RU2597243C1

RU2597243C1 - Method of arrangement and adjustment of phase differential relay protection

Info

Publication number: RU2597243C1
Application number: RU2015137310/07A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Шмойлов; Владимир Леонидович Матюшев; Ольга Владимировна Матюшева; Василий Александрович Корнев
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2015-09-01
Publication date: 2016-09-10

Abstract

FIELD: energy.

SUBSTANCE: use: in electric power engineering. Method comprises dividing line of any configuration by embedded into wire phases of lines of inertialess force measuring shunts on double-end sections. At ends of wires of each phase of each section, oscillation pulses of preset high frequency are generated at transitions of industrial power current from negative to positive values. Oscillation pulses are transmitted through outputs of power measuring shunts by wires of each phase to opposite ends. Method includes measuring time between pulses of its and opposite ends on each section and, if it is less or greater than half-period of industrial sinusoidal current at specified value, e.g. 5-7 ms, activating read-only memory with recorded a parallel code of symbols of line, of double-end section, phase and short-circuited conductor. Parallel code is converted into a serial code, which is used to modulate oscillations of other specified high frequency different from specified frequencies of sections, and through leads of power measuring shunts transmitted via wires to head sections on ends of line. During transmission, method includes amplifying high-frequency oscillations of code on all sections. Through leads of last power measuring shunt at each end of line, signal is measured with serial code, which is filtered from industrial frequency and high-frequency carrier, then high-voltage potential is removed from line wires, for example, by electro-optical conversion, transmission over a fibre-optic core and reverse optoelectronic conversion. Obtained code is decoded at ground potential. By means of selected potential pulse switches off said end of line are turned off.

EFFECT: technical result is protection reliability improvement.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к релейной защите и может быть использовано для построения релейной защиты линий электрических сетей с жестким указанием места повреждения (участка каждого провода фаз воздушной линии или жилы силового кабеля, где возникло короткое замыкание).The invention relates to relay protection and can be used to build relay protection of electric network lines with a hard indication of the place of damage (a section of each phase wire of an overhead line or core of a power cable where a short circuit has occurred).

Известен способ построения и настройки релейной защиты линий с жестким указанием места повреждения [RU 2393606, МПК Н02Н 3/02 (2015.01), Н02Н 3/38, опубл. 27.06.2010], состоящий в использовании высокочастотной несущей частоты по проводам линии и дифференциально-фазного принципа выделения места повреждения. Защищаемую линию подразделяют на двухконцевые участки: головные от шин до коммутационных аппаратов на каждом конце линии и промежуточные между коммутационными аппаратами, измеряют на промежутках с обоих концов каждого головного и промежуточного участка на одном и том же расчетном расстоянии от каждого конца участка каждого силового провода линии падения напряжения от протекания токов в указанных концевых промежутках, сравнивают мгновенные значения этих падений в одной и той же полярности, обусловленной сквозным током по проводам участка, определяют отсутствие короткого замыкания на проводе участка по одинаковости величин и полярности данных мгновенных значений при протекании сквозного тока по силовому проводу участка, а при разных напряжениях фиксируют короткое замыкание на проводе участка и, следовательно, на линии. По факту короткого замыкания на участке запускают генератор высокой несущей частоты и активизируют постоянное запоминающее устройство с записанным в него кодом обозначения (номера) промежуточного или головного участка с включением в код также обозначения защищаемой линии, ее поврежденной фазы и провода последней, преобразуют параллельный код в последовательный, импульсами последовательного кода модулируют высокочастотные колебания генератора несущей частоты и заполненные таким путем несущей частотой импульсы кода передают на концы поврежденного силового провода участка через неповрежденные его внешние части на все головные участки или концы линии. Подключают параллельно силовому проводу участка первичные обмотки трансформаторов блоков питания, а вторичные обмотки используют для формирования электрически развязанных выходов постоянного тока. На каждом головном участке измеряют ток каждого силового провода с помощью трансформатора тока без высоковольтной изоляции и с ферритовым магнитопроводом, охватывающим байпас на промежутке этого силового провода. Из полученного таким путем сигнала на потенциале высоковольтного провода выделяют модулированный последовательным кодом поврежденного участка высокочастотный сигнал, а затем отфильтровывают импульсы кода от высокочастотной несущей, развязывают код от высокого напряжения силового провода с помощью, например, системы электронно-оптического преобразования, оптоволоконной линии и оптоэлектронного преобразования. Дешифрируют обработанный таким образом код на земном потенциале и визуализируют информацию о поврежденной линии, поврежденном участке, фазе и проводе фазы.A known method of constructing and configuring relay protection of lines with a rigid indication of the location of damage [RU 2393606, IPC Н02Н 3/02 (2015.01), Н02Н 3/38, publ. 06/27/2010], consisting in the use of a high-frequency carrier frequency along the wires of the line and the differential-phase principle of isolating the place of damage. The protected line is divided into double-end sections: the head from the busbars to the switching devices at each end of the line and the intermediate between the switching devices, measured at intervals from both ends of each head and intermediate section at the same calculated distance from each end of the section of each power wire of the drop line voltage from the flow of currents in the indicated end gaps, compare the instantaneous values of these drops in the same polarity, due to the through current through the wires voltage, determine the absence of a short circuit on the section wire by the same magnitude and polarity of these instantaneous values when a through current flows through the section's power wire, and at different voltages, a short circuit is recorded on the section wire and, therefore, on the line. Upon the fact of a short circuit in the section, the high-carrier frequency generator is started and the read-only memory is activated with the designation code (numbers) of the intermediate or head section, including the designation of the protected line, its damaged phase and the last wire, and convert the parallel code into a serial one , the pulses of the serial code modulate the high-frequency oscillations of the carrier frequency generator and the code pulses filled in this way with the carrier frequency are transmitted to the end s damaged power wire section through intact outer parts to all the head sections or the ends of the line. The primary windings of the transformers of the power supplies are connected in parallel with the power wire of the section, and the secondary windings are used to form electrically isolated DC outputs. At each head section, the current of each power wire is measured using a current transformer without high voltage insulation and with a ferrite magnetic circuit covering the bypass in the gap of this power wire. From the signal obtained in this way, a high-frequency signal modulated by a serial code of the damaged area is isolated on the potential of the high-voltage wire, and then the code pulses are filtered from the high-frequency carrier, the code is isolated from the high voltage of the power wire using, for example, an electron-optical conversion system, a fiber optic line and optoelectronic conversion . The code thus processed is decoded on the earth potential and visualized information about the damaged line, damaged section, phase and phase wire.

В этом способе короткое замыкание (КЗ) на каждом из подразделенной на двухконцевые участки линии выявляют по дифференциальному принципу, что для измерения дифференциального сигнала требует физического канала обмена между сигналами на концах каждого участка: параллельных цепей циркуляции сигналов датчиков тока или последовательной цепи равновесия электродвижущих сил (ЭДС) датчиков тока, пропорциональных токам на концах участка. Физическая длина канала равна длине участка, а в целом для защиты линии равна сумме длин всех ее участков, т.е. длине линии. Причем канал прокладывается на высоковольтном потенциале защищаемых проводов фаз линии, что требует затрат на изготовление, контроль исправности и восстановление.In this method, a short circuit (SC) on each of the lines divided into two-terminal sections is detected by the differential principle, which requires a physical channel for the exchange of signals between the signals at the ends of each section for measuring a differential signal: parallel circuits for circulating the signals of current sensors or a series of equilibrium electromotive forces ( EMF) of current sensors proportional to currents at the ends of the section. The physical length of the channel is equal to the length of the section, and in general to protect the line is equal to the sum of the lengths of all its sections, i.e. the length of the line. Moreover, the channel is laid at the high voltage potential of the line phase wires to be protected, which requires manufacturing costs, health monitoring and restoration.

Измерение токов линии осуществляют через падения напряжения на промежутках проводов линии на концах участков, что обусловливает искажение параметров тока из-за индуктивной составляющей вследствие нерегулярности свободных составляющих в переходном процессе при КЗ.Measurement of line currents is carried out through voltage drops at the gaps of the line wires at the ends of the sections, which causes a distortion of the current parameters due to the inductive component due to the irregularity of the free components in the transient during short circuit.

Так как цепи циркуляции и равновесия ЭДС являются слаботочными, а падение напряжения на участке от токов могут быть от десятков и сотен вольт в рабочих режимах до многих киловольт при КЗ, которое фактически приложено к цепям циркуляции или равновесия ЭДС, то обязательным требованием правильной работы последних является полная их изоляционная развязка от проводов линии на участке трансформаторным или оптоволоконным путем. Первое обусловливает искажение переходных процессов первичных токов при КЗ, а второе вызывает усложнение схем защиты из-за преобразования измеренного сигнала тока: электронно-оптического, оптоэлектронного и передачи оптического сигнала между этими преобразованиями по оптоволоконной линии.Since the circulation and equilibrium circuits of the EMF are low-current, and the voltage drop in the section from the currents can be from tens or hundreds of volts in operating modes to many kilovolts during short circuit, which is actually applied to the circuits or the equilibrium of the EMF, a mandatory requirement for the latter to work properly is their complete isolation from the line wires in the area using transformer or fiber optic paths. The first causes a distortion of the transients of the primary currents during short-circuit, and the second complicates the protection schemes due to the conversion of the measured current signal: electron-optical, optoelectronic and the transmission of the optical signal between these transformations via a fiber optic line.

В случае длинных линий возможно сильное затухание высокочастотного кодированного сигнала с указанием поврежденного участка, фазы и провода. Операций или процедур по практическому восстановлению которого в прототипе не предусмотрено. Это ограничивает длину защищаемой линии.In the case of long lines, a high attenuation of the high-frequency encoded signal is possible, indicating the damaged section, phase and wire. Operations or procedures for the practical restoration of which the prototype is not provided. This limits the length of the protected line.

Трансформаторные блоки питания схем защиты на высоковольтном потенциале, питающиеся от падений напряжения на промежутках проводов на концах участков при протекании тока в линии, ненадежно питают активные элементы измерительных преобразователей при длительном холостом ходе линии вследствие возможного сильного разряда накопителей источников постоянного тока, запитанных от вторичных обмоток трансформаторов.Transformer power supplies of protection circuits at high voltage potential, powered by voltage drops at the wire gaps at the ends of the sections when current flows in the line, unreliably feed the active elements of the measuring transducers during prolonged idling of the line due to the possible strong discharge of DC power supply drives powered from the secondary windings of transformers .

Задачей изобретения является построение и настройка дифференциально-фазной релейной защиты линии.The objective of the invention is the construction and configuration of differential phase relay line protection.

Решение поставленной задачи достигается тем, что способе построения и настройки дифференциально-фазной релейной защиты так же, как в прототипе, передают высокочастотную несущую частоту по проводам подразделенной на двухконцевые участки линии, выявляют повреждение на каждом участке путем измерения в каждом проводе каждой фазы на концах каждого участка силовых токов в рабочих, ненормальных режимах и при коротких замыканиях, по факту короткого замыкания на участке активизируют на его концах постоянные запоминающие устройства с записанными в них кодом обозначений (номеров) поврежденного участка, защищаемой линии, ее поврежденной фазы и проводов последней, преобразуют параллельный код в последовательный, импульсами последовательного кода модулируют высокочастотные колебания генераторов заданной несущей частоты на концах участка и заполненные таким путем несущей частотой импульсы кода передают на концы поврежденного участка, а далее по проводам не поврежденных относительно него внешних участков - на все концы линии, на каждом концевом участке линии измеряют ток каждого силового провода, из полученного таким путем сигнала на потенциале высоковольтного провода выделяют модулированный последовательным кодом поврежденного участка высокочастотный сигнал, а затем отфильтровывают этот код от высокочастотной несущей, развязывают код от высокого напряжения силового провода, по полученному коду определяют поврежденную линию и поврежденные участок, фазу и провод, производят дешифрацию кода линии и полученный таким образом потенциальный сигнал используют для отключения коммутационных аппаратов каждого конца линии, производят также дешифрацию кода для визуализации поврежденных участка, фазы и провода, при измерениях на высоковольтном потенциале силовых проводов линии электропитание активных измерительных преобразователей и приборов на каждом участке осуществляют от электрических величин находящихся на высоковольтном потенциале источников переменного тока с выходом на постоянном токе.The solution to this problem is achieved by the fact that the method of constructing and configuring the differential-phase relay protection, as in the prototype, transmit the high-frequency carrier frequency through the wires divided into two-terminal sections of the line, detect damage in each section by measuring in each wire of each phase at the ends of each section of power currents in operating, abnormal modes and during short circuits, upon the fact of a short circuit in the section, permanent memory devices with recorded with the designation code (numbers) of the damaged section, the protected line, its damaged phase and the last wires in them, they convert the parallel code into a serial one, pulse the serial code to modulate the high-frequency oscillations of the generators of the given carrier frequency at the ends of the section, and the code pulses filled in this way with the carrier frequency are transmitted to the ends of the damaged section, and then along the wires of the external sections not damaged relative to it - to all ends of the line, at each end section of the line measure the current of each of the power wire, from the signal obtained in this way on the potential of the high-voltage wire, the high-frequency signal modulated by the serial code of the damaged section is isolated, and then this code is filtered from the high-frequency carrier, the code is isolated from the high voltage of the power cable, the damaged line and the damaged section are determined from the received code, phase and a wire, the line code is decrypted and the potential signal obtained in this way is used to turn off the switching devices of each ontsa lines also produce decryption code to visualize the damaged portion, the phase and the wires during the measurements at high-voltage potential of the power supply conductors of the power line active transducers and devices in each area is carried out on the electrical quantities AC sources located on high voltage potential yield at constant current.

Измерение первичных токов на концах участков осуществляют с помощью безынерционных силовых измерительных шунтов, в точках перехода мгновенного силового тока от отрицательных к положительным значениям формируют импульсы, заполненные колебаниями другой частоты по сравнению с несущей для кодов, измеряют время между импульсами и сравнивают его с первым заданным временем, меньшим полупериода промышленного синусоидального тока, и со вторым заданным временем, большим полупериода промышленного синусоидального тока. При измеренных временах, лежащих за пределами между первым и вторым заданными временами, запускают постоянные запоминающие устройства на концах поврежденного участка. Другую несущую частоту при формировании импульсов перехода мгновенного промышленного тока от отрицательных к положительным значениям для каждого участка линии задают разной. Импульсы передаваемого кода поврежденного участка и импульсы перехода мгновенного силового тока на концах каждого участка линии от отрицательных к положительным значениям измеряют, выделяют частотно-резонансным путем и усиливают, выявленный и усиленный код внедряют в провода линии в местах расположения измерительных шунтов на концах каждого участка. Второй вывод первичной обмотки трансформатора блока питания подключают через высоковольтный импеданс к точке заземления, а ферромагнитный сердечник трансформатора соединяют с высоковольтным потенциалом импеданса.The primary currents are measured at the ends of the sections using inertia-free power measuring shunts, pulses are filled at the points of instantaneous power current transition from negative to positive values, filled with oscillations of a different frequency compared to the carrier for codes, the time between pulses is measured and compared with the first given time smaller than the half-period of the industrial sinusoidal current, and with a second predetermined time, larger than the half-period of the industrial sinusoidal current. With measured times lying outside between the first and second predetermined times, permanent storage devices are launched at the ends of the damaged area. The other carrier frequency during the formation of pulses of the instantaneous industrial current transition from negative to positive values for each section of the line is set different. The pulses of the transmitted code of the damaged section and the pulses of the instantaneous power current transition at the ends of each line section from negative to positive values are measured, isolated by the frequency-resonance method and amplified, the detected and amplified code is introduced into the line wires at the locations of the measuring shunts at the ends of each section. The second terminal of the primary winding of the transformer of the power supply is connected via a high-voltage impedance to the ground point, and the ferromagnetic core of the transformer is connected to the high-voltage impedance potential.

Благодаря формированию импульсов высокочастотных колебаний в точках перехода мгновенных силовых токов от отрицательных к положительным значениям на концах каждого двухконцевого участка линии возникает гарантированная возможность передачи названных импульсов по проводам на противоположные концы участков линии, а следовательно, фазы между силовыми токами на концах участков, т.е. реализации дифференциально-фазного принципа непрерывного контроля (мониторинга) состояния каждого участка по проводам линии.Due to the formation of pulses of high-frequency oscillations at the points of transition of instantaneous power currents from negative to positive values at the ends of each two-terminal section of the line, there is a guaranteed possibility of transmitting these pulses by wire to the opposite ends of the line sections, and therefore, the phase between the power currents at the ends of the sections, i.e. . implementation of the differential-phase principle of continuous control (monitoring) of the state of each section along the line wires.

Измерение первичных силовых токов на концах участков выполняют с помощью безынерционных силовых измерительных шунтов, что существенно снижает погрешности измерения свободных составляющих силовых токов в переходном процессе КЗ.Measurement of primary power currents at the ends of sections is performed using inertia-free power measuring shunts, which significantly reduces the measurement errors of the free components of power currents in the transient short circuit.

Для выявления КЗ на участке или вне его используются операции измерения времени между импульсами высокочастотных (ВЧ) колебаний в точках перехода мгновенных силовых токов от отрицательных к положительным значениям своего и передаваемого по проводам линии с противоположного конца участка и сравнения этого времени с заданными временами. Электрические сигналы ВЧ импульсов перехода мгновенного силового тока от отрицательных к положительным значениям на противоположных концах участка, в том числе времена между ВЧ импульсами на данных концах вследствие принципа линейного наложения сигналов разных частот в проводах, не имеют между собой никакого потенциального взаимодействия на промышленной частоте. Другими словами, передаваемые с противоположных концов участков импульсы высокочастотных колебаний и ВЧ импульсы на своих концах, тем более их характеристики типа времен и моментов времени, независимы по потенциалу от электрических величин промышленной частоты. Поэтому разность потенциалов между концами каждого участка от протекания силовых токов по его проводам на промышленной частоте никакого влияния на ВЧ импульсы на концах каждого участка не оказывает.To identify short circuits on or off the site, time-measuring operations between pulses of high-frequency (HF) oscillations are used at the points of transition of instantaneous power currents from negative to positive values of their own and transmitted through the wire lines from the opposite end of the site and comparing this time with specified times. The electrical signals of the RF pulses of the instantaneous power current transition from negative to positive values at opposite ends of the section, including the times between the RF pulses at these ends, due to the principle of linear superposition of signals of different frequencies in the wires, have no potential interaction between themselves at the industrial frequency. In other words, the pulses of high-frequency oscillations and the RF pulses transmitted from opposite ends of the sections at their ends, especially since their characteristics such as times and moments of time, are independent in potential from electrical quantities of industrial frequency. Therefore, the potential difference between the ends of each section from the flow of power currents through its wires at an industrial frequency has no effect on the RF pulses at the ends of each section.

Импульсы передаваемого кода поврежденного участка на концах каждого участка линии измеряют, выделяют частотно-резонансным путем и усиливают, выявленный и усиленный код внедряют в провода линии на концах каждого участка в местах внешнего вывода относительно участка каждого силового измерительного шунта. За счет названных операций осуществляется переприем и восстановление амплитуды импульсов кода поврежденного участка независимо от его удаления от концов линии.The pulses of the transmitted code of the damaged section at the ends of each section of the line are measured, isolated by frequency resonance and amplified, the detected and reinforced code is embedded in the line wires at the ends of each section in the places of the external output relative to the section of each power measuring shunt. Due to the aforementioned operations, re-reception and restoration of the pulse amplitude of the damaged area code is carried out regardless of its distance from the ends of the line.

Посредством выделения части фазных напряжений каждой фазы линии для электропитания активных приборов измерения, частотно-резонансного усиления, сравнения и передачи сигналов существенно возрастает бесперебойность и надежность работы. Это обусловлено тем, что фазные напряжения на функционирующей линии всегда имеют место, а КЗ происходят только при наличии напряжений на проводах фаз линии.By isolating a part of the phase voltages of each phase of the line for powering active measuring instruments, frequency-resonance amplification, comparison and signal transmission, uninterrupted operation and reliability increase significantly. This is due to the fact that phase voltages on a functioning line always occur, and short-circuit occurs only when there are voltages on the phase wires of the line.

Таким образом, предложенный способ обеспечивает: 1) передачу высокочастотных сигналов по проводам линии для выявления КЗ на ее участках, отключения выключателей на концах линии и визуализации поврежденного участка; 2) повышения точности измерения фазных токов в переходных процессах КЗ; 3) снижение затухания высокочастотных колебаний при передаче по проводам линии; 4) устранение влияния на работу комплектов аппаратуры на концах участков падений напряжения от протекания силового тока по проводам; 5) повышение бесперебойности и надежности электропитания измерительных преобразователей.Thus, the proposed method provides: 1) the transmission of high-frequency signals through the wires of the line to detect short circuit in its sections, turn off the switches at the ends of the line and visualize the damaged section; 2) improving the accuracy of measuring phase currents in transient short-circuit; 3) reduction of the attenuation of high-frequency oscillations during transmission over the line wires; 4) elimination of the effect on the operation of sets of equipment at the ends of sections of voltage drops from the flow of power current through the wires; 5) increasing the uninterrupted and reliable power supply of measuring transducers.

На фиг. 1 и 2 представлена схема для осуществления способа построения и настройки дифференциально-фазной релейной защиты.In FIG. 1 and 2, a diagram is presented for implementing a method for constructing and tuning a differential-phase relay protection.

На фиг. 3 показаны: а) упрощенная схема выявления отсутствия КЗ на однопроводной фазе головного участка линии, б) осциллограммы сквозных токов через один (сплошные кривые) и другой (пунктир) концы участка в рабочем и в установившемся режиме внешнего КЗ, в) осциллограммы сквозных токов через один (сплошные кривые) и другой (пунктир) концы участка в переходном процессе внешнего КЗ.In FIG. Figure 3 shows: a) a simplified scheme for detecting the absence of short circuit on the single-wire phase of the head section of the line, b) waveforms of through currents through one (solid curves) and the other (dashed) ends of the section in the working and in the steady state external short circuit, c) waveforms of through currents through one (solid curves) and the other (dashed) ends of the section in the transition process of an external fault.

На фиг. 4 представлены: а) упрощенная схема фиксации внутреннего КЗ на однопроводной фазе головного участка линии, б) осциллограммы токов через один (сплошные кривые) и другой (пунктир) концы участка в переходном процессе внутреннего КЗ.In FIG. Figure 4 presents: a) a simplified diagram of fixing the internal fault on the single-wire phase of the head section of the line, b) the waveforms of the currents through one (solid curves) and the other (dashed) ends of the section in the transition process of the internal fault.

Предложенный способ построения и настройки дифференциально-фазной релейной защиты реализован с помощью схемы (фиг. 1 и 2), которая содержит головной участок 1 и промежуточный участок 2 однопроводной фазы линии, выключатель 3, врезанный в головной участок, который присоединен к сборной шине 4, силовой измерительный шунт 5, размещенный на прямом конце головного участка 1 (фиг. 1), противоположный конец которого ограничен силовым измерительным шунтом 6 (фиг. 2), разделяющим головной 1 и первый относительно головного промежуточный участок 2. Блоки питания 7 (БП) содержат первичную обмотку 8, одним выводом которая присоединена к одному из выводов силового измерительного шунта на каждом конце участка, например, 5 и 6, а другим выводом соединена с магнитопроводом 10 и через импеданс 9 подсоединена к земле. Входящие в состав каждого блока питания 7 (БП) вторичные обмотки 11, 12, 13, 14, 15 соединены со схемами выпрямления, стабилизации и компенсации 16 (БП1), 17 (БП2), 18 (БП3), 19 (БП4), 20 (БП5).The proposed method for constructing and configuring differential-phase relay protection is implemented using a circuit (Fig. 1 and 2), which contains the head section 1 and the intermediate section 2 of the single-wire phase of the line, switch 3, embedded in the head section, which is connected to the busbar 4, a power measuring shunt 5 located on the straight end of the head portion 1 (Fig. 1), the opposite end of which is limited by a power measuring shunt 6 (Fig. 2) separating the head 1 and the first intermediate portion 2 relative to the head 7 (PSU) contain a primary winding 8, with one terminal which is connected to one of the terminals of the power measuring shunt at each end of the section, for example, 5 and 6, and the other terminal is connected to the magnetic circuit 10 and is connected to ground through an impedance 9. The secondary windings included in the composition of each power supply unit 7 (BP) 11, 12, 13, 14, 15 are connected to rectification, stabilization and compensation circuits 16 (BP1), 17 (BP2), 18 (BP3), 19 (BP4), 20 (BP5).

Аппаратура схем для головного 1 (фиг. 1) и промежуточного 2 (фиг. 2) участков линии на концах каждого участка содержит соответственно на прямом конце датчики тока 21 (ДТ1), содержащие операционный усилитель 22 с присоединенным к его инвертирующему и неинвертирующему входам двуханодным стабилитроном 23, а на противоположном конце - датчики тока 24 (ДТ2) на операционном усилителе 25 с присоединенным к его инвертирующему и неинвертирующему входам двуханодным стабилитроном 26. Аналогично на прямом и противоположном концах каждого участка соответственно содержатся резонансные фильтры высокой частоты кодированного сигнала 27 (РФВЧК1) и 28 (РФВЧК2); формирователи импульсов перехода промышленного тока от отрицательных мгновенных значений к положительным 29 (ФИП1) и 30 (ФИП2), состоящие соответственно из компараторов 31 (К1) и 32 (К2), формирователей ширины данных импульсов 33 (ФШИ1) и 34 (ФШИ2), генераторов несущей частоты 35 (ГНЧ1) и 36 (ГНЧ2), блоков выявления КЗ на участке 37 (ВКЗ1) и 38 (ВКЗ2), содержащие соответственно резонансные фильтры 39 (РФВЧ1) и 40 (РФВЧ2) заданной несущей частоты для каждого участка, измерители времени между импульсами перехода промышленного силового тока от отрицательных мгновенных значений к положительным 41 (ИВМИ1) и 42 (ИВМИ2), блоки сравнения с минимальным заданным временем 43 (БСИ1) и 44 (БСИ2) и максимальным заданным временем 45 (БСА1) и 46 (БСА2), двухвходовые комбинационные логические схемы 47 (ИЛИ1) и 48 (ИЛИ2); источники кодированных сигналов 49 (ИКС1) и 50 (ИКС2), содержащие соответственно постоянные запоминающие устройства 51 (ПЗУ1) и 52 (ПЗУ2), преобразователи параллельного кода в последовательный 53 (ППК1) и 54 (ППК2), блоки модуляции 55 (БМ1) и 56 (БМ2), генераторы несущей частоты кодированных сигналов 57 (ГНЧК1) и 58 (ГНЧК2). Аппаратура головного участка 1 содержит также резонансный высокочастотный фильтр кодированного сигнала 59 (РВЧФК), фильтр запрета высокочастотной несущей кодированного сигнала 60 (ФЗВЧНК), устройство преобразования кодированного сигнала на высоковольтном потенциале 61 (ПКВНП) в сигнал на низковольтном потенциале земли, дешифратор 62 (ДКСО) кодированного сигнала отключения выключателя на конце линии, дешифратор 63 (ДКУЛ1) кодированного сигнала в обозначения поврежденного участка и провода фазы линии, аккумуляторную батарею 64 (АБ), связанную с устройством преобразования кодированного сигнала на высоковольтном потенциале 61 (ПКВНП) в сигнал на низковольтном потенциале земли, дешифратор 62 (ДКСО) кодированного сигнала отключения выключателя на конце линии, дешифратор 63 (ДКУЛ1) кодированного сигнала в обозначения поврежденного участка и провода фазы линии.The circuit equipment for the head 1 (Fig. 1) and intermediate 2 (Fig. 2) line sections at the ends of each section contains, respectively, at the straight end current sensors 21 (ДТ1) containing an operational amplifier 22 with a two-anode zener diode connected to its inverting and non-inverting inputs 23, and at the opposite end - current sensors 24 (DT2) on the operational amplifier 25 with a two-anode zener diode 26 connected to its inverting and non-inverting inputs. Similarly, on the direct and opposite ends of each section, respectively o contains high-frequency resonant filters of the encoded signal 27 (RFVCHK1) and 28 (RFVCHK2); pulse shapers of the transition of industrial current from negative instantaneous values to positive 29 (FIP1) and 30 (FIP2), consisting respectively of comparators 31 (K1) and 32 (K2), pulse shapers of pulse data 33 (FSI1) and 34 (FSI2), generators carrier frequency 35 (LFO1) and 36 (LFO2), short-circuit detection units in section 37 (VKZ1) and 38 (VKZ2), respectively containing resonant filters 39 (RFHF1) and 40 (RFHF2) of a given carrier frequency for each section, time meters between pulses of transition of industrial power current from negative instantaneous positive values 41 (IVMI1) and 42 (IVMI2), comparison blocks with a minimum specified time of 43 (BSI1) and 44 (BSI2) and a maximum specified time of 45 (BSI1) and 46 (BSA2), two-input combinational logic circuits 47 (OR1) and 48 (OR2); sources of encoded signals 49 (ИКС1) and 50 (ИКС2), respectively, containing read-only memory 51 (ROM1) and 52 (ROM2), serial-to-serial converters 53 (PPK1) and 54 (PPK2), modulation units 55 (BM1) and 56 (BM2), carrier frequency generators of the encoded signals 57 (LFO1) and 58 (LFO2). The equipment of the head section 1 also contains a resonant high-frequency filter of the encoded signal 59 (RVCHFK), a filter for prohibiting the high-frequency carrier of the encoded signal 60 (FZVCHNK), a device for converting the encoded signal at a high voltage potential 61 (PCVNP) into a signal at a low voltage potential of the earth, decoder 62 (DKSO) the encoded signal to turn off the switch at the end of the line, the decoder 63 (DKUL1) of the encoded signal in the designation of the damaged section and the phase wire of the line, the battery 64 (AB) associated with a device for converting an encoded signal at a high voltage potential 61 (PCVNP) to a signal at a low voltage potential of the earth, a decoder 62 (DKSO) of an encoded switch-off signal at the end of the line, a decoder 63 (DKUL1) of the encoded signal to indicate the damaged section and the phase wire of the line.

Инвертирующий вход операционных усилителей 22 и 25 соответственно датчиков тока 21 (ДТ1) и 24 (ДТ2) каждого участка присоединен к внутреннему относительно участка выводу силовых измерительных шунтов соответственно 5 и 6, а неинвертирующий вход - к внешнему выводу этих же силовых измерительных шунтов соответственно 5 и 6. Головной участок 1 при этом, начинающийся с измерительного шунта 5, является последующим участком относительно несуществующего для него предшествующего участка.The inverting input of the operational amplifiers 22 and 25, respectively, of the current sensors 21 (DT1) and 24 (DT2) of each section is connected to the internal output of the power measuring shunts, respectively, 5 and 6, and the non-inverting input to the external output of the same power measuring shunts, respectively 5 and 6. The head section 1, starting with a measuring shunt 5, is the next section relative to the previous section that does not exist for it.

Выходы датчиков тока 21 (ДТ1) и 24 (ДТ2) на концах каждого участка, кроме датчиков тока 21 (ДТ1) прямого конца головного участка 1, соединены соответственно со входами компараторов 31 (К1) и 32 (К2), резонансных фильтров высокой частоты кодированного сигнала 27 (РФВЧК1) и 28 (РФВЧК2) и резонансных фильтров 39 (РФНЧ1) и 40 (РФНЧ2) заданной несущей частоты для каждого участка. Выход датчика тока 21 (ДТ1) прямого конца головного участка 1 соединен со входом резонансного высокочастотного фильтра кодированного сигнала 59 (РВЧФК). Выходы резонансных фильтров высокой частоты кодированного сигнала 27 (РФВЧК1) и 28 (РФВЧК2) каждого конца каждого участка соединены с внутренними относительно участка выводами силовых измерительных шунтов 6 (фиг. 2). Выход резонансного фильтра высокой частоты кодированного сигнала 27 (РФВЧК1) прямого конца головного участка 1 (фиг. 1) соединен с внутренним относительно этого участка вводом силового измерительного шунта 5. Выходы компараторов 31 (К1) и 32 (К2) соответственно соединены с первыми входами формирователей ширины импульсов перехода промышленного тока от отрицательных мгновенных значений к положительным 33 (ФШИ1) и 34 (ФШИ2), вторые входы которых соединены соответственно с выходами генераторов несущей частоты 35 (ГНЧ1) и 36 (ГНЧ2), а выходы, кроме формирователя ширины импульсов перехода промышленного тока от отрицательных мгновенных значений к положительным 33 (ФШИ1) прямого конца головного участка 1, - с внешними относительно защищаемых участков линии выводами соответственно силовых измерительных шунтов 6 относительно соседствующих участков 1 и 2. Выход формирователя ширины импульсов перехода промышленного тока от отрицательных мгновенных значений к положительным 33 (ФШИ1) прямого конца головного участка 1 (фиг. 1) соединен с внешним относительно прямого конца защищаемого головного участка линии выводом силового измерительного шунта 5. Выходы резонансных фильтров 39 (РФНЧ1) и 40 (РФНЧ2) заданной несущей частоты для каждого участка соединены соответственно через измерители времени 41 (ИВМИ1) и 42 (ИВМИ2) между импульсами перехода промышленного силового тока от отрицательных мгновенных значений к положительным соединены с входами соответственно блоков сравнения с минимальным заданным временем 43 (БСИ1) и заданным максимальным временем 45 (БСА1) и блоков сравнения с минимальным заданным временем 44 (БСИ2) и максимальным заданным временем 46 (БСА2). Выходы блоков сравнения с минимальным заданным временем 43 (БСИ1) и максимальным заданным временем 45 (БСА1) соединены с входами двухвходовой комбинационной схемы 47 (ИЛИ1), а выходы блоков сравнения с минимальным заданным временем 44 (БСИ2) и максимальным заданным временем 46 (БСА2) соединены с входами двухвходовой комбинационной схемы 48 (ИЛИ2). Выходы двухвходовых комбинационных схем 47 (ИЛИ1) и 48 (ИЛИ2) соединены соответственно с постоянными запоминающими устройствами 51 (ПЗУ1) и 52 (ПЗУ2), которые соответственно через преобразователи параллельного кода в последовательный 53 (ППК1) и 54 (ППК2) соединены с первыми входами блоков модуляции 55 (БМ1) и 56 (БМ2), другие входы которых соединены соответственно с выходами с генераторов несущей частоты кодированных сигналов 57 (ГНЧК1) и 58 (ГНЧК2), а выходы которых, кроме блоков модуляции 55 (БМ1) прямого конца головного участка 1, - соответственно с внутренними относительно защищаемых участков линии выводами силовых измерительных шунтов 6. Выход блока модуляции 55 БМ1 прямого конца головного участка 1 соединен с внутренним относительно головного участка 1 выводом силового измерительного шунта 5.The outputs of the current sensors 21 (DT1) and 24 (DT2) at the ends of each section, except for the current sensors 21 (DT1) of the direct end of the head section 1, are connected respectively to the inputs of the comparators 31 (K1) and 32 (K2), the high-frequency resonant filters encoded signal 27 (RFFC1) and 28 (RFFC1) and resonant filters 39 (RFFC1) and 40 (RFFC2) of a given carrier frequency for each section. The output of the current sensor 21 (DT1) of the direct end of the head portion 1 is connected to the input of the resonant high-pass filter of the encoded signal 59 (RVChFK). The outputs of the high-frequency resonance filters of the encoded signal 27 (RFVCHK1) and 28 (RFVCHK2) of each end of each section are connected to the terminals of the power measuring shunts 6, internal relative to the section (Fig. 2). The output of the high-frequency resonant filter of the encoded signal 27 (RFVCHK1) of the direct end of the head section 1 (Fig. 1) is connected to the input of the power measuring shunt 5 internal to this section. The outputs of the comparators 31 (K1) and 32 (K2) are respectively connected to the first inputs of the formers the pulse widths of the industrial current transition from negative instantaneous values to positive 33 (FSH1) and 34 (FSH2), the second inputs of which are connected respectively to the outputs of the carrier frequency generators 35 (LF1) and 36 (LF2), and the outputs, except for dividing the width of the pulses of the transition of industrial current from negative instantaneous values to positive 33 (FSI1) of the straight end of the head section 1, with the terminals of the power measuring shunts 6, relative to the adjacent sections 1 and 2, external relative to the protected sections of the line, relative to the adjacent sections 1 and 2. negative instantaneous values to positive 33 (FSI1) of the straight end of the head portion 1 (Fig. 1) is connected to the external relative to the straight end of the protected head section of the line output of the power measuring shunt 5. The outputs of the resonant filters 39 (RFNCH1) and 40 (RFNCH2) of a given carrier frequency for each section are connected respectively through time meters 41 (IVMI1) and 42 (IVMI2) between the pulses of the transition of the industrial power current from negative instantaneous values to positive are connected to the inputs of the comparison blocks, respectively, with a minimum specified time of 43 (BSI1) and a specified maximum time of 45 (BSI1) and CPA blocks applications with a minimum specified time of 44 (BSI2) and a maximum specified time of 46 (BSA2). The outputs of the comparison blocks with the minimum specified time 43 (BSI1) and the maximum specified time 45 (BSA1) are connected to the inputs of the two-input combinational circuit 47 (OR1), and the outputs of the comparison blocks with the minimum specified time 44 (BSI2) and the maximum specified time 46 (BSA2) connected to the inputs of the two-input combinational circuit 48 (OR2). The outputs of the two-input combinational circuits 47 (OR1) and 48 (OR2) are connected respectively to read-only memory 51 (ROM1) and 52 (ROM2), which are respectively connected through serial code converters 53 (PPK1) and 54 (PPK2) to the first inputs modulation units 55 (BM1) and 56 (BM2), the other inputs of which are connected respectively to the outputs from the carriers of the carrier frequency of the encoded signals 57 (LFO1) and 58 (LFO2), and the outputs of which, except for modulation units 55 (BM1) of the direct end of the head section 1, - respectively, with the internal and relatively protected sections of the line with the conclusions of the power measuring shunts 6. The output of the modulation unit 55 BM1 of the straight end of the head section 1 is connected to the output of the power measuring shunt 5, which is internal relative to the head section 1.

К силовому измерительному шунту 5 на конце линии или прямого конца головного участка 1 линии (фиг. 1), кроме первичной обмотки 8 блока питания 7 (БП), присоединены к его обоим выводам инвертирующий и неинвертирующий входы операционного усилителя 22 датчика тока 21 (ДТ1), к внутреннему выводу - выходы резонансного фильтра высокой частоты кодированного сигнала 27 (РФВЧК1) и блока модуляции 55 (БМ1) источника кодированных сигналов 49 (ИКС1), к внешнему выводу - выход формирователя ширины импульсов 33 (ФШИ1) источника кодированных сигналов 49 (ИКС1), а вместо блоков несуществующего предшествующего участка к обоим его выводам - только датчик тока 24 (ДТ2), а именно инвертирующий и неинвертирующий входы операционного усилителя 25, выход которого через резонансный высокочастотный фильтр преобразования импульсов кодированного сигнала 59 (РВЧФК) и фильтр запрета высокочастотный несущей кодированного сигнала 60 (ФЗВЧНК) соединен с устройством преобразования кодированного сигнала на высоковольтном потенциале 61 (ПКВНП) в сигнал на низковольтном потенциале земли, выход которого соединен с дешифратором 62 (ДКСО) кодированного сигнала отключения выключателя на данном конце линии и дешифратора 63 (ДКУЛ1) кодированного сигнала в обозначения поврежденного участка и провода фазы линии. Выход дешифратора 62 (ДКСО) соединен с выключателем 3.To the power measuring shunt 5 at the end of the line or the straight end of the head section 1 of the line (Fig. 1), in addition to the primary winding 8 of the power supply 7 (PSU), the inverting and non-inverting inputs of the operational amplifier 22 of the current sensor 21 (DT1) are connected to both of its terminals , to the internal output - the outputs of the high-frequency resonant filter of the encoded signal 27 (RFVCHK1) and the modulation unit 55 (BM1) of the source of encoded signals 49 (ИКС1), to the external output - the output of the pulse width former 33 (FSH1) of the source of encoded signals 49 (ИКС1) instead of blo of the non-existent preceding section to both of its conclusions - only the current sensor 24 (DT2), namely the inverting and non-inverting inputs of the operational amplifier 25, the output of which is through the resonant high-frequency filter for converting the pulses of the encoded signal 59 (RVChFK) and the filter for inhibiting the high-frequency carrier of the encoded signal 60 ( FZVCHNK) is connected to a device for converting an encoded signal at a high voltage potential 61 (PCVNP) into a signal at a low voltage potential of the earth, the output of which is connected to a decoder 62 ( CSR) Coded breaker trip signal at this end of the line and the decoder 63 (DKUL1) encoded signal to designate the damaged portion and the wire line phase. The output of the decoder 62 (DKSO) is connected to the switch 3.

Схемы выпрямления, стабилизации и компенсации блока питания 7(БП) соединены соответственно: 16 (БП1) - с резонансным фильтром высокой частоты кодированного сигнала 27 (РФВЧК1) (фиг. 1), резонансными фильтрами высокой частоты кодированного сигнала 27 (РФВЧК1) и 28 (РФВЧК2) (фиг. 2); 17 (БП2) - с датчиками тока 21 (ДТ1) и 24 (ДТ2); 18 (БП3) - с формирователем импульсов перехода промышленного тока от отрицательных мгновенных значений к положительным 29 (ФИП1) (фиг. 1), с формирователями импульсов перехода промышленного тока от отрицательных мгновенных значений к положительным 29 (ФИП1) и 30 (ФИП2) (фиг. 2); 19 (БП4) - с блоком выявления КЗ на участке 37 (ВКЗ1), резонансным высокочастотным фильтром кодированного сигнала 59 (РВЧФК), фильтром запрета высокочастотной несущей кодированного сигнала 60 (ФЗВЧНК), устройством преобразования кодированного сигнала на высоковольтном потенциале 61 (ПКВНП) в сигнал на низковольтном потенциале земли (фиг. 1), также с блоками выявления КЗ на участке 37 (ВКЗ1) и 38 (ВКЗ2) (фиг. 2); 20 (БП5) - с источником кодированных сигналов 49 (ИКС1) (фиг. 1), с источниками кодированных сигналов 49 (ИКС1) и 50 (ИКС2) (фиг. 2).The rectification, stabilization and compensation schemes of the power supply unit 7 (BP) are connected respectively: 16 (BP1) - with a high-frequency resonant filter of the encoded signal 27 (RFFC1) (Fig. 1), high-frequency resonance filters of the encoded signal 27 (RFFC1) and 28 ( RFVCHK2) (Fig. 2); 17 (BP2) - with current sensors 21 (DT1) and 24 (DT2); 18 (BP3) - with a shaper of pulses of the transition of industrial current from negative instantaneous values to positive 29 (FIP1) (Fig. 1), with a shaper of pulses of the transition of industrial current from negative instantaneous values to positive 29 (FIP1) and 30 (FIP2) (Fig . 2); 19 (БП4) - with a short-circuit detection unit in section 37 (VKZ1), a resonant high-frequency filter of the encoded signal 59 (RVChFK), a filter for inhibiting the high-frequency carrier of the encoded signal 60 (FZVChNK), a device for converting the encoded signal at a high-voltage potential 61 (PCVNP) into a signal on the low-voltage potential of the earth (Fig. 1), also with short-circuit detection blocks in section 37 (VKZ1) and 38 (VKZ2) (Fig. 2); 20 (BP5) - with a source of encoded signals 49 (ИКС1) (Fig. 1), with sources of encoded signals 49 (ИКС1) and 50 (ИКС2) (Fig. 2).

Элементы и блоки схем фиг. 1 и 2 могут быть реализованы с использованием широко применяемых материалов, комплектующих компонентов, деталей и устройств.Elements and blocks of the circuits of FIG. 1 and 2 can be implemented using widely used materials, components, parts and devices.

Измерительные шунты 5 и 6 могут быть выполнены в виде П-образной конструкции из константана как малозависимого от температуры и с сечением, обеспечивающим длительный пропуск максимального рабочего тока линии и кратковременный пропуск максимального тока КЗ по линии. Для снижения инерционности (индуктивности) шунта расстояние между параллельными плечами конструкции должно быть минимально возможным, практически нулевым, что реально достигнуть, т.к. напряжения между выводами шунта не превысят 8-20 B при КЗ, а в рабочих условиях не превзойдут одного вольта.Measuring shunts 5 and 6 can be made in the form of a U-shaped design made of constantan as temperature-independent and with a cross section that ensures a long pass of the maximum operating current of the line and a short-term passage of the maximum short-circuit current through the line. To reduce the inertia (inductance) of the shunt, the distance between the parallel arms of the structure should be as small as possible, practically zero, which is realistic to achieve, because the voltage between the terminals of the shunt will not exceed 8-20 V during short-circuit, and under operating conditions they will not exceed one volt.

На элементной базе серии КР-1554 реализуются электронные схемы: выпрямления, стабилизации и компенсации блока питания 16 (БП1), 17 (БП2), 18 (БП3), 19 (БП4), 20 (БП5), датчиков тока 21 (ДТ1), 24 (ДТ2) резонансных фильтров высокой частоты кодированного сигнала 27 (РФВЧК1) и 28 (РФВЧК2), компараторов 31 (К1) и 32 (К2), формирователей ширины импульсов перехода промышленного тока от отрицательных мгновенных значений к положительным 33 (ФШИ1) и 34 (ФШИ2); генераторов заданной несущей частоты для каждого участка 35 (ГНЧ1), 36 (ГНЧ2); резонансных фильтров несущей частоты для каждого участка 39 (РФНЧ1), 40 (РФНЧ2); измерителей времени между импульсами перехода промышленного тока от отрицательных мгновенных значений к положительным 41 (ИВМИ1), 42 (ИВМИ2); блоков сравнения времени между импульсами перехода промышленного тока от отрицательных мгновенных значений к положительным с заданным минимальным временем 43 (БСИ1), 44 (БСИ2) и заданным максимальным временем 45 (БСА1), 46 (БСА2); двухвходовых комбинационных логических схем 47 (ИЛИ1), 48 (ИЛИ2), постоянных запоминающих устройств 51 (ПЗУ1), 52 (ПЗУ2); преобразователей параллельного кода в последовательный 53 (ППК1), 54 (ППК2); блоков модуляции 55 (БМ1), 56 (БМ2); генераторов несущей частоты кодированных сигналов 57 (ГНЧК1), 58 (ГНЧК2); резонансного высокочастотного фильтра кодированного сигнала 59 (РВЧФК); фильтра запрета высокочастотной несущей кодированного сигнала 60 (ФЗВЧНК); устройства преобразования кодированного сигнала на высоковольтном потенциале 61 (ПКВНП) в сигнал на низковольтном потенциале земли, дешифратора кодированного сигнала отключения выключателя 62 (ДКСО); дешифратора кодированного сигнала поврежденного участка и провода фазы линии 63 (ДКУЛ1).On the component base of the KR-1554 series, electronic circuits are implemented: rectification, stabilization and compensation of the power supply 16 (BP1), 17 (BP2), 18 (BP3), 19 (BP4), 20 (BP5), current sensors 21 (DT1), 24 (DT2) high-frequency resonance filters of the encoded signal 27 (RFVCHK1) and 28 (RFVCHK2), comparators 31 (K1) and 32 (K2), shapers of the pulse width of the industrial current from negative instantaneous values to positive 33 (FSH1) and 34 ( FSI2); generators of a given carrier frequency for each section 35 (LFO1), 36 (LFO2); resonant carrier-frequency filters for each section 39 (RFNCH1), 40 (RFNCH2); time meters between pulses of the transition of industrial current from negative instantaneous values to positive 41 (IVMI1), 42 (IVMI2); blocks comparing the time between pulses of the transition of an industrial current from negative instantaneous values to positive with a given minimum time of 43 (BSI1), 44 (BSI2) and a specified maximum time of 45 (BSI1), 46 (BSA2); two-input combinational logic circuits 47 (OR1), 48 (OR2), read-only memory 51 (ROM1), 52 (ROM2); converters of parallel code to serial 53 (PPK1), 54 (PPK2); modulation units 55 (BM1), 56 (BM2); generators of the carrier frequency of the encoded signals 57 (GNF1), 58 (GNF2); resonant high-pass filter of the encoded signal 59 (RVChFK); filter prohibition of the high-frequency carrier of the encoded signal 60 (HFPC); a device for converting a coded signal at a high voltage potential 61 (PCVNP) into a signal at a low voltage potential of the earth, a decoder of an encoded signal to turn off switch 62 (DKSO); the decoder of the encoded signal of the damaged section and the phase wire of line 63 (DKUL1).

Для надежной и безопасной от помех и атмосферных воздействий передачи кода с информацией на высоковольтном потенциале на потенциал у земли на концах линии осуществляется с помощью электронно-оптического преобразования кодированного сигнала, передачи по оптоволоконной жиле и обратного оптоэлектронного преобразования во внутреннем пространстве трубчатого изолятора. Для электронно-оптического преобразования на высоковольтном потенциале использовано электропитание с выхода преобразователя 19 (БП4) блока питания 7 (БП), а для оптоэлектронного преобразования на низковольтном потенциале - электропитание с выхода аккумуляторной батареи 64 (АБ).For reliable and safe from interference and atmospheric effects, the transmission of a code with information at a high voltage potential to the potential near the ground at the ends of the line is carried out by means of electron-optical conversion of the encoded signal, transmission via a fiber optic core and reverse optoelectronic conversion in the inner space of a tubular insulator. For the electron-optical conversion at the high voltage potential, the power supply from the output of the converter 19 (BP4) of the power supply unit 7 (BP) was used, and for the optoelectronic conversion at the low voltage potential, the power supply from the output of the battery 64 (AB) was used.

Функционирование схемы фиг. 1 и 2 возможно при обеспечении бесперебойного и надежного электропитания активных компонентов, что осуществляется через схемы выпрямления, стабилизации и компенсации 16 (БП1), 17 (БП2), 18 (БП3), 19 (БП4), 20 (БП5) блока питания 7 (БП) на прямом и противоположном концах каждого участка линии: 16 (БП1) - резонансных фильтров высокой частоты кодированного сигнала 27 (РФВЧК1) (фиг. 1) и 27 (РФВЧК1), 28 (РФВЧК2) (фиг. 2); 17 (БП2) - датчиков тока 21 (ДТ1) (фиг. 1) и 21 (ДТ1), 24 (ДТ2) (фиг. 2); 18 (БП3) - формирователей импульсов перехода промышленного тока от отрицательных мгновенных значений к положительным 29 (ФИП1) (фиг. 1) и 29 (ФИП1), 30 (ФИП2) с входящими в их состав соответственно компараторов 31 (К1) и 32 (К2), формирователей ширины импульсов перехода 33 (ФШИ1) и 34 (ФШИ2) и генераторов несущей частоты 35 (ГНЧ1) и 36 (ГНЧ2); 19 (БП4) - блоков выявления КЗ на участке 37 (ВКЗ1) (фиг. 1) и 37 (ВКЗ1), 38 (ВКЗ2) (фиг. 2) с входящими в их состав резонансных фильтров заданной для каждого участка высокой частоты 39 (РФВЧ1) и 40 (РФВЧ2), измерителей времени между импульсами перехода промышленного тока от отрицательных мгновенных значений к положительным 41 (ИВМИ1) и 42 (ИВМИ2), блоков сравнения с минимальным заданным временем 43 (БСИ1) и максимальным заданным временем 45 (БСА1) и блоков сравнения с минимальным заданным временем 44 (БСИ2) и максимальным заданным временем 46 (БСА2), двухвходовых комбинационных схем 47 (ИЛИ1) и 48 (ИЛИ2), резонансного высокочастотного фильтра кодированного сигнала 59 (РВЧФК), фильтра запрета высокочастотной несущей кодированного сигнала 60 (ФЗВЧНК), высоковольтную часть устройства преобразования кодированного сигнала на высоковольтном потенциале 61 (ПКВНП) в сигнал на низковольтном потенциале земли; 20 (БП5) - источников кодированных сигналов 49 (ИКС1) (фиг. 1) и 49 (ИКС1), 50 (ИКС2) (фиг. 2) с входящими в них постоянных запоминающих устройств 51 (ПЗУ1) и 52 (ПЗУ2), преобразователей параллельного кода в последовательный 53 (ППК1) и 54 (ППК2), блоков модуляции 55 (БМ1) и 56 (БМ2), генераторов несущей частоты кодированных сигналов 57 (ГНЧК1) и 58 (ГНЧК2). Аккумуляторная батарея 64 (АБ) обеспечивает питание на низковольтном потенциале дешифратора 62 (ДКСО) кодированного сигнала в потенциальный сигнал отключения выключателя на конце линии, дешифратора 63 (ДКУЛ1) кодированного сигнала в обозначения поврежденного участка и провода однопроводной фазы линии и низковольтную часть устройства преобразования кодированного сигнала на высоковольтном потенциале 61 (ПКВНП) в сигнал на низковольтном потенциале земли.The operation of the circuit of FIG. 1 and 2 is possible while ensuring uninterrupted and reliable power supply of the active components, which is done through rectification, stabilization and compensation schemes 16 (BP1), 17 (BP2), 18 (BP3), 19 (BP4), 20 (BP5) of the power supply 7 ( BP) at the direct and opposite ends of each section of the line: 16 (BP1) - high-frequency resonant filters of the encoded signal 27 (RFVCHK1) (Fig. 1) and 27 (RFVChK1), 28 (RFVCHK2) (Fig. 2); 17 (BP2) - current sensors 21 (DT1) (Fig. 1) and 21 (DT1), 24 (DT2) (Fig. 2); 18 (BP3) - pulse shapers of the transition of industrial current from negative instantaneous values to positive 29 (FIP1) (Fig. 1) and 29 (FIP1), 30 (FIP2) with their comparators 31 (K1) and 32 (K2, respectively) ), formers of the width of the transition pulses 33 (FSI1) and 34 (FSI2) and carriers of the carrier frequency 35 (LF1) and 36 (LF2); 19 (BP4) - short-circuit detection blocks in section 37 (VKZ1) (Fig. 1) and 37 (VKZ1), 38 (VKZ2) (Fig. 2) with the resonant filters included in their composition given for each section of high frequency 39 (RFHF1 ) and 40 (RFHF2), time meters between pulses of the transition of industrial current from negative instantaneous values to positive 41 (IVMI1) and 42 (IVMI2), comparison blocks with a minimum set time of 43 (BSI1) and a maximum set time of 45 (BSI1) and blocks comparison with a minimum set time of 44 (BSI2) and a maximum set time of 46 (BSI2), two-input combinations ionic circuits 47 (OR1) and 48 (OR2), a resonant high-frequency encoded signal filter 59 (RVCHFK), a high-frequency encoder signal inhibit filter 60 (HFPC), the high-voltage part of the device for converting the encoded signal at high voltage potential 61 (PCVNP) into a signal at low voltage land potential; 20 (BP5) - sources of encoded signals 49 (ИКС1) (Fig. 1) and 49 (ИКС1), 50 (ИКС2) (Fig. 2) with their constants 51 (ROM1) and 52 (ROM2), converters parallel code in serial 53 (PPK1) and 54 (PPK2), modulation units 55 (BM1) and 56 (BM2), carrier frequency generators of encoded signals 57 (GNF1) and 58 (GNF2). The rechargeable battery 64 (AB) provides power at the low-voltage potential of the encoder decoder 62 (DKSO) to the potential switch-off signal at the end of the line, the encoder decoder 63 (DKUL1) to designate the damaged section and wires of the single-wire phase of the line and the low-voltage part of the encoder signal conversion device at high voltage potential 61 (PCVNP) into a signal at low voltage potential of the earth.

Работа предложенной реализации на фиг. 1 и 2 схемы системы релейной защиты линии по заявленному способу подразделяется на два этапа: выявление отсутствия или факта КЗ на каждом головном 1 или промежуточном 2 участке линии и передача информации о повреждении на любом из участков в виде кодированных сигналов на головные участки, расположенные на концах линии, для отключения выключателей и сообщения обслуживающему персоналу о месте и характере повреждения. Отсутствие и выявление факта КЗ на участке и передача кодированного сигнала осуществляется без какого-либо дополнительного независимого канала, а по проводам линии, что может быть реализовано на разных высоких несущих частотах в диапазоне 20-500 кГц, используемом для передачи по проводам линий в высокочастотных релейных защитах и автоматике.The operation of the proposed implementation in FIG. 1 and 2 of the circuit protection system of the line according to the claimed method is divided into two stages: detecting the absence or fact of short circuit on each head 1 or intermediate 2 section of the line and transmitting information about the damage in any of the sections in the form of encoded signals to the head sections located at the ends lines, for opening circuit breakers and informing maintenance personnel about the location and nature of the damage. The absence and detection of the short-circuit in the section and the transmission of the encoded signal is carried out without any additional independent channel, but via the wire of the line, which can be implemented at different high carrier frequencies in the range of 20-500 kHz, used for transmission of wire lines in high-frequency relay protection and automation.

Импульсы кодированного сигнала поврежденного участка должны быть заполнены одной и той же несущей частотой для любого участка, т.к. целесообразен переприем кодированного сигнала для снижения его затухания на каждом неповрежденном участке. В связи с нецелесообразностью заградительно-частотных средств между участками с целью устранения влияния сигналов разных участков друг на друга необходимо на участках для выявления или отсутствия КЗ на них использовать разные несущие частоты, отличающиеся от несущей частоты кодированного сигнала. Для длин участков в пределах до 10 км уже достаточно последовательно чередующихся трех частот, при которых обеспечивается достаточное затухание частоты рассматриваемого участка, одинаковой с частотой удаленного участка по крайней мере на длине двух участков.The pulses of the encoded signal of the damaged section must be filled with the same carrier frequency for any section, because it is advisable to receive the encoded signal to reduce its attenuation in each undamaged area. Due to the inappropriateness of the protective-frequency means between the sections in order to eliminate the influence of the signals of different sections on each other, it is necessary to use different carrier frequencies different from the carrier frequency of the encoded signal in order to detect or not short-circuit them. For the lengths of the sections within 10 km, three frequencies successively alternating are already sufficient, at which a sufficient attenuation of the frequency of the considered section is ensured, which is identical with the frequency of the remote section at least over the length of two sections.

Выявление отсутствия или наличия факта КЗ на каждом головном 1 или промежуточном 2 участке линии демонстрируется на фиг. 3 и 4, на которых соответственно представлена упрощенная схема защиты головного участка линии при отсутствии и наличии КЗ на нем, обозначенная как а). Отсутствие и наличие КЗ подтверждается направлениями и осциллограммами - б) и в) на фиг. 3, б) на фиг. 4 - токов i₁, и i₂ через силовые измерительные шунты 5 и 6 на концах провода фазы головного участка 1. Сигналы токов снимаются в виде падений напряжений с выводов безынерционных силовых измерительных шунтов 5 и 6 датчиками тока на концах участка соответственно 21 (ДТ1) и 24 (ДТ2) и подаются на формирователи импульсов 29 (ФИП1) и 30 (ФИП2) перехода промышленного тока от отрицательных мгновенных значений к положительным. Полученные импульсы высокочастотных (ВЧ) колебаний вводятся в силовой провод фазы участка 1 через выводы силовых измерительных шунтов 5 и 6. В составе формирователей импульсов 29 (ФИП1) и 30 (ФИП2) (фиг. 1 и 2) импульсы образуются путем переключения компараторов 31 (К1) и 32 (К2) при переходе промышленного тока от отрицательных мгновенных значений к положительным в течение времени, определяемого формирователями ширины данных импульсов в виде элементов выдержки времени на возврат. В течение выдержки времени на возврат формирователей ширины импульсов 33 (ФШИ1) и 34 (ФШИ2) генераторы несущей частоты 35 (ГНЧ1) и 36 (ГНЧ2) на концах участка 1 посылают высокочастотный (ВЧ) сигнал, формирующий данные импульсы перехода промышленного тока от отрицательных мгновенных значений к положительным. Импульсы ВЧ колебаний, формируемые на одном и другом концах участка 1, практически мгновенно распространяются по длине участка. Поэтому на противоположном конце участка импульсы ВЧ колебаний будут также, но с уменьшенной амплитудой, определяемой затуханием сигнала на протяжении длины участка. На фиг. 3 и 4 показаны также мгновенные значения промышленных токов (осциллограммы) и формируемых импульсов при переходе от отрицательных к положительным значениям промышленных токов i₁ на прямом конце участка (сплошные кривые) и i₂ на противоположном конце (пунктирные кривые), причем на фиг. 3б) - для сквозных синусоидальных токов рабочих и ненормальных режимов, включая внешнее установившееся КЗ, на фиг. 3в) - для переходных токов при КЗ за пределами головного участка, а на фиг. 4б) - для переходных токов при КЗ на данном участке.The detection of the absence or presence of a short-circuit in each head 1 or intermediate 2 section of the line is shown in FIG. 3 and 4, which respectively show a simplified protection scheme for the head section of the line in the absence and presence of a fault on it, designated as a). The absence and presence of short-circuit is confirmed by the directions and waveforms - b) and c) in FIG. 3b) in FIG. 4 - currents i ₁ and i ₂ through power measuring shunts 5 and 6 at the ends of the phase wire of the head section 1. Current signals are recorded as voltage drops from the terminals of inertia-free power measuring shunts 5 and 6 by current sensors at the ends of the section, respectively 21 (ДТ1) and 24 (DT2) and are supplied to pulse shapers 29 (FIP1) and 30 (FIP2) of the industrial current transition from negative instantaneous values to positive ones. The obtained pulses of high-frequency (HF) oscillations are introduced into the power wire of the phase 1 phase through the terminals of the power measuring shunts 5 and 6. As part of the pulse shapers 29 (FIP1) and 30 (FIP2) (Fig. 1 and 2), the pulses are generated by switching the comparators 31 ( K1) and 32 (K2) during the transition of the industrial current from negative instantaneous values to positive during the time determined by the formers of the width of these pulses in the form of delay time for return. During the time delay for the return of the pulse width formers 33 (FSI1) and 34 (FSI2), the carrier frequency generators 35 (LF1) and 36 (LF2) at the ends of section 1 send a high-frequency (HF) signal forming these industrial current transition pulses from negative instantaneous values to positive. The pulses of HF oscillations generated at one and the other ends of section 1, almost instantly propagate along the length of the section. Therefore, at the opposite end of the section, the pulses of HF oscillations will also be, but with a reduced amplitude, determined by the attenuation of the signal over the length of the section. In FIG. Figures 3 and 4 also show the instantaneous values of industrial currents (waveforms) and generated pulses during the transition from negative to positive values of industrial currents i ₁ at the straight end of the section (solid curves) and i ₂ at the opposite end (dashed curves), and in FIG. 3b) - for through sinusoidal currents of operating and abnormal modes, including an external steady-state short-circuit, in FIG. 3c) - for transient currents during short circuit outside the head section, and in FIG. 4b) - for transient currents during short-circuit in this section.

Как показывает анализ осциллограмм и импульсов на фиг. 3 и 4, заполненных несущей частотой участка, при переходе промышленного тока от отрицательных значений к положительным на обоих концах участка и замеряемых на прямом его конце, время между импульсами от разных концов участка может меняться от полупериода 10 мс при синусоидальных сквозных токах рабочих, асинхронных и неполнофазных режимов, установившихся внешних КЗ (фиг. 3б), а при переходных процессах внешнего КЗ кратковременно увеличиваться до величин, больших 10 мс (фиг. 3в), или уменьшаться до величин, меньших 10 мс (случай не представлен), в зависимости от характера переходного процесса, а также обязательно снижается практически до нуля при внутреннем КЗ (фиг. 4б). В зависимости от характера переходного процесса возможны кратковременные замедления снижения времени между импульсами от 10 мс и даже увеличения за пределы 10 мс с последующим снижением. Характер переходного процесса определяется схемными параметрами сети, конструкторскими параметрами динамических элементов, местом КЗ, временными моментами КЗ, затуханием свободных составляющих переходных электромагнитных процессов и др.As the analysis of the waveforms and pulses in FIG. 3 and 4, filled with the carrier frequency of the section, when the industrial current passes from negative to positive values at both ends of the section and measured at its straight end, the time between pulses from different ends of the section can vary from a half-cycle of 10 ms for sinusoidal through currents of working, asynchronous and out-of-phase modes established by external faults (Fig. 3b), and during transients of external faults, increase briefly to values greater than 10 ms (Fig. 3c), or decrease to values less than 10 ms (case not shown), in depending on the nature of the transition, and also necessarily decreases practically to zero when the internal short circuit (Fig. 4b). Depending on the nature of the transient process, short-term slowdowns in reducing the time between pulses from 10 ms and even increasing beyond 10 ms with a subsequent decrease are possible. The nature of the transition process is determined by the circuit parameters of the network, the design parameters of the dynamic elements, the location of the short circuit, the temporary moments of the short circuit, the attenuation of the free components of the transient electromagnetic processes, etc.

Анализ схемно-конструкторских параметров сети и свободных составляющих в данных переходных процессах показывает, что время t между импульсами перехода значений промышленных токов от отрицательных к положительным значениям на прямом (сплошной импульс на фиг. 3 и 4) и противоположном i₂ (пунктирный импульс на фиг. 3 и 4) концах участка при синусоидальном их характере (рабочие и ненормальные режимы, установившиеся КЗ за пределами контролируемого участка) жестко предопределено значением полупериода 10 мс, а при КЗ на защищаемом участке стремится к нулю. В переходных процессах данное время при внутренних КЗ в целом уменьшается до нуля, а при внешних КЗ стремится к 10 мс. Но в обоих случаях точки перехода промышленного тока от отрицательных к положительным значениям генерируемые в эти моменты импульсы несущей частоты на концах участка и замеряемое время t между импульсами кратковременно могут отклоняться от 10 мс доаварийных синусоидальных режимов в ту и другую сторону, что вызвано свободными составляющими токов, а затем стремиться к нулевому значению при внутреннем КЗ или к 10 мс при внешнем КЗ.An analysis of the circuit design parameters of the network and the free components in these transients shows that the time t between the pulses of the transition of the values of industrial currents from negative to positive values on the forward (solid pulse in Figs. 3 and 4) and the opposite i ₂ (dashed pulse in Fig. . 3 and 4) the ends of the section with their sinusoidal nature (operating and abnormal modes established by the SC outside the controlled section) are rigidly predetermined by the half-cycle value of 10 ms, and during the short circuit in the protected section it tends to to zero. In transients, this time with internal faults as a whole decreases to zero, and with external faults it tends to 10 ms. But in both cases, the points of transition of the industrial current from negative to positive values generated at these moments, the carrier frequency pulses at the ends of the section and the measured time t between pulses can for a short time deviate from 10 ms of pre-emergency sinusoidal modes in either direction, which is caused by free components of the currents, and then strive for a value of zero with an internal fault or with 10 ms with an external fault.

Оценка случайного характера параметров сети и свободных составляющих в переходных процессах приводит к заключению, что время t между импульсами перехода промышленного тока на концах защищаемого участка при КЗ в динамике переходного процесса распределено в диапазоне не менее 5 мс относительно жесткого доаварийного значения, равного 10 мс. Для гарантии отстройки от внешнего КЗ случайный размах относительно 10 мс увеличен до 7 мс в ту и другую стороны и уставки приняты так, чтобы в диапазоне (3, 17) мс обнаружения КЗ исключалось, а срабатывание при КЗ на участке происходило при t<3 мс или при t>17 мс. Таким образом, в качестве уставок следует принять два значении 3 мс и 17 мс. Накопление при измерении текущего времени t между импульсом на прямом конце, где производится измерение, и импульсом с противоположного конца, который передается на прямой конец участка, не превышающее 3 мс или превышающее 17 мс, следует использовать для запуска источников кодированного сигнала 49 (ИКС1) и 50 (ИКС2) с информацией о повреждении участка и сразу же обнулять, чтобы следующий цикл накопления времени между импульсами на прямом и противоположном концах участка в течение переходного процесса не зависел и не искажался от накопления предшествующего цикла. Измерение времени необходимо начинать с большого импульса, который формируется аппаратурой на конце участка, где производится измерение времени t и который подвержен затуханию при передаче на противоположный конец участка. При КЗ на участке передача импульса с противоположного на прямой весьма затруднена, т.к. к затуханию здорового провода добавляется затухание, обусловленное прохождением импульса противоположного конца через место КЗ, которое оценивается в среднем в 22 дБ. Поэтому не исключено, что импульс с противоположного конца участка через место КЗ будет настолько ослаблен, что не будет воспринят на прямом конце, и, следовательно, накопление времени t будет продолжено до 17 мс, а далее будет идентифицировано как КЗ на участке и поэтому будут запущены источники кодированного сигнала 49 (ИКС1) и 50 (ИКС2) о поврежденном участке. То есть если срабатывание за счет снижения замеряемого времени (меньшего 3 мс) будет пропущено из-за чрезмерного затухания величины импульса, передаваемого по проводу с противоположного конца защищаемого участка, срабатывание (идентификация КЗ на участке) произойдет позже за счет превышения временем t 17 мс. Если КЗ на участке нет, то время t между импульсами прямого и противоположного концов участка будет равно 10 мс, которое входит в диапазон отсутствия КЗ на участке.Evaluation of the random nature of the network parameters and free components in transients leads to the conclusion that the time t between the industrial current transfer pulses at the ends of the protected section during short-circuit in the transient dynamics is distributed in the range of at least 5 ms relative to the hard pre-emergency value of 10 ms. To guarantee detuning from an external fault, a random span of about 10 ms is increased to 7 ms in both directions and the settings are made so that in the range (3, 17) ms the detection of faults is excluded, and operation during faults in the section occurs at t <3 ms or at t> 17 ms. Thus, two values of 3 ms and 17 ms should be taken as settings. Accumulation when measuring the current time t between the pulse at the straight end where the measurement is made and the pulse from the opposite end, which is transmitted to the straight end of the section, not exceeding 3 ms or exceeding 17 ms, should be used to start the sources of encoded signal 49 (ИКС1) and 50 (ИКС2) with information about the damage to the site and immediately reset to zero so that the next cycle of time accumulation between pulses at the direct and opposite ends of the site during the transition process does not depend and is not distorted from the accumulation of previous cycle. The measurement of time must begin with a large pulse, which is formed by the equipment at the end of the section, where time t is measured and which is subject to attenuation when transmitted to the opposite end of the section. With short circuit in the section, the transfer of the pulse from the opposite to the straight line is very difficult, because to the attenuation of a healthy wire, attenuation is added, due to the passage of the pulse of the opposite end through the SC location, which is estimated at an average of 22 dB. Therefore, it is possible that the impulse from the opposite end of the section through the fault location will be so weakened that it will not be perceived at the forward end, and therefore, the accumulation of time t will continue to 17 ms, and then it will be identified as a fault in the section and therefore will be started sources of encoded signal 49 (IKS1) and 50 (IKS2) about the damaged area. That is, if the operation due to the reduction in the measured time (less than 3 ms) is skipped due to excessive attenuation of the pulse transmitted through the wire from the opposite end of the protected area, the operation (short circuit identification in the area) will occur later due to the excess of time t 17 ms. If there is no short circuit in the section, then the time t between the pulses of the direct and opposite ends of the section will be 10 ms, which is included in the range of the absence of short circuit in the section.

Выявление повреждения на участке состоит не только в описанном формировании высокочастотных импульсов в моменты перехода промышленного тока от отрицательных к положительным значениям на концах каждого участка и внедрении этих импульсов в провода, но также в восприятии импульсов своего и противоположного концов участка с проводов на каждом конце участка, измерении времени между импульсами, сравнении этого времени с уставками 3 и 17 мс и выработки сигналов запуска источников кодированного сигнала 49 (ИКС1) и 50 (ИКС2) с информацией о поврежденном участке. Данный этап функционирования осуществляется (фиг. 1 и 2) на каждом конце участка с помощью соответственно измерительных шунтов 5 и 6, с выводов которых датчики 21 (ДТ1) и 24 (ДТ2) снимают сигналы и передают на блоки выявления КЗ на участке 37 (ВКЗ1) и 38 (ВКЗ2). В составе последних сигналы обрабатываются резонансными фильтрами заданной для каждого участка высокой частоты 39 (РФВЧ1) и 40 (РФВЧ2), выявляющих в составе выходного сигнала датчиков 21 (ДТ1) и 24 (ДТ2) высокочастотные импульсы перехода промышленного тока от отрицательных мгновенных значений к положительным на прямом и противоположных концах участка. Высокочастотные (ВЧ) импульсы перехода промышленного тока от отрицательных мгновенных значений к положительным поступают на входы измерителей времени между указанными импульсами на головном конце участка 41 (ИВМИ1) и на противоположном конце 42 (ИВМИ2), которые обеспечивают измерение времени между большим ВЧ импульсом своего (прямого) конца участка и ВЧ импульсом противоположного конца, сниженным по величине из-за затухания передачи по проводу: приемлемого при отсутствии КЗ и сильного снижения при наличии КЗ на проводе. Сигнал измеренного времени t в виде электрического сигнала с выходов 41 (ИВМИ1) и 42 (ИВМИ2) поступает соответственно на элементы сравнения 43 (БСИ1) и 45 (БСА1) и 44 (БСИ2) и 46 (БСА2), которые сопоставляют измеренное время t с уставками: минимальной 3 мс в элементах сравнения 43 (БСИ1) и 44 (БСИ2) и максимальной 17 мс в элементах сравнения 45 (БСА1) и 46 (БСА2). Если измеренное время t между импульсами на одном конце окажется меньше 3 мс или больше 17 мс, т.е. t<3 мс или t>17 мс, то блоки сравнения 43 (БСИ1) и 45 (БСА1) выдают логический сигнал единицы на двухвходовую комбинационную схему 47 (ИЛИ1). Аналогично, если измеренное время (между импульсами на другом (противоположном) конце окажется меньше 3 мс или больше 17 мс, т.е. t<3 мс или t>17 мс, то блоки сравнения 44 (БСИ2) и 46 (БСА2) выдают логические сигналы единицы на двухвходовую комбинационную схему 48 (ИЛИ2). Логические сигналы с выходов комбинационных схем 47 (ИЛИ1) и 48 (ИЛИ2) запускают соответственно источники кодированного сигнала 49 (ИКС1) и 50 (ИКС2) с информацией о поврежденном участке. При 3 мс<t<17 мс блоки сравнения 43 (БСИ1) и 45 (БСА1) и 44 (БСИ2) и 46 (БСА2) не выдают логические сигналы единицы (рабочие, неполнофазные, асинхронные режимы, внешние КЗ относительно защищаемого участка) на двухвходовые комбинационные схемы 47 (ИЛИ1) и 48 (ИЛИ2) и последние не запускают источники кодированных сигналов 49 (ИКС1) и 50 (ИКС2). Сразу после достижения 17 мс и небольшого запаса для выполнения функций блоками 45 (БСА1), 47 (ИЛИ1) и 46 (БСА2), 48 (ИЛИ2) измерители времени 41 (ИВМИ1) и 42 (ИВМИ2) обнуляются и подготавливаются к следующему циклу переходного процесса, начиная с перехода силового тока от отрицательных к положительным значениям и накопления измерителями времени 41 (ИВМИ1) и 42 (ИВМИ2) сигнала в пределах заданных времен 3 и 17 мс.Detection of damage on the site consists not only in the described formation of high-frequency pulses at the moments of the transition of the industrial current from negative to positive values at the ends of each section and the introduction of these pulses into the wires, but also in the perception of pulses from its and opposite ends of the section from the wires at each end of the section, measuring the time between pulses, comparing this time with the settings of 3 and 17 ms and generating the triggering signals for the sources of the encoded signal 49 (ИКС1) and 50 (ИКС2) with information about damage nn site. This stage of operation is carried out (Fig. 1 and 2) at each end of the section using measuring shunts 5 and 6, respectively, from the terminals of which the sensors 21 (DT1) and 24 (DT2) pick up signals and transmit them to the short-circuit detection units in section 37 (VKZ1 ) and 38 (VKZ2). As part of the latter, the signals are processed by resonant filters of a given high frequency section 39 (RFHF1) and 40 (RFHF2), which detect high-frequency pulses of the industrial current transition from negative instantaneous values to positive on the output signal of sensors 21 (DT1) and 24 (DT2) direct and opposite ends of the plot. High-frequency (HF) pulses of the transition of industrial current from negative instantaneous values to positive are fed to the inputs of time meters between the indicated pulses at the head end of section 41 (IVMI1) and at the opposite end 42 (IVMI2), which provide a measure of the time between a large RF pulse of its (direct ) the end of the section and the RF pulse of the opposite end, reduced in value due to the attenuation of transmission by wire: acceptable in the absence of short circuit and a strong decrease in the presence of short circuit on the wire. The signal of the measured time t in the form of an electrical signal from the outputs 41 (IVMI1) and 42 (IVMI2) is supplied to the comparison elements 43 (BSI1) and 45 (BSA1) and 44 (BSI2) and 46 (BSA2), respectively, which compare the measured time t with settings: minimum 3 ms in comparison elements 43 (BSI1) and 44 (BSI2) and maximum 17 ms in comparison elements 45 (BSI1) and 46 (BSA2). If the measured time t between pulses at one end is less than 3 ms or more than 17 ms, i.e. t <3 ms or t> 17 ms, then the comparison blocks 43 (BSI1) and 45 (BSA1) give the unit logic signal to the two-input combinational circuit 47 (OR1). Similarly, if the measured time (between pulses at the other (opposite) end is less than 3 ms or more than 17 ms, i.e. t <3 ms or t> 17 ms, then the comparison blocks 44 (BSI2) and 46 (BSA2) give logical signals of the unit to the two-input combinational circuit 48 (OR2). Logical signals from the outputs of the combinational circuits 47 (OR1) and 48 (OR2) trigger respectively the encoded signal sources 49 (ИКС1) and 50 (ИКС2) with information about the damaged area. <t <17 ms, the comparison blocks 43 (BSI1) and 45 (BSI1) and 44 (BSI2) and 46 (BSA2) do not give logical unit signals (operating, out-of-phase, asynchronous modes, external faults relative to the protected area) to two-input combinational circuits 47 (OR1) and 48 (OR2) and the latter do not start sources of encoded signals 49 (ИКС1) and 50 (ИКС2). Immediately after reaching 17 ms and a small margin for functions performed by units 45 (BSA1), 47 (OR1) and 46 (BSA2), 48 (OR2) time meters 41 (IVMI1) and 42 (IVMI2) are reset and prepared for the next cycle of the transition process, starting from the transition of the power current from negative to positive values and accumulation by time meters 41 ( IWMI1) and 42 (IWMI2) signals within specified times of 3 and 17 ms.

Второй этап работы схемы по предлагаемому способу осуществляется параллельно с первым и связан с функционированием на концах каждого участка линии источников кодированных сигналов 49 (ИКС1) и 50 (ИКС2), формирующих коды наличия КЗ на контролируемом участке, которые передаются на концы линии для ее отключения. Формирование кодированных сигналов источниками 49 (ИКС1) и 50 (ИКС2) осуществляется следующим образом. Единичные логические сигналы с выходов логических комбинационных схем 47 (ИЛИ1) и 48 (ИЛИ2) при КЗ на участке запускают соответственно постоянные запоминающие устройства 51 (ПЗУ1) и 52 (ПЗУ2), в которых записан цифровой код номеров (обозначений) самой линии, ее участка и замкнувшегося провода фазы линии. Параллельные коды 51 (ПЗУ1) и 52 (ПЗУ2) через преобразователи параллельного кода в последовательный 53 (ППК1) и 54 (ППК2) преобразуются в последовательные коды и подаются на один из входов блоков модуляции 55 (БМ1) и 56 (БМ2), на другой вход которых поступают выходные напряжения генераторов несущей высокой частоты 57 (ГНЧК1) и 58 (ГНЧК2). Данные напряжения модулируются импульсами последовательных кодов преобразователей 53 (ППК1) и 54 (ППК2), поэтому на выходах блоков модуляции 55 (БМ1) и 56 (БМ2) образуются импульсы последовательных кодов, заполненных колебаниями несущей частоты кодов, или кодированный сигнал. Этот сигнал через выводы измерительных шунтов 6 и 5 на концах участка вводится в замкнувшийся высоковольтный провод линии, ослабленный местом КЗ на проводе, но который должен быть передан на концы линии, чтобы отключить КЗ. Уже на концах поврежденного участка, а на неповрежденных участках в направлении к концам линии тем более, кодированный сигнал с выводов измерительных шунтов через датчики тока 21 (ДТ1) и 24 (ДТ2) поступает в резонансные фильтры несущей частоты кодированного сигнала 27 (РФВЧК1) и 28 (РФВЧК2), обеспечивающие усиление и повторный ввод кодированного сигнала на концах каждого участка с целью его восстановления, снижения затухания при передаче на головные участки линии и обеспечения нормальной работы блоков на концах линии, осуществляющих использование кодированного сигнала для отключения линии и информации о месте повреждения. Датчик тока 24 (ДТ2) (фиг. 1), снимающий кодированный сигнал поврежденного участка на несущей частоте с выхода последнего силового измерительного шунта 5 на конце линии (прямом конце головного участка), подает его на вход резонансного высокочастотного фильтра кодированного сигнала 59 (РВЧФК), осуществляющего выделение несущей частоты импульсов кодированного сигнала с информацией о поврежденном участке линии. В результате на выходе фильтра 59 (РВЧФК) будут высокочастотные импульсы кода, которые после преобразования в фильтре запрета высокочастотной несущей кодированного сигнала 60 (ФЗВЧНК) на выходе этого фильтра предстают в виде огибающих бывших высокочастотных импульсов (кодов), которые находятся на высоковольтном потенциале замкнувшейся фазы (провода) с той же информацией, которая была в импульсах высокочастотного кодированного сигнала. Кодированный сигнал огибающих на высоковольтном потенциале преобразуется в устройстве преобразования кодированного сигнала на высоковольтном потенциале 61 (ПКВНП) в сигнал на низковольтном потенциале земли в тот же по содержащейся информации сигнал, но на низковольтном потенциале земли. Данный кодированный сигнал огибающих на низковольтном потенциале с выхода устройства 61 (ПКВНП) подается на дешифратор 62 (ДКСО) кодированного сигнала в потенциальный сигнал отключения выключателя на данном конце линии и дешифратор 63 (ДКУЛ1) кодированного сигнала поврежденного участка и провода фазы. На выходе дешифратора 62 (ДКСО) вырабатывается потенциальный сигнал отключения выключателя, который поступает на выключатель 3, обеспечивая его отключение при повреждении какого-либо участка линии. На выходе дешифратора 63 (ДКУЛ1) кодированного сигнала поврежденного участка и провода фазы кодированный сигнал визуализируется в обозначения линии, ее поврежденного участка и провода фазы линии на этом участке для обслуживающего персонала.The second stage of operation of the circuit according to the proposed method is carried out in parallel with the first and is associated with the operation at the ends of each section of the line of sources of encoded signals 49 (ИКС1) and 50 (ИКС2), generating codes for the presence of short circuits in the controlled area, which are transmitted to the ends of the line to turn it off. The formation of encoded signals by sources 49 (IKS1) and 50 (IKS2) is as follows. Single logical signals from the outputs of logical combinational circuits 47 (OR1) and 48 (OR2) during short circuit in the section, respectively, start the permanent storage devices 51 (ROM1) and 52 (ROM2), in which the digital code of the numbers (symbols) of the line itself, its section is recorded and a closed line phase wire. Parallel codes 51 (ROM1) and 52 (ROM2) through converters of parallel code into serial 53 (PPK1) and 54 (PPK2) are converted into serial codes and fed to one of the inputs of modulation units 55 (BM1) and 56 (BM2), to the other the input of which receives the output voltage of the high-frequency carrier generators 57 (GNF1) and 58 (GNF2). These voltages are modulated by pulses of the serial codes of converters 53 (PPK1) and 54 (PPK2), therefore, pulses of sequential codes filled with oscillations of the carrier frequency of the codes, or an encoded signal, are generated at the outputs of modulation units 55 (BM1) and 56 (BM2). This signal through the conclusions of the measuring shunts 6 and 5 at the ends of the section is injected into the closed high-voltage wire of the line, weakened by the location of the short circuit on the wire, but which must be transmitted to the ends of the line to disconnect the short circuit. Already at the ends of the damaged section, and even on the undamaged sections towards the ends of the line, the encoded signal from the terminals of the measuring shunts through the current sensors 21 (DT1) and 24 (DT2) enters the resonant filters of the carrier frequency of the encoded signal 27 (RFFC1) and 28 (RFVCHK2), which provide amplification and re-input of the encoded signal at the ends of each section in order to restore it, reduce attenuation during transmission to the head sections of the line and ensure the normal operation of the blocks at the ends of the line that use An encoded signal for disconnecting the line and fault location information. The current sensor 24 (DT2) (Fig. 1), which takes the encoded signal of the damaged section at the carrier frequency from the output of the last power measuring shunt 5 at the end of the line (the direct end of the head section), feeds it to the input of the resonant high-pass filter of the encoded signal 59 (RVFFK) carrying out the selection of the carrier frequency of the pulses of the encoded signal with information about the damaged section of the line. As a result, the output of the filter 59 (RHFFC) will be high-frequency code pulses, which after converting the high-frequency carrier of the encoded signal 60 (HFPC) in the filter to the filter at the output of this filter appear in the form of envelopes of the former high-frequency pulses (codes) that are at the high-voltage potential of the closed phase (wires) with the same information that was in the pulses of the high-frequency encoded signal. The encoded envelope signal at the high voltage potential is converted into a device for converting the encoded signal at high voltage potential 61 (PCVNP) into a signal at the low voltage potential of the earth into the signal that is the same according to the information contained, but at the low voltage potential of the earth. This encoded envelope signal at a low voltage potential from the output of the device 61 (PCVNP) is supplied to the encoder decoder 62 (DKSO) to the potential switch disconnect signal at this end of the line and the encoder decoder 63 (DKUL1) of the encoded signal of the damaged section and phase wire. At the output of the decoder 62 (DKSO), a potential switch-off signal is generated, which is sent to switch 3, ensuring its shutdown when any section of the line is damaged. At the output of the decoder 63 (DKUL1) of the encoded signal of the damaged section and the phase wire, the encoded signal is visualized in the designation of the line, its damaged section and the phase wire of the line in this section for maintenance personnel.

Кодированный сигнал поврежденного участка на несущей частоте, отличной от частот для формирования импульсов перехода промышленного тока от отрицательных значений к положительным на концах участков, через выводы силовых измерительных шунтов 5 и 6 и датчики тока 21 (ДТ1) и 24 (ДТ2) на концах каждого участка поступает соответственно на входы резонансных фильтров несущей частоты кодированного сигнала 27 (РФВЧК1) и 28 (РФВЧК2), где усиливается на данной частоте и через выводы тех же силовых измерительных шунтов 5 и 6 вводится в здоровый провод каждого неповрежденного участка, замкнувшегося на некотором участке линии. Благодаря этому при передаче кодированного сигнала от поврежденного участка через неповрежденные участки на концы линии затухание этого сигнала компенсируется путем вноса энергии на несущей частоте на каждом участке.The encoded signal of the damaged section at a carrier frequency other than the frequencies for generating pulses of the transition of industrial current from negative to positive at the ends of the sections, through the terminals of the power measuring shunts 5 and 6 and current sensors 21 (DT1) and 24 (DT2) at the ends of each section enters the inputs of the resonant filters of the carrier frequency of the encoded signal 27 (RFVCHK1) and 28 (RFVCHK2), respectively, where it is amplified at a given frequency and, through the conclusions of the same power measuring shunts 5 and 6, is inserted into the healthy wire of each epovrezhdennogo portion, shutting in a line section. Due to this, when transmitting the encoded signal from the damaged section through the undamaged sections to the ends of the line, the attenuation of this signal is compensated by introducing energy at the carrier frequency in each section.

Таким образом, предлагаемый способ построения и настройки дифференциально-фазной релейной защиты линии позволяет достигнуть следующих качеств:Thus, the proposed method for constructing and adjusting the differential-phase relay protection of the line allows to achieve the following qualities:

1) обеспечить канал информационного обмена срабатываний комплектов защиты на концах каждого участка по силовым проводам линии, а посредством сравнения измеряемых времен с двумя заданными значениями выявить наличие КЗ на участке в пределах продолжительности до следующего перехода тока от отрицательных к положительным значениям;1) provide a channel for the information exchange of the response of the protection kits at the ends of each section along the power wires of the line, and by comparing the measured times with two preset values, detect the presence of a fault on the section within the duration until the next transition of the current from negative to positive values;

2) измерять первичные токи на участках линии с помощью безынерционных и линейных силовых шунтов, что существенно увеличивает точность контроля состояния участков и в целом линии, особенно в переходных процессах;2) measure the primary currents on the line sections using inertia-free and linear power shunts, which significantly increases the accuracy of monitoring the state of the sections and the line as a whole, especially in transients;

3) благодаря подразделению линии на участки и оснащению последних блоками электропитания на высоковольтных проводах сформировать переприем на несущей частоте кодированных сигналов при передаче их на головные участки на концах линии для отключения выключателей и обеспечить при этом компенсацию затухания высокочастотных импульсов кода, что позволяет не ограничивать длину линии для передачи кодированных сигналов о поврежденном участке на концы линии;3) by dividing the line into sections and equipping the latter with power supplies on the high-voltage wires, to formulate a reception on the carrier frequency of the encoded signals when they are transmitted to the head sections at the ends of the line to turn off the circuit breakers and provide compensation for the attenuation of high-frequency code pulses, which allows not to limit the line length to transmit encoded signals about the damaged area to the ends of the line;

4) в связи с тем, что информационный обмен между комплектами аппаратуры на концах участков линии осуществляется посредством передачи по проводам импульсами, заполненных высокой частотой, устранить влияние падения напряжения на проводах участков от протекания силовых токов, в том числе и токов КЗ, на измеряемые сигналы об этих токах на концах участков;4) due to the fact that the information exchange between sets of equipment at the ends of line sections is carried out by transmitting pulses of high frequency frequency over the wires, eliminate the influence of voltage drop on the sections wires from the flow of power currents, including short-circuit currents, on the measured signals about these currents at the ends of the plots;

5) вследствие использования фазного напряжения линии для блоков питания путем выделения части этого напряжения относительно потенциала проводов надежность и бесперебойность электропитания аппаратуры на проводах становятся более высокими и естественными, т.к. электропитание для аппаратуры не исчезнет, пока не будет отключена линия со всех ее концов.5) due to the use of the phase voltage of the line for power supplies by isolating part of this voltage relative to the potential of the wires, the reliability and uninterrupted power supply of the equipment on the wires become higher and more natural, because the power supply for the equipment will not disappear until the line is disconnected from all its ends.

Отличительной особенностью защит линий, построенных по заявленному дифференциально-фазному способу, является абсолютная схемно-конструкторская отстройка от любых рабочих, неполнофазных, асинхронных режимов, качаний, коммутаций в сети, видов КЗ. Для применения к конкретным линиям и сетям не требуется расчетов уставок и коэффициентов чувствительности, настроечных и наладочных работ. Благодаря подразделению линии на участки жестко определяется место КЗ, осуществляется переприем высокочастотного кодированного сигнала о поврежденном участке, что обеспечивает компенсацию затухания передаваемого данного сигнала, и, таким образом, качество защиты не зависит от длины защищаемых линий. Защита может быть применена для линий с любым количеством концов у линий, любых сетей, начиная от сверхвысоковольтных до распределительных, сетей электроснабжения, домовых и квартирных сетей. Во всех случаях защита одинаково быстродействующая. Для реализации защиты не требуются физические каналы электрического или информационного обмена, не требуется высоковольтного оборудования, в частности конденсаторов связи и трансформаторов тока.A distinctive feature of the protection of lines built according to the claimed differential-phase method is the absolute circuit design detuning from any working, in-phase, asynchronous modes, swings, switching in the network, types of short circuit. For application to specific lines and networks, calculations of settings and sensitivity coefficients, tuning and commissioning work are not required. Due to the division of the line into sections, the location of the short circuit is rigidly determined, the high-frequency encoded signal about the damaged section is received, which provides compensation for the attenuation of the transmitted signal, and thus, the quality of protection does not depend on the length of the protected lines. Protection can be applied to lines with any number of line ends, any networks, ranging from ultra-high voltage to distribution, power supply networks, house and apartment networks. In all cases, the protection is equally fast. To implement the protection, physical channels of electrical or information exchange are not required; high-voltage equipment, in particular communication capacitors and current transformers, is not required.

Claims

A method of constructing and tuning differential-phase relay protection of a line, which consists in transmitting a high-frequency carrier frequency through wires subdivided into double-end sections of the line, reveals damage in each section by measuring in each wire of each phase at the ends of each section of power currents in working, abnormal modes and in case of short circuits, upon the fact of a short circuit in the area, permanent memory devices are activated at its ends with the code of the designation (numbers) damaged of the given section, the protected line, its damaged phase and the last wires, they convert the parallel code into a serial one, use the pulses of a serial code to modulate the high-frequency oscillations of the generators of a given carrier frequency at the ends of the section and transmit the code pulses filled in this way with the carrier frequency to the ends of the damaged section, and then through the wires not damaged external sections relative to it - at all ends of the line, at each end section of the line measure the current of each power wire, from which With this signal, a high-frequency signal modulated by a serial code of the damaged part is isolated on the potential of the high-voltage wire, and then this code is filtered from the high-frequency carrier, the code is disconnected from the high voltage of the power wire, the damaged line and the damaged part, phase and wire are determined from the received code, and the line code is decrypted and the potential signal obtained in this way is used to turn off the switching devices of each end of the line; yes, to visualize the damaged section, phase and wire, when measuring at the high voltage potential of the power wires of the line, the power of the active measuring transducers and devices in each section is carried out from the electrical values of the AC sources with high voltage potential with a direct current output, characterized in that the primary currents at the ends of sections are carried out using inertia-free power measuring shunts, at the points of transition of instantaneous current from the negative For positive values, pulses are formed that are filled with oscillations of a different frequency compared to the carrier for the codes, measure the time between pulses and compare it with the first specified time less than the half-period of the industrial sinusoidal current, and with the second specified time, larger than the half-period of the industrial sinusoidal current, times lying between the first and second predetermined times, start the permanent storage device at the ends of the damaged area, another carrier frequency When generating pulses of the instantaneous industrial current transition from negative to positive values for each section of the line, they are set differently, the transmitted code pulses of the damaged section and the instantaneous current current transition pulses at the ends of each section of the line from negative to positive values are measured, isolated by the frequency-resonance path and amplified, the identified and reinforced code is embedded in the line wires at the locations of the measuring shunts at the ends of each section, the second output of the primary winding tr the power unit descriptor is connected via a high-voltage impedance to the ground point, and the ferromagnetic core of the transformer is connected to the high-voltage impedance potential.