RU534U1 - Устройство для дифференциально-фазной высокочастотной защиты линии электропередачи - Google Patents

Abstract

1. Устройство для дифференциально-фазной высокочастотной защиты линии электропередачи, содержащее орган сравнения фаз, вход которого предназначен для подключения к токовому выходу приемника ВЧ сигналов, релейный выходной блок, первый вход которого связан с выходом органа сравнения фаз, а второй вход предназначен для подключения к выходу пусковых органов защиты, отличающееся тем, что в него введен блок фиксации внешнего короткого замыкания, а релейный выходной блок снабжен дополнительным входом, при этом вход блока фиксации внешнего короткого замыкания включен последовательно с входом органа сравнения фаз, а выход блока фиксации внешнего короткого замыкания связан с дополнительным входом релейного выходного блока.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок фиксации внешнего короткого замыкания выполнен в виде последовательно соединенных входного оптронного ключа, элемента выдержки времени на возврат, элемента выдержки времени на срабатывание, элемента выдержки времени на возврат с инверсным выходом и подключенной к полюсу источника питания обмотки промежуточного реле, замыкающий контакт которого включен последовательно с обмоткой выходного реле между полюсами источника питания.

Description

Устройство для дифференциально-фазной высокочастотной защиты линии электропередачи. Область техники Полезная модель относится к области электротехники, в частности к релейной защите линий электропередачи. Предшествующий уровень Известно устройство для направленной высокочастотной (ВЧ) защитны линии электропередачи напряжением ПО-ЗЗОКВ IJ, Недостатком указанного устройства является невозможность без загрубления пусковых блокирующих органов защиты обеспечить их отстройку от р|0рмального режима на высоковольтных линиях (ВЛ), питающих тягой нагрузку. Загрубление пусковых блокирующих органов приводит к загрублению пусковых отключающих органов и Хотказу в срабатывании зшциты, что недопустимо. Известно устройство для дифференииально-фазной высокочастотной защиты линии электропередачи 1 -2 J . Это устройство, принятое за прототип, содержит орган сравнения фаз, вход которого предназначен для подк.шочения к токовому выходу приемника ВЧ сигналов, релейный выходной блок с двумя входами. Недостатком устройства - прототипа является то, что при его использовании возможно излишнее срабатывание защиты на неповрежденной ВЛ из-за переходного процесса ,

в сети и органе манипуляции защиты, Раскрытие полезной модели

Задачей настояп его предложения является создание устройства, способного повысить надежность работы защиты электроснабжения потребителей и устойчивость параллельной работы энергосистем путем предотвращения излишнего срабатывания защиты при отключении короткого замыкания (КЗ) на обходных связях.

Эта задача решается тем, что в устройство для дифференциально-фазной высокочастотной защиты линии электропередахш, содержащее орган сравнения фаз, вход которого предаазначен для подключения к токовому выходу приемника ВЧ сигналов и релейнв й выходной блок, первый вход которого связан

с выходом органа сравнения фаз, а второй вход предназначен для подключения к выходу пусковых органов введен- блок

фиксации внешнего короткого замыкания, а релейный выходной блок снабжен дополнительным входом, при этом вход блока

фиксации внешнего короткого замыкания включен последовавходом

тельно сХбргана сравнения фаз, а внход блока фиксации внешнего короткого замыкания связан с дополнительным входом релейного выходного блока.

Это позволяет предотвраяить излишнее отключение неповрежденной ВЛ при внешних КЗ на обходных связях. Полезная модель имеет развитие, касающееся наиболее предпочтительного выполнения блока фиксации внешнего КЗ в виде по

последовательно соединенных входного опронного ключа, элемента выдержки времени на возврат, элемента вьщержки времени на срабатывание , элемента вьщержки времени на возврат с инверсным выходом и обмотки реле, замыкающий контакт которого включен последовательно с обмоткой выходного реле блока.

Такое выполнение блока фиксации внепшего короткого замыкания позволяет повысить помехоустойчивость и снизить мощность, потребляемую устройством.

Перечень фигур чертежей.

Сущность полезной модели поясняется чертежами;, фиг. I - блок - схема предлагаемого устройства; Фиг. 2 - принципиальная схема .выполнения блока фиксации внешнего короткого замыкания,

Фиг. 3 - блок - схема устройства с принципиальным выполнением релейного выходного блока.

Сведения «подтвешдающие возможность осупт ствлйния полезной модели.

Устройство фиг. I содержит орган I сравнения фаз, вход 2 которого предназначен для подключения к токовому выходу приемника ВЧ сигналов , релейный вькодной блок 3, первый вход, 4, которого связан с выходом 5 органа I, а второй вход б предназначен для подключения к выходу пусковых органов защиты.

В устройство введен блок 7 фиксации внешнего короткого замыкания , вход 8 которого включен последовательно с входом 2 органа I, а выход 9 блока 7 связан с дополнительным входом 10 блока 3. / На фиг , 2 показано наиболее предпочтительное выполнение блока 7 в виде последовательно соединенных входного оптроМного ключа 11-элемента 12 вьщержки времени на возврат элемента 13 вьщержки времени на срабатывание элемента 14 вьщержки времени на возврат с инверсныгд выходом и обмотки /« i ffr i#«« « - 15 7реле замйкающий контакт 16 которого включен последовательно с обмоткой 17 выходного реле блока 7, При этом собственно орган I может быть выполнен, например, как в / 2 ( , а элементы 12,13,14 как в) 3J . Описание осуществления яред/гагаемо и полезной модели дается на примере устройства с вьшолнением релейного блока 3 в виде, представленном на фиг, 3 и известном, например, из 2 (т,е, в виде обмотки 18 выходного (для блока 3) реле . с замыкающимся контактоШЛ 19 л пбмрфки 20 реле подхвата С замыкающимся контактом 21, обмотки 22 промежуточного реле с замыкаюпщмся контактом 23, При этом йновь введенный блок 7 выпо,лняется по схеме фиг. 2, которая действует следующим образом. Режим I , В канале связи ийеется непрерывный ВЧ сигнал или ВЧ сигнал с паузами, длительность которых меньше угла блокировки защиты. Непрерывному ВЧ сигналу в канале связи соответствует отсутствие напряжения на входе 8, Напряжение логической едини11ы(1.,) с выхода ключа II через элемент 12 поступает на вход элемента 13, ЛЛСА 1

ВЧ сигналу с паузами, длительность которых меньше угла блокировки защиты, соответствует появление кратковременных импульсов напряжения на входе 8, а на выходе ключа II. -- кратковременного напряжения логического нуля(0 , длительность которого меньше вьщержки времени

на возврат элемента 12. На элементе 12 происходит расширение с т гнала логической единицы(, I ) с выхода ключа II до

непрерывного на. входе элемента 13. в любом из 2-х вышеуказанных случаев на вход элемента 13 поступает напряжение логической единицы (I), Элемент 13 фиксирует наличие длительного непрерывного напряжения логическойС), а элемент 14 запоминая наличие напряжения логической I на время порядка 40 мс, обеспечивает на своем инверсном выходе действие низкого уровня напряжения в течение указанных 40 мс. В результате реле с обмоткойсрабатъгеает и замыкает кон&.-акт 16, Это приводит к возбуждению обмотки 17

С НОИлииНКШ. К х- JJMiUULf (CiUI

и размыканию 1СоятшстстУ9 блока 7.

Режим 2, В канале связи имеется ВЧ сигнал с пауJ литeльнocть коюрых не меньше замйТУ угла блокировки защиты, или фиксируется отсутствие

ВЧ сигнала в канале связи.

ВЧ сигналу в канале связи с паузами длительность которых не меньше угла блокировки защиты, соответствует появление импульсов напряжения на входе 8, а на выходе ключа II импульсов логического нуля О, длительность которых бвльше ввдержки времени на возврат элемента 12,

//

Ha входе элемента 13 чередуются напряжения логического О, и I, причем длительность напряжения логической I меньше выдержки времени на срабатьгеание элемента с выхода элемента 13 на вход элемента 14 поступает напряжение логического О.

Отсутствию ВЧ сигнала в канале связи соответствует постоянное напряжение на входе 8, в результате напряжение логического О с выхода ключа II через элементы 12 ,13 подается на вход элемента 14,

То-есть в обоих случаях режима 2 на вход элемента 14 поступает напряжение логического О, при этом на инверсном выходе элемента 14 появляется напряжение высокого уровня,

8результате обмотка 15 остаемся обесточенной, контакт 16 разомкнут , обмотка 17 обесточена, а выходК}| К коптшст

9блока 7 замкнут.

Итак , состояние КОПТШЙРОВ 9 зависит от параметров ВЧ сигнала в канале связи, что позволяет с помощью контактов 9 соответствующим образом управлять работой выходного релейного блока 3,

Предлагаемое устройство в целом (фиг,3) устанавливается на обоих концах защищаемой ВЛ и с учетом вышеописанного действия собственно блока 7 работает . сле,цующим образом,

При отсутствии внешних и внутренних

Пусковые органы защиты не сработаны, ВЧ передатчик не запущен и ВЧ сигнал в канале связи отсутствует. Орган

I сравнения фаз не сработан, контакт 5 разомкнут. Коптсжт

9 блока 7 замкнут.

Цепь подахш плюса (+) источника питания на обмотки

18,20,22 не собрана. Контакт 19 разомкнут и сигнала на отключение нет.

Устройство для дифференциально-фазной высокочастотной защиты линии электропередачи находится в исходаом состоянии и готово к paj6oTe.

При внутренних КЗ

В зависимости от вида КЗ соответствующие пусковые органы защиты срабатывают на отключение и блокировку.

Происходит пуск БЧ передатчика,

В канале связи появляется ВЧ сигнал с паузами, длительность которых не меньше угла блокировки защиты; поэтому

контакт 9 блока 7 остается замкнут,

Срабатывает орган I , замыкается контакт 5 и через

вход б. замкнутый соотввтствуюшм выходныря контактом пусй- -лдх 1 й : /т-.

ковых органов, коптшс ЗиЭ плюс источника питания подается на обмотки 18,20,У

Срабатывает реле с обмоткой 18 и замыканием контакта 19 действует на цепи отключения выключателя,

Срабатьгеает реле с обмоткой 20 и замыканием контакт21 подхватывает пепь подачи + источника питания на обмотки 18,20,

Птэи внешних КЗ на смежной ВЛ

i@ 7Co5

f(HL€

ВЧ передат чика,

В канале связи появляется ВЧ сигнал с паузами, длительность которых меньше угла блокировки защиты,

Через входы 8 и 2 протекают короткие импульсы тока, длительность которых недостаточная для срабатывания органа I, Контакт 5 разомкнут . И даже в случае срабатывания соответствующих пусковых органов на отключение плюс источника питания не подается на выходное реле с обмоткой 18.

Отключение не происходит.

При внешних КЗ на обходных связях

Соответстврощие пусковые органы защиты срабатывают на блокироку и запускается ВЧ передатчик,

В канале связи появляется ВЧ сигнал с паузами, длительность которых меньше угла блокировки защиты. Через входы 8 и 2 протекают короткие импульсы тока, длительность которых недостаточная для срабатывания органа I. Коптшст 5 разомкнут.

Блок 7 фиксирует наличие ВЧ сигна та с паузами, длительность которых меньше угла блокировки задеты. В результате

КОПТШСТ 9 размыкается.

Вход б блока 3 при достаточном уровне тока КЗ может быть замкнут через выход пусковых органов захциты.

Как показывает опыт экспл|гаташ1И и теоретический анализ, при отключении внешнего КЗ на обходных связях из-за особенностей переходного прооесса в сети и органе манипуляции защиты, в ВЧ сигнале появляются паузы, длительность которых

не меньше угла блокировки защиты, что вызьгеает кратковременные

срабатывание органа I и замыкание коптшста 5

Плюс источника питания подается на обмотку 22 промежуточного реле, время срабатывания которого с коэффициентом запаса превьвпает время нахождения конфазста о в замкнутом

состоянии (орган I срабатывает кратковременно)

.ein

Контадт о размыкается раньше, чем промежуточные реле

с обмоткой 22 успевает сработать и подать V источника питания на выходное реле с обмоткой 18.

Излишнего отключения неповрежденной ВЛ не происходит. При внутреннем IQ, возникшем наряду с внешним КЗ на обходных

связях.

Как указано вьппе, «енфжкт 9 разомкнут. Плюс источника

питания через замкнутый вход 6, и коптшст 5 ср§,ботавшего . органа I подается на обмотку 22 промежуточного реле, замыканием контакта 23 которого плюс источника питания подается

н врбмотку 18 выходного реле. ЙРв KoiiTdicT 19 замыкает иепь отключения выключателя. Реле с обмоткой 20, срабатывая, подхватьгоает цепь подачи + источника питания на обмотки 18,20.

Промышленная применимость

По схеме фиг. I с выполнением блока 7 в соответствии с фиг.2 было собрано устройство для дифференциально-фазной высокочастотной защиты В,Я 110-220 кВ.

Проведенные лабораторные испытания и исследования на цифровой математической модели линии с защитой показали, что предлагаемое схемотехническое решение является эффективным средством борьбы с излишними срабатываниями дифференциально

Ш л

JZtf- fiCa fTMirj :.

фазной высокочастотной защиты ВЛ 110-500кВ при отключении КЗ на обходных связях.

При/ этом въшолнение блока 7 по схеме фиг.2 дополнительно позволяет повысить помехо устойчивость, благодаря гальванической развязке устройства защиты от приемопередатчика, и снизить энергопотребление, так как обеспечивает отсутствие тока через обмотки 15,17 электромагнитных реле в ждущем режиме,

Формула полезной модели

I. Устройство для дифференциально-фазной высокочастотной залщты линии электропередачи, содерисагдее орган сравнения фаз, вход которого предназначен для подключения к токово -гу выходу приемника ВЧ сигналов, релейный выходной блок, первый вход которого связан с выходом органа сравнения фаз, а второй вход предназначен для подключения к выходу пусковых органов защиты,

Отличающееся тем, что в него введен блок фиксации внешнего короткого замыкания, а релейный выходной блок снабжен дополнительным входом, при этом вход блока фиксапии внешнего короткого замыкания включен последовательно с входом органа сравнения фаз, а выход блока фиксации внешнего короткого замыкания связан с дополнительным входом релейного выходаого блока,

2.Устройство по п I, отличающееся тем, что блок фиксации внешнего короткого замыкания выполнен в виде последовательно соединенных входного опТронного ключа, элемента выдержки вреr m

Claims (2)

1. Устройство для дифференциально-фазной высокочастотной защиты линии электропередачи, содержащее орган сравнения фаз, вход которого предназначен для подключения к токовому выходу приемника ВЧ сигналов, релейный выходной блок, первый вход которого связан с выходом органа сравнения фаз, а второй вход предназначен для подключения к выходу пусковых органов защиты, отличающееся тем, что в него введен блок фиксации внешнего короткого замыкания, а релейный выходной блок снабжен дополнительным входом, при этом вход блока фиксации внешнего короткого замыкания включен последовательно с входом органа сравнения фаз, а выход блока фиксации внешнего короткого замыкания связан с дополнительным входом релейного выходного блока.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок фиксации внешнего короткого замыкания выполнен в виде последовательно соединенных входного оптронного ключа, элемента выдержки времени на возврат, элемента выдержки времени на срабатывание, элемента выдержки времени на возврат с инверсным выходом и подключенной к полюсу источника питания обмотки промежуточного реле, замыкающий контакт которого включен последовательно с обмоткой выходного реле между полюсами источника питания.