ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ БЛОК ОДНОСИСТЕМНОЙ ДИСТАНЦИОННОЙ НАПРАВЛЕННОЙ ЗАЩИТЫ

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.
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.
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.
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
результате произошедшая авария не диагностируется, ни одна из линий не отключается (продолжает работать в аварийном состоянии).
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.
Технической задачей полезной модели является повышение надежности отключения линии при малых токах замыканиях на землю.
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.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена схема измерительного блока односистемной дистанционной направленной защиты.
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 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.
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".
Измерительный блок односистемной дистанционной направленной защиты работает следующим образом.
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
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.
Использование предлагаемой полезной модели позволяет повысить надежность отключения линии при малых токах замыканиях на землю.
Таблица
Компаратор
Диапазон фазового сдвига φ, в котором на выходе компаратора формируется логитческая 1
3
-85°≤φ≤+85°
4
-90°≤φ<-85°
5
+85°<φ≤+90°
6
-85°≤φ≤+85°