ... K_i жестко связан с размерностью выбранного числа N. Так, если число N выбрано равным числу полупериодов промышленной частоты, отвечающему выдержке времени срабатывания ЗПН низшего уровня, то есть в данном случае уровня 3, то K₃ окажется равным 1, а K₁ > K₂ > 1. Если N выбрано в соответствии с выдержкой времени уровня 1, то окажется K₁ = 1, а значения K₃ < K₂ < 1 и так далее. При произвольно выбранном значении N коэффициенты K₁, K₂, ... K_i могут быть как больше, так и меньше единицы.The choice of the number N, which determines the time of the permissible impact of increased voltage on the insulation of the equipment with a single increase, can be made quite arbitrarily. At the same time, the choice of the coefficients K ₁ , K ₂ , ... K _{i is} tightly connected with the dimension of the selected number N. So, if the number N is chosen equal to the number of half-periods of the industrial frequency corresponding to the delay time of the lower-level overvoltage response, that is, in this case level 3, then K ₃ will be equal to 1, and K ₁ > K ₂ > 1. If N is selected in accordance with the time delay of level 1, then it turns out K ₁ = 1, and the values K ₃ <K ₂ <1 and so on. With an arbitrarily chosen value of N, the coefficients K ₁ , K ₂ , ... K _i can be either more or less than unity.

Работа ЗПН при воздействии напряжения с огибающей, приведенной на фиг. 1, поясняется следующим образом. The operation of the SPD under the influence of the voltage with the envelope shown in FIG. 1 is explained as follows.

По прототипу времени срабатывания ЗПН соответствует выдержка времени защитного уровня 3, равная t_в3. Если воздействующее напряжение ко времени, отвечающему истечению времени t_в3, еще немного снизилось, то срабатывания ЗПН вообще не происходит. В то же время расходуемый ресурс оборудования по изоляции вследствие представленного характера воздействия напряжения мог оказаться исчерпанным до момента наступления времени t_в3. Неучет этого обстоятельства мог привести к повреждению изоляции оборудования даже при наличии защиты от повышения напряжения вследствие неэффективности ее работы.According to the prototype of the response time ZPN corresponds to a time delay of the protective level 3, equal to t _in3 . If the acting voltage has decreased a little by the time corresponding to the expiration of time t _v3 , then the ZPN does not occur at all. At the same time, the expendable resource of equipment for insulation due to the presented nature of the effect of voltage could be exhausted until the time t _v3 . Failure to take this into account could lead to damage to the insulation of the equipment, even if there is protection against voltage increase due to inefficiency of its operation.

Рассмотрим работу ЗПН по предлагаемому способу. Число M_т, определяющее израсходованное время установки в данном случае, определяется так: M_т = K₁ • m₁ + K₂ • m₂ + K₃ • m₃.Consider the work of ZPN on the proposed method. The number M _t , which determines the spent installation time in this case, is determined as follows: M _t = K ₁ • m ₁ + K ₂ • m ₂ + K ₃ • m ₃ .

Здесь m₁ = t₁/0,01; m₂ = t₂/0,01; m₃ = t₃/0,01; t₁, t₂, t₃ - текущие времена воздействия повышенного напряжения высшего из превышенных уровней.Here m ₁ = t ₁ / 0.01; m ₂ = t ₂ / 0.01; m ₃ = t ₃ / 0.01; t ₁ , t ₂ , t ₃ - current exposure times of increased voltage of the highest of the exceeded levels.

Срабатывание ЗПН происходит при выполнении равенства M_т = N. Этому моменту на фиг. 1 соответствует точка t_ср. Как видно t_ср много меньше выдержки времени t_в3 уровня 3, что подтверждает возможность учета реально расходуемого ресурса оборудования по изоляции при однократном воздействии на него повышенного напряжения данного вида и уровня.The triggering of the ZPN occurs when the equality M _t = N is fulfilled. To this moment in FIG. 1 corresponds to the point t _cf. As you can see, t _{av is} much less than the time delay t _{v3 of} level 3, which confirms the possibility of taking into account the really consumed resource of the equipment for insulation with a single exposure to an increased voltage of this type and level.

Следует отметить, что в соответствии с п.2 предлагаемого решения управляющий сигнал на принятие мер по снижению напряжения определяется в рассматриваемом примере уровнем 3, на котором произошло срабатывание ЗПН. It should be noted that in accordance with paragraph 2 of the proposed solution, the control signal for taking measures to reduce the voltage is determined in this example by level 3, at which the ZPN triggered.

Если даже не произошло срабатывания ЗПН в случае M_т < N, то по п.3 предлагаемого решения произойдет накопление числа, учитывающего срабатывание полного ресурса оборудования по изоляции, а в данном случае это накопленное число увеличится на значение M_т.If even the ZPN did not operate in the case of M _t <N, then according to claim 3 of the proposed solution, a number will accumulate, taking into account the operation of the full life of the equipment for insulation, and in this case this accumulated number will increase by the value of M _t .

Если повторное повышение напряжения после срабатывания ЗПН произойдет через интервал времени T меньший, чем представлен в таблице для третьего уровня, то управляющий сигнал на снижение напряжения, соответствующий уровню 3, сформируется по предлагаемому решению без выдержки времени. If a repeated increase in voltage after the operation of an open-loop protector occurs after a time interval T shorter than that shown in the table for the third level, then the control signal for voltage reduction corresponding to level 3 will be generated according to the proposed solution without a time delay.

На фиг. 2 приведен пример реализации способа в виде устройства с тремя уровнями защиты и значениями K₁ > K₂ > 1, где
1, 2, 3 - блоки сравнения;
4 - формирователь импульсов;
5, 6, 7, 8, 9, 10 - элементы "Память";
11, 12, 13, 14 - элементы "Задержка",
16, 17, 18 - логические элементы "НЕ";
19, 20 - генераторы импульсов;
21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 - логические элементы "И";
31, 32, 33, 34, 35 - счетчики числа импульсов;
36, 37, 38, 39 - логические элементы "ИЛИ".In FIG. 2 shows an example implementation of the method in the form of a device with three levels of protection and values K ₁ > K ₂ > 1, where
1, 2, 3 - comparison blocks;
4 - pulse shaper;
5, 6, 7, 8, 9, 10 - elements of "Memory";
11, 12, 13, 14 - elements "Delay",
16, 17, 18 - logical elements "NOT";
19, 20 - pulse generators;
21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 - logical elements "And";
31, 32, 33, 34, 35 - counters of the number of pulses;
36, 37, 38, 39 - logical elements "OR".

Блоки 1, 2, 3 сравнения амплитудного значения напряжения с соответствующими заданными уровнями (уставками). Блоки могут быть реализованы на стандартных элементах релейной защиты с использованием интегральных компараторов. Blocks 1, 2, 3 comparing the amplitude value of the voltage with the corresponding specified levels (settings). Blocks can be implemented on standard relay protection elements using integrated comparators.

Формирователь импульсов 4 формирует импульсы малой длительности, фронт которых совпадает с моментом перехода синусоиды входного напряжения через нулевое значение. The pulse shaper 4 generates pulses of short duration, the front of which coincides with the moment of transition of the input voltage sine wave through a zero value.

Элементы 5, 6, 7, 8, 9, 10 "Память" являются стандартными элементами цифровой техники, в качестве которых можно использовать RS-триггеры. Elements 5, 6, 7, 8, 9, 10 “Memory” are standard elements of digital technology, which can be used as RS-triggers.

Элементы 11, 12, 13, 14 "Задержка" являются стандартными элементами цифровой техники. Осуществляют задержку импульса, поступающего его вход. Элемент 11 задерживает импульс на время 5-8 мс. Времена задержки элементов 12, 13, 14 определяются допустимыми интервалами между разовыми воздействиями перенапряжений на изоляцию, в течение которых изоляция восстанавливает свои диэлектрические свойства. Elements 11, 12, 13, 14 “Delay” are standard elements of digital technology. Carry out the delay of the pulse entering its input. Element 11 delays the pulse for 5-8 ms. The delay times of the elements 12, 13, 14 are determined by the allowable intervals between one-time effects of overvoltages on the insulation, during which the insulation recovers its dielectric properties.

Формирователь счетного интервала 15 предназначен для формирования импульса заданной длительности. Длительность этого импульса выбирается в пределах 1-2 мс. В качестве формирователя может быть использован элемент электронной техники - одновибратор. Shaper counting interval 15 is designed to generate a pulse of a given duration. The duration of this pulse is selected within 1-2 ms. As a shaper, an element of electronic technology - a single vibrator can be used.

Логические элементы "НЕ", "И", "ИЛИ" являются стандартными элементами цифровой техники. The logical elements "NOT", "AND", "OR" are standard elements of digital technology.

Генераторы 19, 20 являются типовыми элементами цифровой техники. Счетчики числа импульсов являются стандартными элементами цифровой техники. Generators 19, 20 are typical elements of digital technology. Pulse counters are standard elements of digital technology.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Примем в качестве исходных величин, что частоты генераторов 19, 20 соотносятся как f₁₉ > f₂₀ > 50 Гц. Величины уставок блоков сравнения соотносятся как U_уст.1 > U_уст.2 > U_уст.3.We take as initial values that the frequencies of the generators 19, 20 are correlated as f ₁₉ > f ₂₀ > 50 Hz. The settings of the comparison units are correlated as U _{set 1} > U _{set 2} > U _{set 3} .

В момент прохождения синусоиды входного напряжения через нулевое значение на выходе блока 4 формируется короткий импульс, который устанавливает элементы 5, 6, 7 в нулевое состояние и запускает элемент 11 "Задержка". Через время 5-8 мс, равное или больше четверти периода промышленной частоты, срабатывает элемент 11 и запускает блок 15, который формирует интервал времени заданной длительности. At the moment the input voltage sinusoid passes through the zero value, a short pulse is generated at the output of block 4, which sets the elements 5, 6, 7 to the zero state and starts the Delay element 11. After a time of 5-8 ms, equal to or more than a quarter of the industrial frequency period, element 11 is activated and starts block 15, which forms a time interval of a given duration.

Длительность формируемого счетного интервала зависит от частот генераторов 19, 20 и не может превышать 2 мс, т.к. время задержки блока 11 и длительность счетного интервала должны быть меньше длительности полупериода промышленной частоты. The duration of the generated counting interval depends on the frequencies of the generators 19, 20 and cannot exceed 2 ms, because the delay time of the block 11 and the duration of the counting interval should be less than the duration of the half-period of the industrial frequency.

Рассмотрим работу устройства для случая
U_вх > U_уст.1 > U_уст.2 > U_уст.3
В этом случае срабатывают все три блока сравнения 1, 2, 3 и на их выходах появляются импульсы, причем вначале срабатывает блок 3, затем 2 и в последнюю очередь блок 1. Это обусловлено тем, что при синусоидальном входном напряжении первым срабатывает блок сравнения, имеющий наименьшую установку срабатывания. В такой же очереди появляются импульсы на соответствующих входах элементов "И" 23, 22, 21. Чтобы исключить ложное срабатывание устройства в таком случае, при входном напряжении с длительным фронтом или близким к синусоидальному используется элемент 11 "задержка". Использование этого элемента позволяет производить логическую операцию "конъюнкция" в момент, когда входное напряжение уже достигло максимальной величины и блок сравнения соответствующего максимального уровня уже сработал. При срабатывании блока 1, а также блоков 2 и 3 элементы "И" 22 и 23 запираются посредством логических элементов "НЕ" 16 и 17. Для элемента 21 условия, достаточные для срабатывания, и на его выходе в течение счетного интервала следуют импульсы с частотой генератора 19, которые поступают на входы элементов "И" 24, 28 и на вход элемента "ИЛИ" 36. С выхода элемента 36 импульсы поступают на счетный вход счетчика 35. До тех пор пока не произойдет наполнение счетчика 35, элементы "И" 24, 25, 26 не срабатывают. После наполнения счетчика 35 срабатывает тот элемент "И", на вход которого в данный момент поступают импульсы, т.е. элемент 24. После срабатывания элемента 24 сигнал с его выхода проходит через элемент "ИЛИ" 37 на управляющий выход, а также на элемент "Задержка" 12 и на первый вход элемента "Память" 8 устанавливает его в единичное состояние. Поэтому элемент 28 срабатывает и сигнал с его выхода также проходит через элемент "ИЛИ" 37, дублируя основной управляющий сигнал.Consider the operation of the device for the case
_Rin U> U _ust.1> _ust.2 U> U _ust.3
In this case, all three comparison blocks 1, 2, 3 are triggered and pulses appear at their outputs, first block 3 is triggered, then 2, and lastly block 1. This is due to the fact that when the sinusoidal input voltage is activated, the comparison block having smallest setting of operation. In the same queue, pulses appear at the corresponding inputs of the "And" elements 23, 22, 21. In order to exclude false operation of the device in this case, when the input voltage has a long edge or is close to a sinusoidal one, the "delay" element 11 is used. Using this element allows the logical operation "conjunction" at a time when the input voltage has already reached the maximum value and the comparison unit of the corresponding maximum level has already worked. When block 1, as well as blocks 2 and 3, are triggered, the “AND” elements 22 and 23 are locked by means of the “NOT” logic elements 16 and 17. For element 21, the conditions are sufficient for operation and, at its output, pulses with a frequency follow during the counting interval the generator 19, which are fed to the inputs of the elements "And" 24, 28 and to the input of the element "OR" 36. From the output of the element 36 pulses are fed to the counting input of the counter 35. Until the counter 35 is filled, the elements "And" 24 , 25, 26 do not work. After filling the counter 35, the “AND” element is activated, the input of which is currently receiving pulses, i.e. element 24. After the operation of element 24, the signal from its output passes through the element "OR" 37 to the control output, as well as to the element "Delay" 12 and to the first input of the element "Memory" 8 sets it to a single state. Therefore, the element 28 is triggered and the signal from its output also passes through the element "OR" 37, duplicating the main control signal.

Время срабатывания элемента 12 значительно превышает время разового воздействия перенапряжений на объект и соответствует допустимому интервалу между очередными воздействиями перенапряжения на оборудование. Поэтому если очередное воздействие перенапряжения на объект произошло в течение задержки элемента 12, управляющий сигнал будет сформирован без задержки, минуя счетчик 35 и элемент "И" 24 через элементы 28 и 37. Если к очередному воздействию перенапряжения на оборудование элемент 12 сработал, то элемент 8 "Память" устанавливается в нулевое состояние и блокирует схему "И" 28. Поэтому управляющий сигнал может быть сформирован только посредством счетчика 35. The response time of the element 12 significantly exceeds the time of a single exposure to overvoltages on the object and corresponds to the allowable interval between successive effects of overvoltage on the equipment. Therefore, if the next overvoltage effect on the object occurred during the delay of element 12, the control signal will be generated without delay, bypassing the counter 35 and the "And" element 24 through the elements 28 and 37. If the element 12 has worked against the next overvoltage effect on the equipment, then element 8 The "memory" is set to zero and blocks the circuit "And" 28. Therefore, the control signal can be generated only by the counter 35.

Аналогично работают уровни 2 и 3. Каждый нижестоящий уровень запускается в работу, если входное напряжение становится меньше уставки вышестоящего уровня. Levels 2 and 3 work in a similar way. Each lower level is put into operation if the input voltage becomes lower than the higher level setting.

Если входное напряжение становится меньше уставки 3 уровня, то срабатывает элемент "И" 26 и происходит подсчет импульсов блока 4. По истечении заданного счетчиком 33 времени происходит установка счетчика 35 в нулевое состояние. If the input voltage becomes lower than the set level 3, then the "And" 26 element is activated and the pulses of block 4 are counted. After the time set by the counter 33, the counter 35 is set to zero.

Счетчики 31, 32, 34 являются ресурсными для соответствующих уровней и предназначены для накопления воздействий перенапряжения на оборудование в течение длительного срока его эксплуатации. При расходовании ресурса оборудования по изоляции с выхода этих счетчиков поступают сигналы на информационные выходы соответствующих уровней. Counters 31, 32, 34 are resource for the corresponding levels and are designed to accumulate the effects of overvoltage on the equipment over a long period of its operation. When a resource of equipment for isolation is consumed, signals from the output of these counters go to the information outputs of the corresponding levels.

Источники информации
1. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) - 6-е изд-е. М.: Энергоиздат, 1985 г. - с. 349, 3.3.86.Sources of information
1. Rules for the installation of electrical installations (PUE) - 6th ed. M .: Energoizdat, 1985 - p. 349, 3.3.86.

2. Авт.св. N 1669042, Б.И. N 29, 1991 г. 2. Auto N 1669042, B.I. N 29, 1991

Claims

1. A method of protection against increasing voltage of high voltage power transmission, in accordance with which the amplitude values of the voltage on the power transmission line are measured and compared with predetermined levels, each of which corresponds to a time delay determined by the allowable time of exposure to the insulation of voltage transmission equipment of the corresponding level, characterized in that set the number N corresponding to the time of the ability of the insulation to withstand without damage a single continuous overvoltage above a certain level, they accumulate the number M _t corresponding to the part of the spent insulation ability to withstand without damage a one-time continuous increase in voltage when it exceeds a specific level, by summing the numbers determined by the time of the increased voltage exposure of the highest of the exceeded voltage levels at each half-period, when the equality M _t = N form a control command to perform the operation to reduce the voltage.

2. The method of protecting against an increase in voltage according to claim 1, characterized in that when the oscillatory nature of the increased voltage, the operation to reduce the voltage is selected according to the level during which the control command is generated.

3. The method of overvoltage protection according to claim 1, characterized in that they additionally specify a number corresponding to the total insulation resource, summarize the accumulated numbers of the highest of the exceeded levels for all cases of voltage increase, including cases that did not lead to the formation of a control command, provide information about the accumulated number at the time of the request and when the specified number is exceeded, a team is formed about the need to audit the isolation of the protected equipment.

4. The method of protection against voltage increase according to claim 1 or 2, characterized in that after the formation of the command to perform the operation to reduce the voltage it is not reset for a given time delay individually set for each level, determined based on the allowable time for the voltage increase to be repeated the level of the operation.

5. The method of overvoltage protection according to claim 1, characterized in that the control over the expenditure of the total insulation resource at separate controlled levels is performed by assigning for each of the levels of the number corresponding to the total insulation resource when a specific level is exceeded, the accumulated excess numbers at each of controlled levels for all cases of voltage increase, including cases that did not lead to the formation of a control team, give out information about the accumulated number at each level at the time of the request, etc. exceeds a predetermined number to form any of the layers of the command need to perform audit isolation of the protected equipment.