專利名稱：電力系統(tǒng)的功率波動檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率波動檢測裝置，它能根據(jù)電力系統(tǒng)中的功率波動檢測輸出，防止保護繼電器組發(fā)生跳閘。
圖12是一張通常的直接接地系統(tǒng)(短路)的保護繼電器系統(tǒng)的布線圖，它刊登在日本電力公司和電力開發(fā)公司根據(jù)日本工業(yè)標準建立的電力標準B-401“保護繼電器和保護繼電器組”的第90頁上。圖13是一張當姆歐繼電器的位置(如1981年5月由電氣合作研究學(xué)會出版的“電氣合作研究”第37卷第1期的第65頁所示)為起點時獲得的普通工作波形圖。圖13的水平軸表示阻抗的電阻分量R，而垂直軸表示阻抗的電抗分量X。在圖13上能夠顯示姆歐繼電器的相位特性，而圖14至17是說明現(xiàn)有技術(shù)工作的定時圖。
圖12中，標號1表示一保護繼電器組，它能在檢測到電力系統(tǒng)中的故障時，為電力系統(tǒng)中配置的(圖中未示出)斷路器和開關(guān)產(chǎn)生并提供跳閘，而標號2表示一功率波動檢測裝置，它能根據(jù)電力系統(tǒng)中的功率波動檢測來防止保護繼電器組1發(fā)生跳閘。標號3、4和5表示1區(qū)短路姆歐繼電器(圖中以44S-1X1、44S-2X1和44S-3X1表示)，它們保護電力系統(tǒng)線段的第一、第二和第三相的1區(qū)線段；標號6、7和8表示2區(qū)短路姆歐繼電器(圖中以44S-1X2、44S-2X2和44S-3X2表示)，它們保護線段的第一、第二和第三相的2區(qū)線段；而9、10和11表示3區(qū)短路姆歐繼電器(圖中以44S-1D、44S-2D和44S-3D表示)，它們保護線段的第一、第二和第三相的3區(qū)線段。標號12表示一短路偏置姆歐繼電器(圖中以440M表示)，用以檢測電力系統(tǒng)線段的第一、第二和第三相中的功率波動；13、14和15是“與”電路，用以接收1區(qū)短路姆歐繼電器3至5的輸出和3區(qū)短路姆歐繼電器9至11的輸出；16是一“或”電路，用以接收“與”電路13至15的輸出并產(chǎn)生1區(qū)輸出；而17是一禁止電路，它接收“或”電路16的輸出和作為禁止輸入的功率波動檢測裝置2的輸出并產(chǎn)生1區(qū)保護輸出。標號18、19和20表示“與”電路，將2區(qū)短路姆歐繼電器6至8的輸出和3區(qū)短路姆歐繼電器9至11的輸出作為輸入接收；標號21代表一“或”電路，用以接收“與”電路18至20的輸出并產(chǎn)生2區(qū)輸出；標號22和27是“或”電路，用以接收3區(qū)短路姆歐繼電器9至11的輸出并產(chǎn)生3區(qū)輸出；標號23是2區(qū)保護定時器，它由一限時操作電路構(gòu)成，用以保護2區(qū)并接收“或”電路22的輸出；標號24是3區(qū)保護定時器，它由一限時操作電路構(gòu)成，用以保護3區(qū)并接收“或”電路22的輸出；標號25是“與”電路，用以接收2區(qū)保護定時器23和“或”電路21的輸出并產(chǎn)生2區(qū)保護輸出；標號26是“或”電路，用以接收禁止電路17的1區(qū)保護輸出、“與”電路25的2區(qū)保護輸出以及3區(qū)保護定時器24的3區(qū)保護輸出，并用以產(chǎn)生跳閘；標號28是禁止電路，用以接收作為禁止輸入的“或”電路27的輸出和短路偏置姆歐繼電器12的輸出；標號29是一功率波動檢測定時器，它由限時操作電路構(gòu)成，用以接收禁止電路28的輸出；標號30是一功率波動檢測和保持定時器，它由一限時操作和限時復(fù)位電路構(gòu)成，用以接收禁止電路28的輸出；而標號31表示“或”電路，用以接收功率波動檢測和保持定時器30的輸出以及功率波動檢測定時器29的輸出，并產(chǎn)生功率波動檢測輸出。
參看圖13至17描述現(xiàn)有技術(shù)的工作情況。當電力系統(tǒng)中發(fā)生功率波動時，則電流和電壓的變化要比發(fā)生系統(tǒng)故障時慢得多，并且波動時阻抗沿圖13所示的軌跡。按照波動時該阻抗的軌跡，在短路偏置姆歐繼電器于t1時刻激勵之后，短路姆歐繼電器9至11于時刻t2激勵。如果t1和t2之間的時間差t1-t2超出功率波動檢測定時器29的限時操作值，則認為電力系統(tǒng)中發(fā)生了功率波動，并且功率波動檢測裝置2產(chǎn)生高電位“1”，作為功率波動檢測輸出送至禁止電路17的禁止輸入端。因此，即使短路姆歐繼電路3至5與短路姆歐繼電器9至11同時或遲于它們激勵，禁止電路17還是繼續(xù)產(chǎn)生低電位“0”，作為無效信號送至“或”電路26。結(jié)果，“或”電路26不發(fā)生跳閘。換句話說，功率波動檢測裝置2產(chǎn)生高電位“1”，作為功率波動檢測輸出送至禁止電路17的禁止輸入端，從而防止保護繼電器組1發(fā)生不必要的跳閘。
當圖13中所示的功率波動時的阻抗軌跡從短路姆歐繼電器9至11的保護范圍內(nèi)移至短路偏置姆歐繼電器12的保持范圍內(nèi)時，“或”電路27將低電位“0”加至禁止電路28的禁止輸入端；禁止電路28將高電位“1”加至波動檢測定時器29及波動檢測和保持定時器30；而“或”電路31根據(jù)波動檢測定時器29或波動檢測和保持定時器30的較短的限時操作將高電位“1”加至禁止電路17的禁止輸入端。接著，當功率波動時的阻抗軌跡從短路姆歐繼電器9至11的保護范圍內(nèi)移至短路偏置姆歐繼電器12的保護范圍外時，禁止電路28將低電位“0”加至波動檢測定時器29及波動檢測和保持定時器30。當波動檢測定時器29的輸出變?yōu)榈碗娢弧?”時，“或”電路31根據(jù)波動檢測和保持定時器30的限時復(fù)位將低電位“0”加至禁止電路17的禁止輸入端。因此當波動時的阻抗軌跡從短路姆歐繼電器9至11的保護范圍內(nèi)移至短路偏置姆歐繼電器12的保護范圍外時，禁止電路17能夠在波動檢測和保持定時器30的限時復(fù)位之后將高電位“1”作為有效信號加至“或”電路26，以發(fā)生跳閘。換句話說，功率波動檢測裝置2在波動檢測和保持定時器30限時復(fù)位后將低電位“0”作為功率波動檢測輸出加至禁止電路17的禁止輸入端，從而使保護繼電器組1返回一個能產(chǎn)生跳閘的狀態(tài)。
同時，參見圖14—17，圖中相同的標號表示相同器件的信號波形，其中a表示短路偏置姆歐繼電器12的信號波形，b表示短路姆歐繼電器9至11的信號波形，c表示波動檢測定時器29的信號波形，d表示波動檢測和保持定時器30的信號波形，而e表示2區(qū)和3區(qū)的保護定時器23和24的信號波形。在波動檢測期間，在短路姆歐繼電器9至11的保護范圍內(nèi)，發(fā)生了由圖13中F1所指的系統(tǒng)故障時，如果波動檢測和保持定時器30的限時復(fù)位期Tr大于2區(qū)保護定時器23和3區(qū)保護定時器24的限時操作期Tt(Tr＞Tt)，見圖14，那么2區(qū)保護定時器23和3區(qū)保護定時器24在其限時操作之后，將高電位“1”作為操作信號加至“或”電路26，而“或”電路26產(chǎn)生跳閘。相反地，如圖15所示，如果波動檢測和保持定時器30的限時復(fù)位期Tr小于2區(qū)保護定時器23和3區(qū)保護定時器24的限時操作期Tt(Tr＜Tt)，那么波動檢測和保持定時器30在其限時復(fù)位期之后就將低電位“0”作為操作信號加至禁止電路17的禁止輸入端，而禁止電路17產(chǎn)生“1”至“或”電路26，作為“或”電路26產(chǎn)生跳閘的有效信號。
當發(fā)生圖13中F2所指的遠地系統(tǒng)故障(其中短路偏置姆歐繼電器激勵而短路姆歐繼電器9至11不激勵)之后，又發(fā)生圖13中F1所指的在圖13中短路姆歐繼電器9至11的保護范圍內(nèi)的系統(tǒng)故障時，如果如圖16所示，波動檢測和保持定時器30的限時復(fù)位期Tr大于2區(qū)保護定時器23和3區(qū)保護定時器24的限時操作期Tt(Tr＞Tt)，那么2區(qū)保護定時器23和3區(qū)保護定時器24在其限時操作期后將高電位“1”作為操作信號加至“或”電路26，從而“或”電路26產(chǎn)生跳閘。相反地，如果如圖17所示，波動檢測和保持定時器30的限時復(fù)位期Tr小于2區(qū)保護定時器23和3區(qū)保護定時器24的限時操作期Tt(Tr＜Tt)，那么波動檢測和保持定時器30在其限時復(fù)位期后將低電位“0”作為操作信號加至禁止電路17的禁止輸入端，然后禁止電路17將“1”加至“或”電路26，作為“或”電路26用以產(chǎn)生跳閘的有效信號。
另外，即使在未示出的接地保護繼電器組的被保護段的一相中發(fā)生了接地故障，短路偏置姆歐繼電路12由于其寬的保護范圍還是會激勵。結(jié)果，功率波動檢測裝置2將高電位“1”作為功率波動檢測輸出加至禁止電路17的禁止輸入端，防止保護繼電器組1產(chǎn)生不必要的跳閘。當在一相中發(fā)生接地故障后，又在二相或更多相中發(fā)生系統(tǒng)故障時，短路偏置姆歐繼電器12會激勵，并且同樣根據(jù)波動檢測和保持定時器30的限時復(fù)位期Tr與2區(qū)保護定時器23和3區(qū)保護定時器24的限時操作期Tt之間的關(guān)系，在2區(qū)保護定時器23和3區(qū)保護定時器24的限時操作期之后或波動檢測和保持定時器30的限時復(fù)位期之后，自保護繼電器組1的“或”電路26產(chǎn)生用以切斷電力系統(tǒng)的跳閘。
由于如上所述構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的功率波動檢測裝置2，所以當功率波動檢測期間發(fā)生系統(tǒng)故障，在發(fā)生遠地系統(tǒng)故障后又在被保護段內(nèi)發(fā)生系統(tǒng)故障，或者當在一相中發(fā)生接地故障后又在二相或更多相中發(fā)生系統(tǒng)故障時，會出現(xiàn)這樣一個問題，即如果波動檢測和保持定時器30的限時復(fù)位期Tr小于2區(qū)保護定時器23和3區(qū)保護定時器24的限時操作期Tt(Tr＜Tt)，那么保護繼電器組2只能在功率波動檢測和保持定時器30的限時復(fù)位期后才產(chǎn)生跳閘。
系統(tǒng)功率波動可能改變電源頻率。在該情況下，系統(tǒng)功率波動檢測裝置2根據(jù)構(gòu)成接地故障檢測部件的零相位過電流繼電器檢測操作的設(shè)置而激勵，從而接地保護繼電器組產(chǎn)生不必要的跳閘。
本發(fā)明用以解決上述問題，并且發(fā)明的第一個目的是，通過在電力系統(tǒng)中發(fā)生功率波動期間發(fā)生系統(tǒng)故障而系統(tǒng)功率波動檢測裝置卻阻礙保護繼電器組產(chǎn)生跳閘時立即消除對保護繼電器組產(chǎn)生跳閘的阻礙，并允許保護繼電器組不論波動檢測和保持定時器的限時復(fù)位期與2區(qū)保護定時器和3區(qū)保護定時器的限時操作期之間的關(guān)系如何均能產(chǎn)生跳閘，從而來保護電力系統(tǒng)。
本發(fā)明的第二個目的是，即使在唯有功率波動檢測繼電器激勵的遠地故障發(fā)生后，在被保護段中發(fā)生了故障時，通過立即消除對保護繼電器組產(chǎn)生跳閘的阻礙，并允許保護繼電器組不論波動檢測和保持定時器的限時復(fù)位期與2區(qū)保護定時器和3區(qū)保持定時器的限時操作期之間的關(guān)系如何都能產(chǎn)生跳閘，從而來保護電力系統(tǒng)。
本發(fā)明的第三個目的是，即使在一相中發(fā)生接地故障后又在兩相或更多相中發(fā)生故障時，通過立即消除對保護繼電器組產(chǎn)生跳閘的阻礙，并允許保護繼電器組不論功率波動檢測繼電器的設(shè)置時段如何都能產(chǎn)生跳閘，從而來保護電力系統(tǒng)。
本發(fā)明的第四個目的是，即使在電力系統(tǒng)中由波動而改變了電源頻率時，也能防止接地保護繼電器組產(chǎn)生不必要的跳閘。
根據(jù)權(quán)利要求1中要求的本發(fā)明的第一個方面，提供一種功率波動檢測裝置，它包含一阻抗變化率檢測電路、一故障檢測定時器和一釋放電路。
根據(jù)權(quán)利要求2中要求的本發(fā)明的第二個方面，提供一種功率波動檢測裝置，其中系統(tǒng)功率通量固定電路使本發(fā)明第一方面的阻抗變化率檢測電路的輸出與本發(fā)明第一方面的故障檢測定時器的輸入耦合，以接收功率波動檢測的輸出。
根據(jù)權(quán)利要求3中要求的本發(fā)明的第三個方面，提供一種功率波動檢測裝置，其中本發(fā)明第二方面的系統(tǒng)功率通量固定電路由三輸入端邏輯電路制成，它能接收阻抗變化率檢測電路輸出、功率波動檢測輸出以及用來檢測電力系統(tǒng)中過電流的故障檢測電路的輸出作為輸入。
根據(jù)權(quán)利要求4中要求的本發(fā)明的第四個方面，提供一種功率波動檢測裝置，其中為電力系統(tǒng)的每一相配備本發(fā)明第一方面的阻抗變化率檢測電路、故障檢測定時器和釋放電路。
根據(jù)權(quán)利要求5中要求的本發(fā)明的第五個方面，提供一種功率波動檢測裝置，其中為電力系統(tǒng)的每一線段和每一相配備本發(fā)明第四方面的阻抗變化率檢測電路。
根據(jù)權(quán)利要求6中要求的本發(fā)明的第六個方面，提供一種功率波動檢測裝置，其中配備一單相接地檢測電路，從而由單相接地檢測電路的檢測輸出來抑制用以檢測電力系統(tǒng)中功率波動的功率波動檢測繼電器的功率波動檢測輸出。
在本發(fā)明第一方面的功率波動檢測裝置中，當阻抗變化率檢測電路檢測到電力系統(tǒng)的阻抗下跌至預(yù)定值以下，并且阻抗變化率檢測電路檢測操作所持續(xù)的時間比故障檢測定時器中預(yù)定的時間間隔長時，釋放電路取消對保護繼電器組產(chǎn)生跳閘的阻礙。
在本發(fā)明第二個方面的功率波動檢測裝置中，已經(jīng)接收阻抗變化率檢測電路輸出的系統(tǒng)功率通量固定電路必要時才響應(yīng)功率波動檢測輸出，激勵故障檢測定時器。
在本發(fā)明第三個方面的功率波動檢測裝置中，已經(jīng)接收阻抗變化率檢測電路輸出的系統(tǒng)功率通量固定電路必要時才響應(yīng)功率波動檢測輸出或者電力系統(tǒng)故障時的過電流檢測輸出，激勵故障檢測定時器。
在本發(fā)明第四個方面的功率波動檢測裝置中，即使當電力系統(tǒng)中的功率波動改變電源頻率時，為電力系統(tǒng)每一相配備的阻抗變化率檢測電路也能防止接地保護繼電器組產(chǎn)生不必要的跳閘。
在本發(fā)明第五個方面的功率波動檢測裝置中，當電力系統(tǒng)中的功率波動改變電源頻率時，為電力系統(tǒng)每一相和每一線段所配備的阻抗變化率檢測電路能防止接地保護繼電器組產(chǎn)生不必要的跳閘。
在本發(fā)明第六個方面的功率波動檢測裝置中，當一相中發(fā)生接地故障后，又在兩相或更多相中發(fā)生故障時，單相接地檢測電路會抑制功率波動檢測繼電器產(chǎn)生功率波動檢測輸出。
結(jié)合附圖，本發(fā)明上述及其他目的、特征和優(yōu)點將由下列描述變得更為明顯。
圖1是一張按照本發(fā)明實施例1的、具有一保護繼電器組的功率波動檢測裝置的布線圖；圖2是一張說明實施例1功能的、姆歐繼電器的工作波形圖；圖3是一張說明實施例1阻抗繼電器功能的圖；圖4是一張按照本發(fā)明實施例2的、具有一保護繼電器組的功率波動檢測裝置的布線圖；圖5是一張按照本發(fā)明實施例3的、具有一保護繼電器組的功率波動檢測裝置的布線圖；圖6是一張按照本發(fā)明實施例4的功率波動檢測裝置的布線圖；圖7是一張顯示實施例4功能的定時圖；圖8是一張按照本發(fā)明實施例5的功率波動檢測裝置的布線圖；圖9是一張按照本發(fā)明實施例6的功率波動檢測裝置的布線圖；圖10是一張按照本發(fā)明實施例7的功率波動檢測裝置的布線圖；圖11是一張顯示實施例7功能的定時圖；圖12是一張具有一保護繼電器組的現(xiàn)有技術(shù)功率波動檢測裝置的布線圖；圖13是一張說明現(xiàn)有技術(shù)功能的、姆歐繼電器的工作波形圖；圖14是一張說明現(xiàn)有技術(shù)功能的定時圖；圖15是一張說明現(xiàn)有技術(shù)功能的定時圖；圖16是一張說明現(xiàn)有技術(shù)功能的定時圖；及圖17是一張說明現(xiàn)有技術(shù)功能的定時圖。
對于本發(fā)明的較佳實施例將參照圖1至11加以描述，這里與現(xiàn)有技術(shù)相同或?qū)?yīng)的部分將注以相同的標號。實施例1(權(quán)利要求1)圖1是按照本發(fā)明實施例1的包括電力系統(tǒng)保護繼電器組的功率波動檢測裝置的接線圖。在圖1中，保護繼電器組1包含1區(qū)短路姆歐繼電器3-5、2區(qū)短路姆歐繼電器6-8、3區(qū)短路姆歐繼電器9-11、“與”電路13-15、產(chǎn)生1區(qū)輸出的“或”電路16、產(chǎn)生相1區(qū)保護輸出的禁止電路17、“與”電路18-20、產(chǎn)生2區(qū)輸出的“或”電路21、產(chǎn)生3區(qū)輸出的“或”電路22、構(gòu)成限時操作電路的2區(qū)保護定時器23、構(gòu)成限時操作電路的3區(qū)保護定時器24，產(chǎn)生2區(qū)保護輸出的“與”電路25和產(chǎn)生跳閘動作的“或”電路26。功率波動檢測裝置2包括短路偏置姆歐繼電器12、產(chǎn)生3區(qū)保護輸出的“或”電路27、禁止電路28、構(gòu)成限時操作電路的功率波動檢測定時間器29、構(gòu)成限時操作和限時復(fù)位的功率波動檢測和保持定時器30、產(chǎn)生功率波動檢測輸出的“或”電路31、阻抗繼電器32、故障檢測定時器33和釋放電路34。阻抗繼電器32檢測出由電力系統(tǒng)的電流、電壓引起的阻抗變化率，并構(gòu)成一個阻抗變化率檢測電路，當阻抗變化率(變化寬度)下跌至低于一定值時該電路開始工作。阻抗繼電器32的輸出耦合到故障檢測定時器33上，釋放電路34為一禁止電路，它接收故障檢測定時器33的輸出作為禁止輸入，還接收“或”電路31的輸出以產(chǎn)生功率波動檢測輸出。釋放電路17的輸出加至保護繼電器組1的禁止電路17的禁止輸入端。當滿足以下算式時阻抗繼電器32激勵；|R(t)－R(t－180)|＜0.5Ω……(1)|X(t)－X(t－180)|＜0.5Ω……(2)這里R(t)和x(t)分別表示阻抗的電阻和電抗分量。R(t－180)和x(t－180)表示半個周期前的對應(yīng)數(shù)據(jù)。因此，在圖3中，如果F3＝10歐姆而F4＝2歐姆，則算式(1)不成立而算式(2)成立。結(jié)果，阻抗繼電器32不激勵。如果F3＝10歐姆而F4＝9.6歐姆，上述兩式都成立，阻抗繼電器32就激勵。
參照圖2下面將敘述本發(fā)明實施例1的操作。當一個電力系統(tǒng)發(fā)生功率波動時要比系統(tǒng)發(fā)生故障時電流、電壓的變化緩慢，而阻抗遵循如圖2所示的一條軌跡變化。對應(yīng)于波動時刻的阻抗軌跡，短路偏置姆歐繼電器12在時刻t1激勵，隨后短路姆歐繼電器9-11在時刻t2激勵。與現(xiàn)有技術(shù)一樣，如果操作時刻t1、t2的時間差t1—t2超過功率波動檢測定時間器29的操作時限，則電力系統(tǒng)被視作發(fā)生了功率波動，功率波動檢測裝置2就向禁止電路17的禁止輸入端發(fā)送作為功率波動檢測輸出的高電平“1”以防止保護繼電器組1產(chǎn)生不必要的跳閘動作。當圖2中發(fā)生波動時的阻抗軌跡從短路姆歐繼電器9-11的保護范圍內(nèi)部移到短路偏置姆歐繼電器12保護范圍的外部時，經(jīng)過波動檢測和保持定時器30的限時復(fù)位期之后，功率波動檢測裝置2向禁止電路17的禁止輸入端發(fā)送作為功率波動檢測輸出的低電平“0”，因此保護繼電器組1又恢復(fù)到能夠產(chǎn)生跳閘動作的狀態(tài)，這與已有技術(shù)是相同的。
與此同時，如果在功率波動檢測期間在短路姆歐繼電器9-11的保護范圍內(nèi)發(fā)生了系統(tǒng)故障，則緩慢變化著的阻抗軌跡就會移至故障點F1，如圖2所示。由于阻抗在故障點F1處基本上為一固定值，阻抗繼電器32就檢出系統(tǒng)故障，經(jīng)過一設(shè)定時間后檢測定時器完成一個限時操作，“與”電路34取消來自“或”電路31、送往保護繼電器組1的作為功率波動檢測輸出的高電平“1”。結(jié)果，“或”電路26就在2區(qū)保護定時器23和3區(qū)保護定時器24的限時操作之后或波動檢測和保持定時器30的限時復(fù)位完成之前產(chǎn)生一個跳閘動作而不管波動檢測和保持定時器30的限時復(fù)位期和2區(qū)保護定時器23與3區(qū)保護定時器24的限時操作期之間的關(guān)系如何。
當F1表示的系統(tǒng)故障發(fā)生于短路姆歐繼電器9-11的保護段內(nèi)并在圖2中F2表示的遠地系統(tǒng)故障之后發(fā)生時(此處短路偏置姆歐繼電器12激勵而短路姆歐繼電器9-11未激勵)，阻抗繼電器32檢測到系統(tǒng)故障F1，檢測定時器33由此而完成一個限時操作，如上面所述情形。在一個設(shè)定的由限時操作引起的預(yù)定的延遲時間之后，檢測定時器33向“與”電路34的禁止輸入端發(fā)送一高電平“1”，而“與”電路34又取消這一高電平作為來自“或”電路31、加至保護繼電器組1的功率波動檢測輸出。結(jié)果，“或”電路25就在2區(qū)保護定時器23和3區(qū)保護定時器24的限時操作之后或波動檢測和保持定時器30的限時復(fù)位先成之前產(chǎn)生一個跳閘動作而不管上述兩種限時期之間關(guān)系如何。
而且，即使在未畫出的接地保護裝置的保護段發(fā)生單相接地故障，由于保護范圍較寬而使短路偏置姆歐繼電器12激勵，功率波動檢測裝置2向禁止電路17的禁止端發(fā)送一個作為功率波動檢測輸出的高電平“1”以防止保護繼電器組1產(chǎn)生不必要的跳閘動作。當上述單相接地故障發(fā)生之后，又在兩相或兩相以上發(fā)生系統(tǒng)故障時，阻抗繼電器32檢測到系統(tǒng)故障，而“與”電路34將取消來自“或”電路31、并送往保護繼電器組1的禁止信號，這樣“或”電路26就產(chǎn)生一個跳閘動作，類似于上述情形。實施例2(權(quán)利要求2)圖4是按照本發(fā)明實施例2的包括電力系統(tǒng)保護繼電器組的功率波動檢測裝置的布線圖。在圖4中，本實施例2的特點在于，在阻抗繼電器32(圖中用△RX表示)和檢測定時器33之間提供了用以固定系統(tǒng)功率通量的“與”電路35，阻抗繼電器32的輸出和“或”電路31的輸出送往“與”電路35，而“與”電路35的輸出送往檢測定時器33。
因此，按照本實施例2，由于固定系統(tǒng)功率通量的“與”電路35由“或”電路31和阻抗繼電器32的輸出激勵，所以在電力系統(tǒng)有功率通量的時候檢測時間繼電器33沒有激勵。因此，如果電力系統(tǒng)發(fā)生功率波動，除了施行實施例1的操作之外功率波動檢測裝置2立即檢測到該波動，并防止保護繼電器組1產(chǎn)生跳閘動作。簡而言之，為了維持電壓和電流大致上恒定，功率通量一般總是在電力系統(tǒng)內(nèi)流動，所以在阻抗下跌至低于一個預(yù)定值時阻抗繼電器32就要工作。因此，在沒有“與”電路35固定系統(tǒng)功率通量的情況下，阻止了來自釋入電路34的功率波動檢測輸出，當功率波動發(fā)生時，阻抗繼電器32的復(fù)位期有可能延遲功率波動檢測輸出，因而也延遲了為防止保護繼電器組1產(chǎn)生跳閘動作?；谝陨侠碛桑陔娏ο到y(tǒng)正常工作情況下，固定系統(tǒng)功率通量的“與”電路35起到了不阻止功率波動檢測輸出的作用。結(jié)果，功率波動檢測裝置2立即檢測到功率波動并防止保護繼電器組1發(fā)生跳閘動作。實施例3(權(quán)利要求3)圖5是按照本發(fā)明實施例3的包括電力系統(tǒng)保護繼電器組的功率波動檢測裝置的布線圖。在圖5中，本實施例3的特點在于，上述實施例2的固定系統(tǒng)的功率通量的“與”電路35由一個三輸出端的部件組成，提供了諸如過電流檢測繼電器的故障檢測電路36，并把故障檢測電路36的輸出耦合到“與”電路35的附加輸出端。
因此，按照本實施例3，由于故障檢測電路36工作在電流超過預(yù)定的系統(tǒng)故障值或電壓低于預(yù)定的系統(tǒng)故障值的狀態(tài)下，功率波動檢測裝置2就可以在必要時不激勵。當電力系統(tǒng)發(fā)生功率波動時，除了施行實施例2的操作以外，功率波動檢測裝置2立即檢測到功率波動并防止保護繼電器組1發(fā)生跳閘動作。實施例4(權(quán)利要求4)圖6是按照本發(fā)明實施例4的包括電力系統(tǒng)保護繼電器組的功率波動檢測裝置的布線圖。圖7是解釋實施例4的操作的定時圖。在圖6中，實施例4的特點在于，(1)實施例2的阻抗繼電器32由第一相接地阻抗繼電器51(圖中用△RXG—1表示)、第二相接地阻抗繼電器52(圖中用△RXG-2表示)和第三相接地阻抗繼電器53(圖中用△RXG—3表示)組成；(2)上述實施例2的固定系統(tǒng)功率通量的“與”電路35由第一相接地“與”電路54、第二相接地“與”電路55和第三相接地“與”電路56組成，這三個電路的每個電路接收“或”電路31的輸出并各自獨立地接收第一相、第二相、第三相接地阻抗繼電器51-53的輸出；(3)上述實施例2的故障檢測定時器33由第一相接地故障定時器66、第二相接地故障定時器67、和第三相接地故障定時器68和短路檢測定時器69組成；(4)實施例2所述的釋放電路34由第一相接地釋放電路、第二相接地釋放電路71、第三相接地釋放電路72和短路釋放電路73組成；(5)本裝置包括接收第一相、第二相和第三相接地“與”電路54-56輸出的“與”電路57、接收第一相和第二相接地“與”電路54和55的輸出的“與”電路58、接收第二相和第三相接地“與”電路55和56的輸出的“與”電路59、接收第一相和第三相接地“與”電路54和56的輸出的“與”電路60、接收“與”電路58-60的輸出的“或”電路61、接收“或”電路61的輸出和作為禁止輸入的“與”電路57的輸出的禁止電路62以及接收作為禁止輸入的禁止電路62的輸出和第一相、第二相、第三相接地“與”電路54-56的輸出的禁止電路63-65；(6)把禁止電路63-65的輸出端分別耦合到第一相、第二相和第三相接地故障檢測定時器66-68上，把“或”電路61的輸出端耦合到短路檢測定時器69上，把短路檢測定時器69的輸入端耦合到短路釋放電路73的禁止輸入端，并把短路釋放電路73的輸入端與“與”電路31的輸出端耦合。
因此，按照本實施例4，由于第一相、第二相和第三相接地檢測輸出和短路檢測輸出是分開產(chǎn)生的，所以即使電力系統(tǒng)發(fā)生功率波動期間電源頻率有變化，除了施行上述實施例1的操作外，功率波動檢測裝置可以防止接地保護繼電器組產(chǎn)生不必要的跳閘動作。參見圖7(A)，7(B)和7(C)，圖中相同的標號表示相同電路部分的信號波形，其中標號a表示第一相接地阻抗繼電器51的信號波形，標號b表示第二相接地阻抗繼電器52的信號波形，標號c表示第三相接地阻抗繼電器53的信號波形，標號d表示“與”電路58至60的信號波形，標號e表示“與”電路57的信號波形，標號f表示“與”電路62的信號波形，標號g表示禁止電路63的信號波形，標號h表示禁止電路64的信號波形，而標號i表示禁止電路65的信號波形。簡而言之，當一相發(fā)生接地故障時，如圖7(A)所示，在第一相、第二相和第三相接地阻抗繼電器51-53中與相應(yīng)的發(fā)生故障的那一相的阻抗繼電器激勵，“與”電路57-60、“或”電路61和禁止電路62均未激勵，“與”電路63-65中只有一個激勵。當發(fā)生所圖7(B)所示的二相接地故障時，在第一相、第二相和第三相接地阻抗繼電器51-53中，有與相應(yīng)的發(fā)生故障的那兩個相的阻抗繼電器激勵，“與”電路58-60和“或”電路61激勵，“與”電路57未激勵，禁止電路62激勵，“與”電路63-65未激勵。而且，在發(fā)生如圖7(C)所示的三相故障時，第一相、第二相和第三相接地阻抗繼電器都激勵，“與”電路57-60和“或”電路61激勵，禁止電路62未激勵，“與”電路63-65激勵。結(jié)果，即使在電力系統(tǒng)發(fā)生功率波動期間電源頻率有所變化，也能防止接地保護繼電器組產(chǎn)生不必要的跳閘動作。實施例5(權(quán)利要求5)圖8是按照本發(fā)明實施例5的包括電力系統(tǒng)保護繼電器組的功率波動檢測裝置的布線圖。在圖8中，實施例5的特點在于，(1)實施例4中的阻抗繼電器32由第一相、第二相和第三相接地阻抗繼電器51-53、第一相短路阻抗繼電器81(圖中用△RXS—1表示)、第二相短路阻抗繼電器82(圖中用△RXS—2表示)和第三相短路阻抗繼電器83(圖中用△RXS—3表示)組成；(2)上述實施例4的固定系統(tǒng)功率通量的“與”電路35由第一相、第二相和第三相短路“與”電路84-86組成；(3)上述實施例4的故障檢測定時器33由第一相、第二相和第三相接地故障檢測定時器66-68和第一相、第二相和第三相短路檢測定時器87-89組成。在本實施例5中，和上述的實施例4一樣，釋放電路33由第一相、第二相和第三相接地釋放電路70-72和短路釋放電路73組成。
因此，按照本實施例5，與實施例4不同，由于這里對每一相都提供阻抗繼電器和故障檢測定時器，因而簡化了邏輯電路的結(jié)構(gòu)，即使在電力系統(tǒng)發(fā)生功率波動期間電源頻率有變化，也能防止接地保護繼電器組產(chǎn)生不必要的跳閘動作。實施例6(權(quán)利要求5)圖9是按照本發(fā)明實施例6的包括電力系統(tǒng)保護繼電器組的功率波動的檢測裝置的布線圖。如圖9所示，本實施例6的特點在于，上述的實施例5的短路釋放電路73由第一相、第二相和第三相短路釋放電路91-93組成，這樣對第一相上都能產(chǎn)生短路檢測輸出。
在圖6、8和9中，為簡明起見沒有畫出短路和接地保護繼電器組。實施例7(權(quán)利要求6)圖10是按照本發(fā)明實施例7的包括電力系統(tǒng)保護繼電器組的功率波動檢測裝置的布線圖。圖11是解釋本實施例7的操作的定時圖。在圖10中，本實施例7的特點在于，上述實施例1的禁止電路28由一個含有兩個禁止輸入端的三輸入端元件構(gòu)成，單相接地檢測電路47的輸出信號加到其中一個禁止輸入端。單相接地檢測電路47由以下部分組成三級接地姆歐繼電器37、38和39(圖中分別以44G-1D、44G-2D和44G-3D表示)、接收三級接地姆歐繼電器37-39輸出信號的“或”電路40、接收三級接地姆歐繼電器37和38輸出的“與”電路41、接收三級接地姆歐繼電器38和39輸出的“與”電路42、接收三級接地姆歐繼電器37和39輸出的“與”電路43、接收“與”電路41-43輸出的“或”電路44、接收“或”電路44和“或”電路40輸出的“與”電路45、構(gòu)成限時操作電路以接收“與”電路45輸出的單相接地檢測定時器46。單相接地檢測定時器耦合到禁止電路28的禁止輸入端。
因此，按照本實施例7，由于單相接地檢測電路47的輸出被用作禁止保護繼電器組1作出跳閘動作的信號，所以即使在發(fā)生一個單相接地故障后又發(fā)生一個兩相或兩相以上的系統(tǒng)故障，除了施行實施例1的操作以外，功率波動檢測裝置2也能不阻礙保護繼電器單元產(chǎn)生跳閘動作。參見圖11(A)和圖11(B)，兩圖中相同的標號表示相同電路部分的信號波形，其中標號a，b和c分別表示三級接地姆歐繼電器37、38和39的信號波形，d表示“或”電路40的信號波形，標號e表示“與”電路41至43的信號波形，標號f表示禁止電路45的信號波形，而標號g表示接地檢測定時器46的信號波形。簡而言之，當發(fā)生一個如圖11(A)所示的單相接地故障時，激勵與故障相對應(yīng)的三級接地姆歐繼電器37-39中的一個繼電器，激勵下一級的“或”電路40，“與”電路41-43未激勵，激勵“與”電路45，而單相接地檢測定時器46完成限時操作。當發(fā)生一個如圖11(B)所示兩相接地故障時，激勵與故障相對應(yīng)的三級姆歐繼電器37-39中的兩個繼電器，激勵“或”電路40和“與”電路41-43，“與”電路45未激勵，也未激勵單相接地檢測定時器。結(jié)果，即使在單相接地故障之后又發(fā)生了兩相系統(tǒng)故障，保護繼電器組1也會立即產(chǎn)生跳閘動作而不管波動檢測和保持定時器30的限時復(fù)位期與2區(qū)保護定時器23和3區(qū)保護定時器24的限時操作周期之間的關(guān)系如何。
按照本發(fā)明第一個方面，由于在阻抗變化率檢測電路檢測到電力系統(tǒng)阻抗變化下跌至低于一預(yù)定值并且該電路的檢測操作時間超過故障檢測定時器中預(yù)定值時釋放電路取消了對保護繼電器組發(fā)生跳閘動作的功能的阻礙，所以當遠地故障后此時只有功率波動檢測繼電器激勵如電力系統(tǒng)功率波動期間發(fā)生了系統(tǒng)故障或保護段發(fā)生故障，保護繼電器單元就會立即產(chǎn)生跳閘動作而不管波動檢測和保護定時器的限時復(fù)位期與2區(qū)保護定時器和3區(qū)保護定時器的限時操作期之間的關(guān)系如何。
按照本發(fā)明的第二個方面，由地接收阻抗變化率檢測電路輸出的系統(tǒng)功率通量固定電路只在需要時才響應(yīng)功率波動檢測輸出而激勵故障檢測定時器，所以可以防止由電力系統(tǒng)中功率通量引起的功率波動檢測裝置誤動作。
按照本發(fā)明的第三個方面，由于接收阻抗變化率檢測電路輸出的系統(tǒng)功率能量固定電路只在需要時才響應(yīng)電力系統(tǒng)中的功率波動的檢測的輸出或故障發(fā)生時的過電流保護輸出而激勵故障檢測定時器，所以功率波動檢測裝置不需未激勵，而且可以有效地防止由電力系統(tǒng)中功率通量引起的該裝置的誤動作。
按照本發(fā)明的第四個方面，由于在每相上都提供了阻抗變化率檢測電路，而功率波動檢測裝置對每相產(chǎn)生接地檢測輸出以及短路檢測輸出，所以即使在功率波動時電源頻率有所變化也能防止接地保護繼電器組發(fā)生不必要的跳閘動作。
按照本發(fā)明的第五個方面，由于在電力系統(tǒng)的每一線段和每相上都提供了阻抗變化率檢測電路，而功率波動檢測裝置對每相上產(chǎn)生接地檢測輸出以及短路輸出，所以即使在功率波動時電源頻率有所變化也能防止接地保護繼電器組發(fā)生不必要的跳閘動作。
按照本發(fā)明的第六個方面，在發(fā)生單相接地故障之后又發(fā)生兩相或兩相以上的系統(tǒng)故障，由于提供了單相接地檢測電路，并且檢測電力系統(tǒng)功率波動的功率波動檢測繼電器的輸出是禁止的，所以保護繼電器組立即產(chǎn)生跳閘動作而不管波動檢測和保持定時器的限時復(fù)位期與2區(qū)保護定時器和3區(qū)保護定時器的限時操作期之間的關(guān)系如何。
權(quán)利要求
1.一種電力系統(tǒng)的功率波動檢測裝置，其特征在于，能根據(jù)功率波動檢測輸出防止保護電力系統(tǒng)用的保護繼電器組產(chǎn)生跳閘，功率波動檢測裝置包含一用來檢測電力系統(tǒng)中阻抗變化率的阻抗變化率檢測電路；一由阻抗變化率檢測電路的輸出所激勵的故障檢測定時器；以及一用來根據(jù)故障檢測定時器的輸出和功率波動檢測輸出的邏輯積，消除對保護繼電器組產(chǎn)生跳閘阻礙的釋放電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)的功率波動檢測裝置，其特征在于，用以接收功率波動檢測輸出的系統(tǒng)功率通量固定電路使阻抗變化率檢測電路的輸出與故障檢測定時器的輸入互連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力系統(tǒng)的功率波動檢測裝置，其特征在于，系統(tǒng)功率通量固定電路由量邏輯電路組成，邏輯電路用來接收阻抗變化率檢測電路的輸出、功率波動檢測輸出和用以檢測電力系統(tǒng)中過電流的故障檢測電路的輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)的功率波動檢測裝置，其特征在于，為電力系統(tǒng)的每一相配備阻抗變化率檢測電路、故障檢測定時器和釋放電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力系統(tǒng)的功率波動檢測裝置，其特征在于，為電力系統(tǒng)的每一線段和每一相配備阻抗變化率檢測電路。
6.一種電力系統(tǒng)的功率波動檢測裝置，其特征在于，包含一功率波動檢測繼電器，所述功率波動檢測繼電器用來檢測電力系統(tǒng)中功率波動并能根據(jù)功率波動檢測繼電器的檢測輸出防止保護電力系統(tǒng)用的保護繼電器組產(chǎn)生跳閘，功率波動檢測裝置還進一步包含一單相接地檢測電路，所述單相接地檢測電路用來檢測電力系統(tǒng)中的單相接地故障并根據(jù)其檢測輸出抑制功率波動檢測繼電器的輸出。
全文摘要
當阻抗繼電器(32)檢測到電力系統(tǒng)的阻抗變化下跌至預(yù)定值以下，并且該阻抗繼電器(32)檢測操作的持續(xù)時間比在故障檢測定時器(33)中設(shè)置的預(yù)定時間長時，釋放電路34取消對保護繼電器組產(chǎn)生跳閘的阻礙，從而保護繼電器組能夠不管波動檢測和保持定時器的限時復(fù)位期與2區(qū)保護定時器和3區(qū)保護定時器的限時操作期之間的關(guān)系如何，而立即產(chǎn)生跳閘。
文檔編號H02H3/40GK1122962SQ9510348
公開日1996年5月22日 申請日期1995年4月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月27日
發(fā)明者木村壽孝, 尾田重遠 申請人:三菱電機株式會社