SU723717A1 - Устройство дл релейной защиты сети переменного тока от повреждени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и предаазначено дл  защиты сети переменного тока, преимущественно высокого и сверхвысокого напр жени , от коротких замыканий и обрывов на лини х электропередач. При коммутаци х в сет х высокого и сверхвысокого напр жени  имеет место интенсивный и длительный электромагнитный переходный процесс, состо5пций и р да гармонических составл ющих, отличных от промышленной, который при-, водит в р де случаев при отсутствии соответствующей отстройки к излишним срабатывани м и задержкам в срабатьша НИИ защиты, реагирующей на электрические величины промышленной частоты. Известно устройство дл  защиты сети от повреждений, правильно функционирующее в услови х электромагнитного переходного процесса, содержащее измерител ные преобразователи тока и напр жени , фильтры нижних частот, измерительный и ИСПОЛИПТОЛЫЧ.1Й орган и пусковой блок. обеспечивающий нулевые начальн1.е услови  на входе фильтра Y. Однако указанное устройство обладает низкой точностью при вь)боре широкой полосы пропускани  фильтров или низким быстродействием при выборе узкой полосы пропускани . Кроме того, быстродействие дополнительно тер етс  в измерительном органе , анализирующем синусоидальные величины . Известно также устройство дл  получени  посто нного сигнала, пропорционального амплитуде той из гармонических составл ющих входного сигнала, частота которой задана, - синхронный детектор. (50 и выполненное на его основе устройство дл  защиты сети высокого напр жени  от повреждени  3. Устройст15О защиты содержит первичный измерительный преобразователь тока или напр жени , множители, первые входы которых св заны с измерительным преобразопатплем , вторые - с 1енераторами ортотонлльных колебаний, и выходы через фильтры нижних частот - с исполнительным органом , Прсто нньге сигналы, пропорциональные амплитуде тока или напр жени  промышленной частоты анализируютс  в исполнительном органе, который принимает решение о наличии повреждени , В любой момент времени на выходе множителей кроме полезного посто нного сигнала содержатс  гармонические помехи Даже при отсутствии помехи во входном сигнале на выходе множителей будет соде жатьс  гармоническа  помеха двойной частоты генераторов, что снижает точнос Этот недостаток присущ всем устройствам построенным на основе синхронного детек тировани  сигнала. Так как фильтры, уста новленные перед исполнительным органом должны пропускать только посто нную составл ющую, то они имеют узкую полосу пропускани , характеризуютс  длитель- ным собственным переходным процессом, И-,установившийс  сигнал на их выходе П05гол етс  через большой интервал времени . Это приводит к низкому быстродействию защиты. Lfeлью изобретени   вл етс  повышение точности и быстродействи  путем сравнени  электрических величин в переходном режиме фильтрации. Это достигаетс  тем, что в известное устройство, содержащее первичный измерительный преобразователь,установленны на защищаемом присоединении, два основнысх множител , первые входы которых св заны с выходами двух генераторов ор тогональных колебаний промьпиленной час тоты, а выходы множителей через фильтр нижних частот подключены к исполнитель ному органу, в него введена нелинейна  отрицательна  обратна  св зь, состо ща  из двух дополнительных множителей и сумматора, входы которого подключены к инвертированным выходам дополнитель- ньсх множителей и упом нутого первичног измерительного преобразовател , а выход - ко вторым входам основных множителей , причем первые входы дополнительных множителей соединены с выходами фильтров нижних частот, а вторые с выходами указанных генераторов ортог нальных колебаний. На чертеже изображена структурна  схема устройства. Входной сигнал от первичного измери тельного преобразовател  1 (трансформа тор тока или напр жени ) подаетс  на вход сумматора 2. Выход сумматора 2 соодинен со входами основных множитеей 3 и 4, вторые входы которых св заы с генераторами 5 и 6 сдвинутых по азе ортогональных колебаний. Выходы ножителей 3 и 4 соединены со входау1И фильтров 7 и 8 нижних частот. Перые входы дополнительных множителей и 10 подключены к выходам фильтров 7 и 8, вторые входы - к генераторам 5 и 6, а их инвертированные выходы - входам сумматора 2, Отфильтрованные сигналы с вьсходов фильтров 7 и 8 подаютс  в исполнительный орган зашиты. , Работа устройства рассматриваетс  на примере установки генераторов синусоидальных колебаний. В принципе возможно использование генераторов любых ортогональных колебаний, например пр моугольных , пилообразных и т. д. Входной сигнал Х подаетс  на сумматор 2, где из него вычитаютс  сигналы X и Х, снимаемые с выходов дополнительных множителей 9 и 1О. Результирующий сиг нал X поступает на основные множители 3 и 4, где происходит умножение входного сигнала Х на синусоидальные сигналы генераторов: 2 sin ( ) и 2Со, (WHi ). На выходе множител  3 будет сигнал X со следующими слагаемыми: а} от составл ющей сигнала X промышленной частоты w ц Х (wHt4-M)-2sin(vyHt) А соач + А с.оэ (г w(t Ч) где А амттитуда гармонической составл ющей промышленной частоты; фазовый сдвиг гармонической составл кщей промьпиленной частоты по отношению к генерируемому синусоидальному сигналу; б) от гармонической составл ющей помехи частоты у/, Х Asin ( 4)() An -COS (NNn-wH) 4-An-CX S M KV«1t t Ifn , где A , - амплитуда и фаза сигнала помехи , г) от посто нной составл кщей сигнала помехи 23in(vv/Ht) где А амплитуда сигнала помехи. Состав сигнала Х на выходе МНОЖ{}- ч тел  4 аналогичный. Итак, на выходе множител  3 имеетс  полезный посто нный сигнал А сов и р д гармонических помех, на выходе множител  4 полезный посто нный сигнал А (если сигналы от генераторов 5 и 6 сдвинуты по фазе на /г ) и также р д гармонических .пбмех. Гармонические помехи ослабл ютс  при прохождении через фильтры 7 и 8. Отфильтрованные сигналы Х, и Хд по даютс  на входы дополнительных множителей 9 и 10, при помощи которых замыкаетс  нелинейна  отрицательна  обратна  св зь, охватывающа  элементы 3 и 7, а также 4 и 8. Сигнал X на выходе множител  9 будет содержать га моническую составл ющую промышленной частоты (Acos4)-sin(wHt) и ос аб ен ную помеху, и на выходе множител  4 также гармоническую составл ющую промьплленнойчастоты ( )co3 ( ) и ослабленную помеху. Сигналы Х и X вычитаютс  из входного сигнала Х, умен ша  сигнал рассогласовани  X . Процесс продолжаетс  до тех пор, пока сигнал рассогласовани  -Х не будет минимизнро ван, после чего на вьосоде устройства в сигналах X и XQ будет точно отслежена амплитуда гармонической составл ющей входного сигнала промышленной частоты в виде двух посто мных составл ющих, равных проекци м выдел емой амплитуды в системе координат, определ емой ге нераторами, т. е. А COS Р и А Sin Ч Эффект от дополнени  устройства прототипа элементами 2 и 10 особенно нагл дно про вл етс , если рассмотреть работу устройства при подаче на вход только полезного сигнала А sir (vynt-t-f) . В этом случае на выходе множител  в устройстве прототипа будут сигналы х X Asin (4vHt4.4)-2sm(vHt)c -Aco&4-v Acoa(2vwHt + 4). Asm ()-2со5(/н). Aem f+Asin(2wHt4 f) . Далее составл юща  двойной частоты 2, ii ослабл етс  фильтрами нижних частот 7 и 8, но все равно присутствует в выходном сигнале.. В данном устройстве после затухани  собственного переходного процесса на вы ходе будут только полезные сигналы Xg-Asinf, ; Х., АсоаЧ в точ ности равные проекци м амплитуды входного сигнала. Ст1гнпл рассогласовани  .()(vA«t)-AsinM-coe (vHt) 0 тождественно равен нулю. Сигнал на выходе фильтров стабилизирован, таким образом повышаетс  точность работы устройства . Полученные отфильтрованные сигналы X и X поступают в исполнительный орган, где сравниваютс  с уставкой| По результатам сравноин  фиксируетс  наличие повреждени  на защищаемом элеMeiiTS . Дл  сложньж защит с двум  подве- денньгхли величинами, но.прнмер, типа дистанционной , целесообразно использование двух аналогнчньгх устройств, изображенных на чертеже дл  двух сравниваемых величин. При этом, выполн   попарное сравнение соответствующих проекций сравниваемых величин, можно на1 более просто получить четьфехуголь ые характеристики срабатьтанн  зпщпты в плоскости комплексного сопротивлени  Z , что целесообразно дл  днсгагщконных . Дл  удоб-. ства получени  характеристик, отличных от пр моугольных. сдЕ11 г фзз генераторов 5 и б вь б ipaют отличающимс  от /2 . Изменение во врек5ени сравнпваемых величин в переходаом режиме фильтрации носит экспоненциальный пли близкий к нему характер, что позвол ет выполн ть сравнение в переходном режиме фильтрации до получени  установивших сигналов на выходе фильтра. Таким образом, даже име  достаточно узкую полосу пропускани  фильтров 7 и 8, можно получить высокое быстродействие. За счет сравнени  в переходлом режиме фильтрации, повьпиаетс  быстродействие защиты, уменьшаетс  опасность по влени  качаний и асинхронного хода между системами. Формул а р е т е н и   Устройство дл  релейной з,-1щиты сети еременного тока от повреждени , содеращее первичный измерительный прсоб- . разователь, установленный нп защиишемом рисоединении, два основиьос множител , ервые входы которых св згзир г г- выходаи двух генераторов ортогои.ч/гым.сх коебаний ПрОМ1 1ШЛОПНОЙ ЧПСТ-ТЫ, . В1,ГХОД1 1 множителей через фильтр  ижиих частот

V. 72

подключены к исполнительному органу, отлй ающеес  тем, что, с целью повышени  точности и быстродействи  путем сравнени  электрических величин в переходном режиме фильтрации, в него введена нелинейна  отрицательна  обратна  св зЬр состо ща  из двух Дополнительных множителей и сумматора, входы которого подключены к инвертированным выходам дополнительных множителей и упом нутого первичного измерительного преобразовател , а выход -, ко вторым входам основных множителей, причем первые входы дополнительных множителей соединены с выходами фильтров нижних частот, а вторые - с выхо8

дами указанных генераторов ортогональных колебаний.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Сушко В. А. Вли ние электромагнитных переходных процессов на работу быстродействующих реле сопротивлени . Автореферат кандидатской диссертации, ,МЭИ, 1962.

2.Справочник по телевизионной технике , ГЭИ, М-Л., 1962, т. I, с. 421.

3.Беличенко В. И. и др. Синтез помехоустойчивого устройства быстродействующей релейной защиты. Извести  ВУЗов, электромеханика, N9 8, 1974,

с. 896-899 (прототип).

Claims (1)

1. Формула и зобретен и я релейной защиты сети

   Устройство для переменного тока от повреждения, содержащее первичный измерительный преоб— . разователь, установленный на защищаемом присоединении, два основных множителя, первые входы которых связаны с выходами двух генераторов ортогональных колебаний промышленной частоты, а выходы множителей через фильтр нижних частот

   723717 8 подключены к исполнительному органу, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия путем сравнения электрических величин в переходном режиме фильтрации, в него введена нелинейная отрицательная обратная связь, состоящая из двух Дополнительных множителей и сумматора, входы которого подключены к инвертированным выходам дополнительных множителей и упомянутого первичного измерительного преобразователя, а’ выход -. ко вторым входам основных множителей, причем первые входы дополнительных множителей соединены с выходами фильтров нижних частот, а вторые — с выхо дами указанных генераторов ортогональных колебаний.