RU2092867C1

RU2092867C1 - Short-circuit direction recording indicator

Info

Publication number: RU2092867C1
Application number: RU92006815A
Authority: RU
Inventors: Г.Р. Гаджибабаев; В.П. Осин; С.А. Саркаров
Original assignee: Дагестанский Политехнический Институт
Priority date: 1992-11-16
Filing date: 1992-11-16
Publication date: 1997-10-10

Abstract

FIELD: electric measurement technology. SUBSTANCE: indicator has two transmitting and one receiving devices, rectifier, two AND gates, NOT gate, two high-voltage capacitors, threshold unit, returnable generator, two delay elements, current converter, limiter, and actuating member. EFFECT: simplified design, improved quality of voltage. 5 dwg

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при определении направления короткого замыкания в распределительных сетях напряжением 6-35 кВ. The invention relates to electrical engineering and can be used to determine the direction of a short circuit in distribution networks with a voltage of 6-35 kV.

Известный фиксирующий индикатор направления короткого замыкания состоит из перестраиваемого генератора, исполнительного элемента (включает выходной индикатор и индуктивность), высоковольтных конденсаторов, линии передачи, резонансного фильтра (С2 и 1), логических элементов И, НЕ, выпрямителя, пороговых устройств, преобразователя тока, элемента задержки /1/. Здесь преобразователь тока, элемент задержки включают часть схемы слева, подключенной к зажимам а и б на фиг. 20 и фиг. 23 /1/, пороговые устройства - тиратрону и реле. При коротком замыкании за опорой высоковольтной линии, где установлено передающее устройство, срабатывает преобразователь тока и после отключения высоковольтного напряжения на входе конденсатора на входе порогового устройства с задержкой появляется сигнал с выхода одного преобразователя тока, а с выхода другого преобразователя сигнал логической "1" поступает на входы элементов И. В этот момент на другом выходе одного элемента И имеет место сигнал логического "0" и на втором входе другого элемента И - сигнал логической "1", поэтому благодаря обратной связи на выходе порогового устройства сохраняется сигнал логической "1" и после исчезновения сигнала на выходе преобразователя тока (реализуется отсутствие преобладания реле). При появлении высоковольтного напряжения на входе конденсатора, на выходе элемента НЕ через элемент И появляется сигнал логического "0" и пороговое устройство возвращается в исходное состояние. The known locking indicator of the direction of the short circuit consists of a tunable generator, an actuator (includes an output indicator and inductance), high-voltage capacitors, a transmission line, a resonant filter (C2 and 1), logical elements AND, NOT, a rectifier, threshold devices, a current converter, an element delays / 1 /. Here, the current converter, the delay element include a part of the circuit on the left connected to terminals a and b in FIG. 20 and FIG. 23/1 /, threshold devices - thyratron and relay. In the event of a short circuit behind the support of the high-voltage line where the transmitter is installed, the current converter trips and after the high-voltage voltage is switched off at the input of the capacitor at the input of the threshold device, a signal appears from the output of one current converter with a delay, and from the output of the other converter the logic signal “1” is fed to inputs of elements I. At this moment, at the other output of one element And, there is a signal of logical "0" and at the second input of another element And - a signal of logical "1", therefore I feedback at the output of the threshold device is stored a logic "1" and after the disappearance of the signal at the output of the current transducer (implemented absence predominance relay). When a high-voltage voltage appears at the input of the capacitor, the output of the element is NOT through the AND element, a logical "0" signal appears and the threshold device returns to its original state.

Недостатком устройства является необходимость использования достаточно большого значения емкости высоковольтного конденсатора (на напряжение 6-35 кВ) емкостью около 0,5-2,0 мкФ для обеспечения сопротивления его (из условия необходимости обеспечения соответствующей чувствительности), соизмеримого с последовательно включенным сопротивлением, причем это сопротивление представляет собой параллельно включенные сопротивления емкости фаза-земля фидеров линии передачи 8 (при удельной емкости, равной, согласно справочным данным, 0,005 мкФ/КМ и общей длине линии передачи, равной 200 км, значение емкости равно 1,0 мкФ) и резонансного контура. Емкость высоковольтного конденсатора повышается с повышением добротности резонансного фильтра. Такой высоковольтный конденсатор имеет относительно большой вес, габариты, стоимость и, кроме того, подключение его к одной фазе приводит к появлению смещения нейтрали (до 5-10 от линейного напряжения) и поэтому необходимо принимать дополнительные меры к устранению этого смещения. При устранении смещения нейтрали при всех работающих фидерах подстанции это смещение может появиться вновь при отключении линии вследствие короткого замыкания или при ремонте его. The disadvantage of this device is the need to use a sufficiently large value of the capacitance of a high-voltage capacitor (for voltage 6-35 kV) with a capacitance of about 0.5-2.0 μF to ensure its resistance (from the condition of the need to ensure appropriate sensitivity), commensurate with the series-connected resistance, and this the resistance is a parallel-connected resistance of the phase-to-ground capacitance of the transmission line feeders 8 (with a specific capacitance equal, according to reference data, to 0.005 μF / km and about s transmission line length of 200 km, the value of capacitance of 1.0 microfarads) and the resonant circuit. The capacity of the high-voltage capacitor increases with increasing the quality factor of the resonant filter. Such a high-voltage capacitor has a relatively large weight, dimensions, cost and, in addition, connecting it to one phase leads to the appearance of a neutral bias (up to 5-10 of the line voltage) and therefore it is necessary to take additional measures to eliminate this bias. When eliminating the neutral bias with all the operating feeders of the substation, this bias may appear again when the line is disconnected due to a short circuit or when repairing it.

Задачей изобретения является упрощение устройства и повышение качества напряжения. The objective of the invention is to simplify the device and improve the quality of the voltage.

Для решения поставленной задачи в фиксирующий индикатор направления короткого замыкания, содержащий последовательно соединенные первый высоковольтный конденсатор, линию передачи и второй высоковольтный конденсатор, перестраиваемый генератор, резонансный фильтр, два элемента И, элемент НЕ, преобразователь тока, первый элемент задержки, пороговый блок, выпрямитель, выходом соединенный с одним входом порогового блока, и исполнительный элемент, еще введены второй элемент задержки и ограничитель, входом подключенный к другой обкладке второго высоковольтного конденсатора, а выходом через последовательно соединенные элемент НЕ и второй элемент задержки к одному входу второго элемента И и через резонансный фильтр к другому входу второго элемента И, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, при этом выход преобразователя тока подключен к другому входу порогового блока, выход которого соединен с одним входом первого элемента И, другой вход которого подключен к выходу выпрямителя, а выход соединен непосредственно, а также первый элемент задержки с первым и вторым входами соответственно перестраиваемого генератора, выход которого подключен к другой обкладке первого высоковольтного конденсатора и к входу выпрямителя. To solve the problem, a fixing indicator of the direction of the short circuit, containing the first high-voltage capacitor, the transmission line and the second high-voltage capacitor, a tunable generator, a resonant filter, two AND elements, a NOT element, a current converter, the first delay element, a threshold block, a rectifier, an output connected to one input of the threshold block, and an actuating element, another second delay element and a limiter, an input connected to another plate of the volt, are still introduced high-voltage capacitor, and the output through the series-connected element NOT and the second delay element to one input of the second element And and through the resonant filter to the other input of the second element And, the output of which is connected to the input of the actuating element, while the output of the current transducer is connected to another input of the threshold unit, the output of which is connected to one input of the first element And, the other input of which is connected to the output of the rectifier, and the output is connected directly, as well as the first delay element with the first and the second inputs of the tunable generator, respectively, the output of which is connected to another plate of the first high-voltage capacitor and to the input of the rectifier.

На фиг. 1 показана схема известного устройства; на фиг. 2 схема предлагаемого устройства; на фиг. 3 временные диаграммы работы; на фиг. 4, 5 скорректированные схемы прототипа и предлагаемого устройства соответственно с одним передающим и одним приемным устройством. In FIG. 1 shows a diagram of a known device; in FIG. 2 diagram of the proposed device; in FIG. 3 timing diagrams of work; in FIG. 4, 5 adjusted circuit prototype and the proposed device, respectively, with one transmitting and one receiving device.

Фиксирующий индикатор направления короткого замыкания (фиг. 2, 4, 5) содержит последовательно соединенные первый высоковольтный конденсатор 1, линию 2 передачи и второй высоковольтный конденсатор 3, перестраиваемый генератор 4, резонансный фильтр 5, два элемента И 6, 7, элемент НЕ 8, преобразователь 9 тока, два элемента 10, 11 задержки, пороговый блок 12, выпрямитель 13, выходом соединенный с одним входом порогового блока 12, и исполнительный элемент 13, ограничитель 14, входом подключенный к другой обкладке второго высоковольтного конденсатора 3, а выходом через последовательно соединенные элемент НЕ 8 и второй элемент 11 задержки к одному входу второго элемента И 7 и через резонансный фильтр 5 к другому входу второго элемента И 7, выход которого соединен с входом исполнительного элемента 13, при этом выход преобразователя 9 подключен к другому входу порогового блока 12, выход которого соединен с одним входом первого элемента И 6, другой вход которого подключен к выходу выпрямителя 13, а выход соединен непосредственно, а также через первый элемент 10 задержки с первым и вторым входами соответственно перестраиваемого генератора 4, выход которого подключен к другой обкладке первого высоковольтного конденсатора 1 и к входу выпрямителя 13. The locking indicator of the direction of the short circuit (Figs. 2, 4, 5) contains the first high-voltage capacitor 1, the transmission line 2 and the second high-voltage capacitor 3, a tunable generator 4, a resonance filter 5, two elements And 6, 7, an element NOT 8, connected in series a current converter 9, two delay elements 10, 11, a threshold block 12, a rectifier 13, connected to one input of a threshold block 12, and an actuator 13, a limiter 14 connected to another plate of the second high-voltage capacitor 3, and the output m through series-connected element HE 8 and the second delay element 11 to one input of the second element And 7 and through the resonant filter 5 to the other input of the second element And 7, the output of which is connected to the input of the actuating element 13, while the output of the Converter 9 is connected to another input threshold unit 12, the output of which is connected to one input of the first element And 6, the other input of which is connected to the output of the rectifier 13, and the output is connected directly, as well as through the first delay element 10 with the first and second inputs, respectively but tunable generator 4, the output of which is connected to another plate of the first high-voltage capacitor 1 and to the input of the rectifier 13.

Элементы 1, 2, 4, 6, 10, 12, 13 входят в состав передающего устройства 14, тогда как элементы 3, 5, 7, 8, 11, 13, 14 в состав приемного устройства 15. Elements 1, 2, 4, 6, 10, 12, 13 are part of the transmitting device 14, while elements 3, 5, 7, 8, 11, 13, 14 are part of the receiving device 15.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Функционирование известного устройства (фиг. 1, 4) в общих чертах описано выше. The functioning of the known device (Fig. 1, 4) is generally described above.

Особенности работы предлагаемого устройства заключаются в следующем. Features of the proposed device are as follows.

При наличии высоковольтного напряжения в линии 2 передачи через С1 и выходную цепь генератора 4 (выполнен по классической схеме (2) с добавлением трансформаторного выхода) заряжается накопительная емкость на выходе выпрямителя 13 (фиг. 3). При междуфазном коротком замыкании за передающим устройством 14, установленном на отпайке в линии, магнитное поле тока короткого замыкания наводит электродвижущую силу в обмотках преобразователя тока, поступающую на вход блока 12 (моменты t₁ и t₂ на фиг. 3), цепи питания которого подключены к выходу выпрямителя 13. С выхода блока 12 сигнал поступает на управляющий вход И 6, который, открываясь, подключает выход выпрямителя к входам элемента 10 задержки и генератора 4. Элемент 10 задает начало запуска генератора от момента возникновения тока короткого замыкания и выходное напряжение генератора (t₄ t₅) через С1 поступает в линию 2 передачи, по которому передается сигнал на С3 приемного устройства 15, установленного на подстанции. С выхода С3 сигнал поступает на вход ограничителя 14, работающего в линейном режиме (t₄ t₅), а при наличии высоковольтного напряжения в режиме ограничения до момента t₂ (в данном случае два встречно- параллельных включенных диода). При наличии высоковольтного напряжения в линии сигнал с выхода ограничителя, соответствующий логической "1", поступает на вход логического элемента НЕ 8, на выходе которого устанавливается сигнал логического "0", поступающий на вход элемента 11 задержки. С выхода элемента 11 сигнал логического "0" поступает на управляющий вход И 7. При исчезновении в линии высоковольтного напряжения сигнал на выходе ограничителя 14 соответствует сигналу логического "0", и на выходе логического элемента НЕ 8 устанавливается сигнал логической "1", и, начиная с этого момента, с задержкой, определяемой интервалом времени отключения высоковольтного напряжения от начала короткого замыкания, происходит установление сигнала логической "1" (t₃ t₆) на выходе элемента 11, который приводит к открыванию И 7 за заданный промежуток времени, определяемый моментом срабатывания автоматического повторного включения. В случае, если отключение линии обусловлено коротким замыканием в ней, то срабатывает передающее устройство 14 и сигнал заданной частоты проходит через фильтр 5 (t₄-t₅), что приводит к срабатыванию исполнительного элемента 4.In the presence of a high-voltage voltage in the transmission line 2 through C1 and the output circuit of the generator 4 (made according to the classical circuit (2) with the addition of a transformer output), the storage capacitance at the output of the rectifier 13 is charged (Fig. 3). In case of an interphase short circuit behind the transmitting device 14 mounted on a tap in the line, the magnetic field of the short circuit current induces an electromotive force in the windings of the current transducer supplied to the input of block 12 (moments t ₁ and t ₂ in Fig. 3), the power supply circuit of which is connected to the output of the rectifier 13. From the output of block 12, the signal goes to the control input And 6, which, opening, connects the output of the rectifier to the inputs of the delay element 10 and generator 4. Element 10 sets the start of the generator from the moment of occurrence of current circuit and the output voltage of the generator (t ₄ t ₅ ) through C1 enters the transmission line 2, through which the signal is transmitted to C3 of the receiving device 15 installed in the substation. From the output C3, the signal goes to the input of the limiter 14 operating in the linear mode (t ₄ t ₅ ), and in the presence of a high-voltage voltage in the limiting mode up to the moment t ₂ (in this case, two counter-parallel connected diodes). In the presence of a high-voltage voltage in the line, the signal from the output of the limiter corresponding to the logical "1" is fed to the input of the logic element NOT 8, the output of which is set to the signal of the logical "0", which is input to the element 11 of the delay. From the output of element 11, the logic signal “0” is fed to the control input AND 7. When the high voltage voltage disappears in the line, the signal at the output of the limiter 14 corresponds to the signal of the logic “0”, and the signal of the logic “1” is set at the output of the logic element NOT 8, and, from this time, with a delay determined by the high-voltage trip time interval from start of short-circuit, a signal occurs establishing a logical "1" (t _3, t ₆₎ at the output member 11, which leads to the opening and in a given intermediate 7 ok time determined by the activation of the automatic reclosing. If the line is disconnected due to a short circuit in it, then the transmitting device 14 is activated and the signal of a given frequency passes through the filter 5 (t ₄ -t ₅ ), which leads to the actuation of the actuator 4.

В высоковольтной распределительной сети, имеющей древовидный характер, передающие устройства (имеющие разные частоты генерации) устанавливаются на опорах ответвлений и срабатывает то передающее устройство, за которым произошло короткое замыкание, и приемное устройство различает сработавшее передающее устройство по частоте. Как видно из принципа работы устройства, оно может иметь несколько передающих устройств и одно приемное устройство и очевидно, что для частотного разделения сигналов передающих устройств в приемном устройстве необходимо наращивать параллельные каналы, количество которых соответствует числу передающих устройств. In a high-voltage distribution network, which has a tree-like nature, transmitting devices (having different generation frequencies) are installed on the branch supports and the transmitting device behind which there is a short circuit is activated, and the receiving device distinguishes the triggered transmitting device in frequency. As can be seen from the operating principle of the device, it can have several transmitting devices and one receiving device, and it is obvious that for the frequency separation of the signals of the transmitting devices in the receiving device, it is necessary to increase parallel channels, the number of which corresponds to the number of transmitting devices.

Согласно акту внедрения, на двух отпайках одного фидера в А/О Дагэнерго в линии напряжения 10 кВ установлены 2 генератора, настроенные на частоты 1 и 1,5 кГц, а на подстанции установлен приемник, подключенный к фидеру через один высоковольтный изолятор. При проведении искусственных коротких замыканий поочередно за генераторами на приемнике загорались соответствующие индикаторы. Время генерирования сигнала 2 с, высокочастотное напряжение в линии 500 мВ (короткая линия). According to the introduction act, on two taps of one feeder in the Dagenergo A / O, in the voltage line 10 kV, 2 generators are installed, tuned to the frequencies 1 and 1.5 kHz, and at the substation there is a receiver connected to the feeder through one high-voltage insulator. During artificial short circuits, the corresponding indicators illuminated alternately behind the generators on the receiver. The signal generation time is 2 s, the high-frequency voltage in the line is 500 mV (short line).

Claims

A short circuit direction indicator containing the first high-voltage capacitor, the transmission line and the second high-voltage capacitor, a tunable generator, a resonant filter, two AND elements, a NOT element, a current converter, the first delay element, a threshold unit, a rectifier connected to one input by an output threshold unit, and an actuator, characterized in that a second delay element and a limiter are inserted into it, connected to another plate of the second high by input a capacitor, and the output through the series-connected element NOT and the second delay element to one input of the second element And and through the resonant filter to the other input of the second element And, the output of which is connected to the input of the actuating element, while the output of the current transducer is connected to another input of the threshold block the output of which is connected to one input of the first AND element, the other input of which is connected to the output of the rectifier, and the output is connected directly, and also through the first delay element to the first and second th inputs respectively tunable oscillator, whose output is connected to another plate of the first high-voltage capacitor and to the input of the rectifier.