SU1092643A1 - Устройство дл однопериодной симплексной дифференциально-фазной защиты линии электропередачи - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОПБРИОДНОЙ СИМПЛЕКСНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, содержащее два полукомплекта, каждьй из которых предназначен дл  подключени  к трансформаторам тока и напр жени  защищаемой линии, пусковой орган и орган манипул ции с формирователем пр моугольных импульсов, присоединенным к первому входу блока двухполупериодного сравнени  времени совпадени  двух электрических величин , управл емый высокочастотньй генератор, один вход которого соединен с чувствительным выходом пускового органа, а второй-св зан с выходом формировател  пр моугольных импульсов, выход генера.тора через первый усилитель мощности подключен к высокочастотному каналу св зи, св занному с входом высокочастотного приемника, выход которого св зан с вторым входом указанного блока сравнени , выход которого св зан с . органом сравнени  фаз, выход которого подключен к первому входу логи,ческого элемента И, второй вход которого соединен с грубым выходом пускового органа, а выход - с выходным блоком, отличающеес тем , что, с целью повышени  надежности путем исключени  вли ни  импульс-, ных помех, в каждый полукомплект дополнительно введены второй усилитель мощности, два полупериодных вьшр мител  и вычитающий блок, причём выход формировател  пр моугольных импульсов соединен непосредственно с вторым входом управл емого вы (Л сокочастотного генератора, выход которого через последовательно соединенные второй усилитель мощности к первый двухполупериодный выпр митель подключен к первому входу вычитающего блока, к другому входу которого через второй полупериодный выпр митель присоединен высокочастотный канал св зи, а выход вычитающего блока подключен к входу высокочастотного приемника выход которого непосредственно соединен с вторым входом блока двукполупериодного сравнени  времени совпадени  цъух электрических величин, выход которого подключен к органу сравнени  фаз.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к области релейно защиты линий электропередачи высоко го и сверхвысокого напр жени . Известно устройство дл  дифферен циальной фазной защиты линии, состо щее из двух полукомплектов, каждый из которых содержит трансформаторы тока, пусковой и отключающий о ганы, приемопередатчики, орган срав нени  фаз и исполнительньй орган D Однако данное устройство характе ризуетс  недостаточным быстродействием , так как по принципу действи  врем  срабатывани  защиты всегда будет больще 20 мс. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  высокочасто ной дифференциально-фазной защиты линии электропередачи, состо щее из двух полукомплектов, каждый из которых содержит пусковой орган и орган манипул ции, предназначенные дл  подключени  к трансформаторам тока и напр жени , установленным на защищаемой линии, блока двухполупериодного сравнени  времени совпадени  с временем несовпадени  двух электрических величин, высокочастот ные передатчики и приемник, предназначенные дл  подключени  к высокочастотному каналу по линии элек ропередачи, причем к выходу приемника подключены орган сравнени  фаз и блок вьщелени  разности частоты, а к входу передатчика подключен генератор манипулирукидих синхронизированных пр моугольных импульсов . повьшенной частоты, подключенный к блоку пам ти и элементу И G2}. Недостатком известного устройств  вл етс  ненадежность из-за возможности ложной работы при внешних коротких замыкани х (кз), если величи на импульсной помехи достаточна дл  изменени  фазы манипулирующих импул сов длительностью 1 мс. Цель изобретени  - повышение надежностизащиты путем исключени  вли ни  импульсных помех. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  однопериодной симплексной дифференциальнофазной защиты линии электропередачи , содержащей два полукомплекта, каждый из которьос предназначен дл  подключени  к трансформаторам тока и напр жени  защищаемой линии, пусковой орган и орган манипул ции с ф 432 мирователем пр моугольных импульсов, присоединенным к первому входу блока двухполупериоднрго сравнени  времени совпадени  двух электрических величин, управл емой высокочастотный генератор, один вход которого соединен с чувствительным выходом пускового органа, а второй св зан с выходом формировател  пр моугольных импульсов, выход генератора через первый усилитель мощности подключен к высокочастотному каналу св зи, св занному с входом высокочастотного приемника, выход которого св зан с вторым входом указанного блока сравнени , выход которого св зан с органом сравнени  фаз, выход которого подключен к первому входу логического элемента И, второй вход которого соединен с грубьм выходом пускового органа, а выход с выходным блоком, в каждый полукомплект дополнительно введены второй усилитель мощности, два полупериодных вьшр мител  и вычитающий блок, причем выход формировател  пр моугольных импульсов соединен непосредственно с вторым входом управл емого высокочастотного генератора , выход которого через последовательно соединенные второй усилитель мощности и первый двухполупериодньй вьшр митель подключен к первому входу вычитающего блока, к другому входу которого через второй полупериодный выпр митель присоединен высокочастотньй канал св зи, а выход вычитающего блока подключен к входу высокочастотного приемника, выход которого непосредственно соединен с вторым входом блока двухполупериодного сравнени  времени совпадени  двух электрических величин, выход которого подключен к органу сравнени  фаз. На фиг. t представлена блочна  схема одного полукомплекта, на Фиг. 2 - диаграммы сопр жений на выходе блоков полукомплекта. Ка дьй из полукомплектов устройства защиты содержит трансформаторы тока 1 и трансформаторы напр жени  2 защищаемой линии, вторичные обмотки которых подключены к пусковому органу 3 и органу манипул ции 4, выход которого соединен с формирователем 5 пр моугольных импульсов, (-, подключенным к первому входу блока двухполупериодного сравнени  6 времени совпадени  двух электрических величин и к манипулирующему входу

высокочастотиого генератора 7, пусковой вход которого подключен к чувствительному выходу пускового органа 3, а выход - к первому усилителю мощности 8, подключенному к высокочастотному каналу св зи 9.

Второй вход блока сравнени  6 соединен с выходом высокочастотного приемника 10, а выход - с органом сравнени  фаз 11, выход которого соединен с первым входом логического элемента И 12, второй вход которого соединен с грубым выходом пускового органа 3, а выход - с выходным блоком 13.

Выход высокочастотного генератора 7 соединен также с вторым дополнительным усилителем мощности 14, выход которого подключен к первому полупериодному выпр мителю 15, а выход первого усилител  мощности соединен также с вторым полупериодным , выпр мителем 16.

Выходы выпр мителей 15 и 16 подключены к двум входам вычитающего блока 17, выход которого соединен с входом высокочастотного приемника 10

Вычитающий блок 17 выполнен в виде трехобмоточного трансформатора, две первичные обмотки которого идентичны и включены последовательно встречно.

На фиг. 2 представлены эпюры напр жений в различных точках полукомплекта предлагаемого устройства защиты: 18 - напр жение на выходе формировател  пр моугольных импульсов 5f 19 - напр жение в высокочастотном канале св зи 9, 20 - напр жение на высокочастотного приемника 10, 21 - напр жение на выходе блока сравнени  6, 22 - напр жение на выходе органа сравнени  фаз 11.

Устройство работает следующим-образом .

При возникновении в системе короткого замыкани  срабатьгаает подключенный к трансформаторам- тока линии 1 и к трансформаторам напр жени  линий 2 пусковой орган 3. При этом на выходе формировател  5 по вл ютс  отрицательные пр моугольные импульсы длительность и фаза которых соответствует длительности и фазе отрицательной полуволны напр жени  на выходе органа манипул ции 4. Уставки

пускового органа 3 выбирают такими, что если хот  бы на одном конце линии есть сигнал (нащ) жение отрицательной пол рности) на грубом выходе пускового органа, то на других концах линии такой же сигнал присутствует на чувствительном выходе пускового органа. Так как высокочастотный сигнал на выходе управл ющего высокочастотного генератора 7 и усилител  мощности 8 присутствует только при наличии одновременно йвух сигналов на его входах, то при коротких замьжани х каждьй полукомплект защиты посылает в высокочастотный канал 9 пакеты манипулированных по амплитуде высокочастотных сигналов только при наличии пр моугольных импульсов на входе форкшровател  5 (на врем  отрицательной полуволны напр жени  на выходе оргапА манипул ции 4).

Так как генераторы 7 всех полукомплектов защиты работают на одной кварцованной частоте ш , то на выходе полупериоднрго выпр мител  16, подключенного к высокочастотному каналу св зи 9, при запущенных передатчиках будет сигнал u .

и u g| |UcB- UA+ un(

|U.5(t)Sinu tf+Uд(t)SinuJt + где и

-напр жение в высоко19 частотном канале св зи 9,

-напр жение своего передатчика на входе канала св зи 9,

(i 5inuii

напр жение дальнего передатчика, й- - напр жение помех в

этой же точке.

Сигнал от генератора 7 проходит также через второй дополнительный 5 усилитель мощности 14 и первый полупериодный выпр митель 15. Если прин ть , что характеристики этих устройств идентичны характеристикам уснпител  8 и выпр мител  15 соот0 ветственно, то на выходе выпр мител  15 при запущенном передатчике независимо от режима манипул ции будет сигнал

и iUr:Bl IUce(t)Sinu)t|.

Если прин ть характеристику вычитающего блока 17 линейной, то при подаче на входы блока (первичные обмотки трансформатора, включенные встречно) двух выпр мленных синусоидальных сигналов, на его выходе бу дет напр жение двойной частоты пропорциональное разности этих сигналов к(й - и) к(1йсв1 + + |ид + йп/- (UcftO KU(t)-K «sin 2uit kU где К - коэффициент пропорциональности . Если высокочастотный приемник 10 настроить на пропускание частоты 2 о ИГотстроить ег по уровню от помехи kl, то на выходе приемника 10 после демодул ции будет только пр моугольный сигнал ., , пропорциональный манипулированному сигналу дальнего передатчика zo ) Таким образом, при запущенных передатчиках на входы блока 6 двухп лупериодного сравнени  времени совпадени  двух электрических величин поступают периодические пр моугольные сигналы отрицательной пол рности от формировател  5 пр моугольных и шyльcoв, напр жение с выхода приемника 10 и . Блок сравнени  6 выполнен так, что сигналы отрицательной пол рности U2 на его выходе по вл ютс  только тогда, когда на обоих входах этого блока одновремен но присутствуют сигналы и U2o либо когда эти сигналы на входах блока 6 одновременно отсутствуют, В режиме нагрузки и при внешних коротких замыкани х, когда сигналы на вьиходах формировани  5 и приемника 10 наход тс  приблизительно в противофазе, импульсы на выходе бло ка сравнени  6 имеют длительность электрических градусов (9,5 мс) из-за того, что вследствие конечной чувствительности формировател  5 длительность манипулированных сигналов UgaCt) несколько пре вышает 180 эл. град. Так как это врем  -меньше времени блокировки t которое в зависимости оТ длины защищаемой линии измен етс  в пределах (2,8-3,6)мс, то на выходе органа сравнени  фаз 1t, сравнивающего длительность сигнала на его входе с заданной, в режиме нагрузки и при внешних коротких замыкани х сигнал отсутствует. При кз на защищаемой линии, когда сигналы (t) и U(t) сдвинуты относительно друг друга на угол близкий к 180, на выходе блока сравнени  6 каждые полпериода промышленной частоты по вл ютс  импульсы с Длительностью t- t г- . „имп о л Первый же такой импульс вызьшает сигнал на выходе органа сравнени  фаз 11 и, так как при повреждении на защищаемой линии на грубом выходе пускового органа 3 есть сигнал, на выходе логического элемента И 12 также по вл етс  сигнал. Этот сигнал запускает выходной блок 13, который либо производит трехфазное отключение защищаемой линии, либо пускает схему САПВ. Если прин ть врем  срабатывани  пускового органа , 3 с учетом отстройки от переходных процессов пор дка 8-10 мс, то. врем  работы защиты определ етс  временем по влени  сигнала на выходе органа сравнени  фаз 11. Это врем  в наихудшем случае, когда угол между сигналами V(t) и U(t) равен углу блокировки, сам угол блокировки максимален, а момент возникновени  КЗ совпадает с началом импульса на выходе схемы сравнени  6, равно ЬосФ tsA+ Чмп-йЗ.б мс + 10,5мс 214 мс 20 мс При этом люба  помеха может вызвать только дополнительную блокировку защиты в существующих дифференциально-фазных защитах, использующих высокочастотный симплексный канал с амплитудой манипул ций, и излишн   работа защиты во врем  отключени  внешних КЗ от возникающих при этом интенсивных помех исключаетс . При КЗ в зоне дополнител{ ной задержки в срабатывании защиты под вли нием помехи не будет, так как в этом ре-,, жиме уровень помехи значительно меньше, чем при отключении внешних КЗ, и высокочастотный приемник 10 отстроен от этой помехи по уровню. Благодар  использованию дополнительных усилител  мощности, двухполупериодных выпр мителей и вычитающего устройства, включенных таким образом, чтобы из симплексного высокочастотного канала ввдел ть сигналы дальнего передатчика на фоне интенсивных сигналов своего передатчика , удаетс  выполнить дифференциально-фазную защиту с временем действи  меньше, чем один период промьшленной частоты, обладающую повьшенной надежностью и отстройкой от помехи при установке такой защиты на

магистральных лини х электропередачи высокого и сверхвысокого напр жени . Это позвол ет повысить надежность и устойчивость работы таких передач .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОПЕРИОДНОЙ СИМПЛЕКСНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, содержащее два полукомплекта, каждый из которых предназначен для подключения к трансформаторам тока и напряжения защищаемой линии, пусковой орган и орган манипуляции с формирователем прямоугольных импульсов, присоединенным к первому входу блока двухполупериодного сравнения времени совпадения двух электрических величин, управляемый высокочастотный генератор, один вход которого соединен с чувствительным выходом пускового органа, а второй связан с выходом формирователя прямоугольных импульсов, выход генератора через первый усилитель мощности подключен к высокочастотному каналу связи, связанному с входом высокочастотного приемника, выход которого связан с вторым входом указанного блока сравнения, выход которого связан с . органом сравнения фаз, выход которого подключен к первому входу логи,ческого элемента И, второй вход которого соединен с грубым выходом пускового органа, а выход - с выходным блоком, отличающеес flтем, что, с целью повышения надежности путем исключения влияния импульс-, ных помех, в каждый полукомплект дополнительно введены второй усилитель мощности, два полупериодных выпрямителя и вычитающий блок, причём выход формирователя прямоугольных импульсов соединен непосредственно с вторым входом управляемого высокочастотного генератора, выход которого через последовательно соединенные второй усилитель мощности и первый двухполупериодный выпрямитель подключен к первому входу вычитающего блока, к другому входу которого через второй полупериодный выпрямитель присоединен высокочастотный канал связи, а выход вычитающего блока подключен к входу высокочастотного приемника, выход которого непосредственно соединен с вторым входом блока двухполупериодного сравнения времени совпадения двух электрических величин, выход которого подключен к органу сравнения фаз.

   mzw'ns