RU58810U1

RU58810U1 - SINGLE-SYSTEM REMOTE DIRECTED DIRECTIONAL PROTECTION

Info

Publication number: RU58810U1
Application number: RU2006122106/22U
Authority: RU
Inventors: Николай Ильич Овчаренко; Роман Владимирович Шитов
Priority date: 2006-06-22
Filing date: 2006-06-22
Publication date: 2006-11-27

Abstract

Полезная модель относится к области измерений и повысить надежность отключения линии при малых токах замыканиях на землю.Измерительный блок односистемной дистанционной направленной защиты содержит дистанционный измерительный орган 1, выполненный в виде двух идентичных первого 2 и второго 3 измерителей фазы, четыре идентичных первый 4, второй 5, третий 6 и четвертый 7 компараторы, первый 8 и второй 9 логические элементы ИЛИ, логический элемент И 10. Первые входы первого 2 и второго 3 измерителей фазы соединены между собой. Входы первого 4, второго 5 и третьего 6 компараторов соединены с выходом первого измерителя фазы 2, а вход четвертого компаратора 7 соединен с выходом второго измерителя фазы 3. Выход второго компараторов 5 и выход третьего компаратора 6 присоединены к входам первого логического элемента ИЛИ 8. Выход первого логического элемента ИЛИ 8 и выход четвертого компаратора 7 соединены с входами логического элемента И 10. Выход логического элемента И 10 и выход первого компаратора 4 присоединены к входам второго элемента ИЛИ 9. Второй вход первого измерителя фазы 2 образует второй вход измерительного блока, а второй вход второго измерителя фазы 3 является третьим входом измерительного блока. На первый вход блока подается напряжение, пропорциональное току нулевой последовательности. На второй и третий входы блока подаются напряжения, пропорциональные напряжениям фаз А и В, соответственно. Первый измеритель фазы 2 измеряет фазовый сдвиг между напряжением фазы А и током нулевой последовательности. Второй измеритель фазы 3 измеряет фазовый сдвиг между напряжением фазы В и током нулевой последовательности. 1 илл.The utility model relates to the field of measurements and to increase the reliability of line disconnection at low earth fault currents. The measuring unit of a single-system remote directional protection contains a remote measuring body 1 made in the form of two identical first 2 and second 3 phase meters, four identical to the first 4, second 5 , the third 6 and fourth 7 comparators, the first 8 and second 9 logical elements OR, logical element AND 10. The first inputs of the first 2 and second 3 phase meters are interconnected. The inputs of the first 4, second 5 and third 6 comparators are connected to the output of the first phase meter 2, and the input of the fourth comparator 7 is connected to the output of the second phase meter 3. The output of the second comparators 5 and the output of the third comparator 6 are connected to the inputs of the first logical element OR 8. Output the first logical element OR 8 and the output of the fourth comparator 7 are connected to the inputs of the logical element And 10. The output of the logical element And 10 and the output of the first comparator 4 are connected to the inputs of the second element OR 9. The second input of the first measure For phase 2, it forms the second input of the measuring unit, and the second input of the second phase 3 meter is the third input of the measuring unit. A voltage proportional to the zero sequence current is applied to the first input of the block. The second and third inputs of the block are supplied with voltage proportional to the voltages of phases A and B, respectively. The first phase 2 meter measures the phase shift between the phase A voltage and the zero sequence current. A second phase 3 meter measures the phase shift between phase B voltage and zero sequence current. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области измерений и предназначена для использования в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью для защиты воздушных или кабельных линий напряжением 35 кВ.The utility model relates to the field of measurement and is intended for use in networks with isolated or compensated neutral to protect overhead or cable lines with a voltage of 35 kV.

Известны измерительные блоки дистанционной защиты Д3-10, (см. Гельфанд Я.С.Релейная защита распределительных сетей. - 2-ое изд. - М.: Энергоатомиздат, 1987, - см. стр.282-284), содержащие миниселекторы в цепях напряжения и максиселекторы в цепях тока.Known measuring units of distance protection D3-10, (see Gelfand Ya.S. Relay protection of distribution networks. - 2nd ed. - M .: Energoatomizdat, 1987, - see p. 282-284) containing mini selectors in chains voltage and max selectors in current circuits.

Однако в таких измерительных блоках дистанционной защиты в случае двойного замыкания на землю на разных линиях отключается только одна из линий при двух вариантах поврежденных фаз: А, В или В, С.При замыкании на землю фаз: А, С или В, С отключаются обе линии.However, in such distance protection measuring blocks, in the event of a double earth fault on different lines, only one of the lines is disconnected with two variants of damaged phases: A, B or B, C. When the phases are shorted to ground: A, C or B, C, both lines.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является измерительный блок односистемной дистанционной направленной защиты, описанный в авт. свид. СССР №310329, МПК H 02 h 3/38, опубл. 23.11.1970 г.и основанный на измерении фазового угла между током нулевой последовательности и суммой выровненных по амплитуде напряжений прямой и обратной последовательностей. Эта защита отключает только одну линию при всех сочетаниях замкнутых на землю фаз. Устройство содержит пусковые органы при междуфазных коротких замыканиях, пусковой орган нулевой последовательности, фильтровый избирательный орган направления мощности, два логических элемента НЕ, комбинированный орган направления мощности, элемент времени, элементы времени второй и третьей ступени, три логических элемента И и два логический элемент ИЛИ. В таком устройстве при малых токах замыкания на землю напряжение обратной последовательности оказывается настолько малым, что оно уже неразличимо измерительной частью защиты. В The closest in technical essence to the proposed utility model is a measuring unit of a single-system remote directional protection, described in ed. testimonial. USSR No. 310329, IPC H 02 h 3/38, publ. 11/23/1970 gi and based on the measurement of the phase angle between the zero sequence current and the sum of the voltage of the forward and reverse sequences aligned in amplitude. This protection disables only one line for all combinations of ground-closed phases. The device contains triggering organs for interphase short circuits, a zero-sequence triggering element, a filter selective power direction control element, two NOT logical elements, a combined power direction control element, a time element, second and third stage time elements, three AND logical elements and two OR logical elements. In such a device, at low earth fault currents, the negative sequence voltage turns out to be so small that it is already indistinguishable by the measuring part of the protection. AT

результате произошедшая авария не диагностируется, ни одна из линий не отключается (продолжает работать в аварийном состоянии).As a result, the accident that has occurred is not diagnosed, none of the lines are switched off (continues to work in emergency condition).

Недостатком известного измерительного блока односистемной дистанционной направленной защиты является низкая надежность при малых токах короткого замыкания, т.е. при замыкании фаз на землю через переходные сопротивления.A disadvantage of the known measuring unit of a single-system remote directional protection is low reliability at low short circuit currents, i.e. when the phases are shorted to ground through transient resistances.

Технической задачей полезной модели является повышение надежности отключения линии при малых токах замыканиях на землю.The technical task of the utility model is to increase the reliability of disconnecting the line at low earth fault currents.

Это достигается тем, что известный измерительный блок односистемной дистанционной направленной защиты, содержащий дистанционный измерительный орган, логический элемент И, первый и второй логические элементы ИЛИ, снабжен четырьмя идентичными компараторами, дистанционный измерительный орган выполнен в виде двух идентичных измерителей фазы, первые входы которых соединены между собой, выход первого измерителя фазы соединен с входами первого, второго и третьего компараторов, выход второго измерителя фазы присоединен к входу четвертого компаратора, выходы второго и третьего компараторов соединены с входами первого логического элемента ИЛИ, а его выход и выход четвертого компаратора присоединены к входам логического элемента И, при этом его выход и выход первого компаратора соединены с входами второго логического элемента ИЛИ.This is achieved by the fact that the known measuring unit of a single-system remote directional protection, comprising a remote measuring organ, an AND logic element, first and second OR logic elements, is equipped with four identical comparators, the remote measuring organ is made in the form of two identical phase meters, the first inputs of which are connected between by itself, the output of the first phase meter is connected to the inputs of the first, second and third comparators, the output of the second phase meter is connected to the input of the fourth Oparator, the outputs of the second and third comparators are connected to the inputs of the first OR gate, and its output and the output of the fourth comparator are connected to the inputs of the AND gate, while its output and the output of the first comparator are connected to the inputs of the second OR gate.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена схема измерительного блока односистемной дистанционной направленной защиты.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows a diagram of a measuring unit of a single-system remote directional protection.

Измерительный блок односистемной дистанционной направленной защиты содержит дистанционный измерительный орган 1, выполненный в виде двух идентичных первого 2 и второго 3 измерителей фазы, четыре идентичных первый 4, второй 5, третий 6 и четвертый 7 компараторы, первый 8 и второй 9 логические элементы ИЛИ, логический элемент И 10. Первые входы первого 2 и второго 3 измерителей фазы соединены между The measuring unit of a single-system remote directional protection contains a remote measuring element 1, made in the form of two identical first 2 and second 3 phase meters, four identical first 4, second 5, third 6 and fourth 7 comparators, the first 8 and second 9 logical elements OR, logical element And 10. The first inputs of the first 2 and second 3 phase meters are connected between

собой. Входы первого 4, второго 5 и третьего 6 компараторов соединены с выходом первого измерителя фазы 2, а вход четвертого компаратора 7 соединен с выходом второго измерителя фазы 3. Выход второго компараторов 5 и выход третьего компаратора 6 присоединены к входам первого логического элемента ИЛИ 8. Выход первого логического элемента ИЛИ 8 и выход четвертого компаратора 7 соединены с входами логического элемента И 10. Выход логического элемента И 10 и выход первого компаратора 4 присоединены к входам второго логического элемента ИЛИ 9. Общая точка соединения входов первого 2 и второго 3 измерителей фазы образуют первый вход измерительного блока. Второй вход первого измерителя фазы 2 образует второй вход измерительного блока, а второй вход второго измерителя фазы 3 является третьим входом измерительного блока. Выход второго логического элемента ИЛИ 9 является выход измерительного блока.by myself. The inputs of the first 4, second 5 and third 6 comparators are connected to the output of the first phase meter 2, and the input of the fourth comparator 7 is connected to the output of the second phase meter 3. The output of the second comparators 5 and the output of the third comparator 6 are connected to the inputs of the first logical element OR 8. Output the first logical element OR 8 and the output of the fourth comparator 7 are connected to the inputs of the logical element And 10. The output of the logical element And 10 and the output of the first comparator 4 are connected to the inputs of the second logical element OR 9. Common point The inputs of the first 2 and second 3 phase meters form the first input of the measuring unit. The second input of the first phase 2 meter forms the second input of the measuring unit, and the second input of the second phase 3 meter is the third input of the measuring unit. The output of the second logic element OR 9 is the output of the measuring unit.

Первый 2 и второй 3 измерители фазы могут быть выполнены по известной схеме, описанной в книге Овчаренко Н.И. "Аналоговые и цифровые элементы автоматических устройств", - М.: Энергоатомиздат, 1989, - см. стр.208-211, рис.6.20. Первый компаратор 4, второй компаратор 5, третий компаратор 6 и четвертый компаратор 7 могут быть выполнены по известной схеме, описанной в книге "Применение прецизионных аналоговых микросхем"/ А.Г.Алексенко, Е.А.Коломберт, Г.И.Стародуб, - 2-ое изд. - М.: Радио и связь, 1985, - см. стр.186-189, таблица 5.3, схема "в".The first 2 and second 3 phase meters can be performed according to the well-known scheme described in the book by N. I. Ovcharenko "Analog and digital elements of automatic devices", - M .: Energoatomizdat, 1989, - see p. 208-211, Fig. 6.20. The first comparator 4, the second comparator 5, the third comparator 6 and the fourth comparator 7 can be performed according to the well-known scheme described in the book "Application of precision analog microcircuits" / A.G. Aleksenko, E.A. Kolombert, G.I. Starodub, - 2nd ed. - M.: Radio and communications, 1985, - see p. 186-189, table 5.3, the circuit "in".

Измерительный блок односистемной дистанционной направленной защиты работает следующим образом.The measuring unit of a single-system remote directional protection operates as follows.

На первый вход измерительного блока подается напряжение, пропорциональное току нулевой последовательности. На второй и третий входы измерительного блока подаются напряжения, пропорциональные напряжениям фаз А и В, соответственно. Первый измеритель фазы 2 измеряет фазовый сдвиг между напряжением фазы А и током нулевой последовательности. Второй измеритель фазы 3 измеряет фазовый сдвиг A voltage proportional to the zero sequence current is applied to the first input of the measuring unit. The second and third inputs of the measuring unit are supplied with voltage proportional to the voltages of phases A and B, respectively. The first phase 2 meter measures the phase shift between the phase A voltage and the zero sequence current. The second phase 3 meter measures phase shift

между напряжением фазы В и током нулевой последовательности. На выходах первого измерителя фазы 2 и второго измерителя фазы 3 формируются напряжения, пропорциональные фазовому сдвигу между током нулевой последовательности и одним из напряжений: напряжением фазы А для первого измерителя фазы 2 или напряжением фазы В для второго измерителя фазы 3. Компараторы 4, 5, 6 и 7 имеют два порога срабатывания: нижний и верхний. На выходе каждого из этих компараторов формируется логическая 1 в том случае, если величина входного напряжения компаратора попадает в диапазон между порогами срабатывания этого компаратора, т.е. входное напряжение оказывается выше нижнего порога и ниже верхнего порога. Для остальных значений входного напряжения компаратора на его выходе формируется логический 0. Пороги срабатывания компараторов выбираются таким образом, чтобы логическая 1 формировалась в определенном диапазоне значений фазовых сдвигов, измеряемых первым измерителем фазы 2 и вторым измерителем фазы 3. Значения этих диапазонов приведены в таблице 1. Если логическая 1 будет сформирована на выходе первого компаратора 4, то линию необходимо отключить. Если логическая 1 будет сформирована на выходе второго компаратора 5 или на выходе третьего компаратора 6, то отключение линии произойдет только при формировании логической 1 на выходе четвертого компаратора 7. В результате при всех сочетаниях фаз, замкнутых на землю на разных линиях, будет отключена только одна линия. Отключается именно та линия, для которой на выходе измерительного блока будет сформирована логическая 1. Если на выходе измерительного блока сформирован логический 0, то линия остается в работе. При замыкании фаз на землю через переходные сопротивления напряжение обратной последовательности мало, а измерительный блок все равно распознает аварию на линиях.between phase B voltage and zero sequence current. The outputs of the first phase 2 meter and the second phase 3 meter generate voltages proportional to the phase shift between the zero sequence current and one of the voltages: phase A voltage for the first phase 2 meter or phase B voltage for the second phase 3 meter. Comparators 4, 5, 6 and 7 have two trigger thresholds: lower and upper. At the output of each of these comparators, logical 1 is formed if the value of the input voltage of the comparator falls into the range between the thresholds of operation of this comparator, i.e. input voltage is above the lower threshold and below the upper threshold. For the other values of the input voltage of the comparator, a logical 0 is formed at its output. The thresholds for the operation of the comparators are selected so that a logical 1 is formed in a certain range of phase shifts measured by the first phase 2 meter and the second phase 3 meter. The values of these ranges are shown in Table 1. If logical 1 will be formed at the output of the first comparator 4, then the line must be disconnected. If logical 1 will be formed at the output of the second comparator 5 or at the output of the third comparator 6, then the line will disconnect only when the logical 1 is formed at the output of the fourth comparator 7. As a result, with all combinations of phases connected to ground on different lines, only one will be disabled line. It turns off exactly the line for which a logical 1 will be generated at the output of the measuring unit. If a logical 0 is generated at the output of the measuring unit, the line remains in operation. When the phases are shorted to ground through transient resistances, the voltage of the negative sequence is small, and the measuring unit will still recognize an accident on the lines.

Использование предлагаемой полезной модели позволяет повысить надежность отключения линии при малых токах замыканиях на землю.Using the proposed utility model can improve the reliability of disconnecting the line at low currents to earth faults.

ТаблицаTable КомпараторComparator Диапазон фазового сдвига φ, в котором на выходе компаратора формируется логитческая 1The phase shift range φ, in which a logical 1 is formed at the output of the comparator 33 -85°≤φ≤+85°-85 ° ≤φ≤ + 85 ° 4four -90°≤φ<-85°-90 ° ≤φ <-85 ° 55 +85°<φ≤+90°+ 85 ° <φ≤ + 90 ° 66 -85°≤φ≤+85°-85 ° ≤φ≤ + 85 °

Claims

Measuring unit of a single-system remote directional protection, comprising a remote measuring body, AND logic element, first and second OR logic elements, characterized in that it is equipped with four identical comparators, the remote measuring body is made in the form of two identical phase meters, the first inputs of which are interconnected , the output of the first phase meter is connected to the inputs of the first, second and third comparators, the output of the second phase meter is connected to the input of the fourth comparator , The outputs of the second and third comparators are connected to inputs of the first OR gate, and an output of the fourth comparator output is connected to the inputs of the AND gate, while its output and the output of the first comparator are connected to inputs of the second OR gate.