Устройство для продольной дифференциальной токовой защиты линии электропередачи с ответвлением

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ОТВЕТВЛЕНИЕМ, содержащее соединительные провода . и три полуко тлекта, каядый из которых содержит подключенный к трансформаторам тока защищаемой линии и ответвления входной преобразователь токов, элемент компенсации, промежуточный трансформатор, регулируемую модель линии соединительных проводов , разделительный трансформатор , вторичная обмотка которого подключена к зажимам соединительных проводов, а конец первичной обмотки объединен с концом первичной обмотки промежуточного трансформатора, элемент ограничения напряжения, один из выводов которого соединен с началом первичной обмотки разделительного трансформатора, другой с началом первичной обмотки промежуточного трансформатора, формирователь a6coJBOTHoro значения тормозного сигнала, подключенный к вторичной обмЬтке промежуточного трансформатора , формирователь абсолютного значения рабочего сигнала, орган сравнения, входа которого соединены с выходами формирователей абсолютного значения тормозного и рабочего сигналов, и исполнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повьоиения быстродействия, в кгикдый из полу комплектов дополни тельно введены регулируемый источник опорного напряжения, второй орган сравнения и логический элемент И, причем один вход второго органа сравнения соединен с регулируемым источником опорного напряжения, а Л другой - с выходом формирователя абсолютного значения рабочего сигнаС ла, начало вторичной обмотки входного преобразователя токов через эле- i мент компенсации подключено к началу первичной обмотки разделительного трансформатора, а конец обмотки - к началу первичной обмотки промежуточного трансформатора, входы формирователя абсолютного значения рабочего сигнала подключены к выводу от середины вторичной обмотки входного преобразователя токов ;и к началу первичной обмотки разделительного трансформатора, регулируемая модель линии соединительных проводов соединена с выводами первичной обмотки разделительного трансформатора, а исполнительный элемент подключен к выходу логичес:Кого элемента И, входы которого соединены с выходами органов сравнения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECllVEi JIHH

3(59 H 02 H 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Н

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3571119/24«07 . (22) 04.04.83 (46) 30.05.84. Бюл. 9 20 (72) Ю.И.Кедяров (71) Горьковское отделение Всесоюзного государственного проектноиэыскательского н научно-исследовательского института. "Энергосетьпроекта" (53) 621.316.925 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 261526, кл. H 02 Н 3/28, 1970.

2.Межалс Л.В. и др. Универсальная продольная дифференциальная зашита коротких ВЛ. †. "Электричество", 1970, Ф 3, с. 22-26. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗИЦИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ОТВЕТВЛЕНИЕМ, " содержащее соединительные провода и три полукомплекта, -каждый из которых содержит подключенный к трансформаторам тока защищаемой линии и ответвления входной преобразователь токов, элемент компенсации, промежуточный трансформатор, регулируемую модель линии сбединительных проводов, разделительный трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к зажимам соединительных проводов, а конец первичной обмотки объединен с концом первичной обмотки промежуточного трансформатора, элемент ограничения напряжения, один иэ выводов которого соединен с началом первичной обмотки разделительного трансформатора, другойс началом первичной обмотки промежуточного трансформатора, формирова„„SU„„296 А тель абсолютного значения тормозного сигнала, подключенный к вторичной обмотке промежуточного трансформатора, формирователь абсолютного значения рабочего сигнала, орган сравнения, входы которого соединены с выходами формирователей абсолютного значения тормозного.и рабочего сигналов, и исполнительный элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в каждый из полукомплектов дополни тельно введены регулируемый источник опорного напряжения, второй орган сравнения и логический элемент .

И, причем один вход второго органа сравнения соединен с регулируемым источником опорного напряжения, а другой — с выходом формирователя абсолютного значения рабочего -сигнала, начало вторичной обмотки входного преобразователя токов через элемент компенсации подключено к нача- Я лу первичной обмотки разделительного трансформатора, а конец обмотки — к началу первичной обмотки промежуточного трансформатора, входы формирователя абсолютного значения рабочего сигнала подключены к выводу от середины вторичной обмотки входного преобразователя токов и к началу первичной обмотки разделительного трансформатора, регулируемая модель линии соединительных проводов соединена с выводами первичной обмотки разделительного трансформатора, а исполнительный элемент подключен к выходу логического элемента И, входы которого соединены с выходами органов сравнения.

1095296

Указанная цель достигается тем,что в устройстве для продольной дифферен- 60 циальной токовой защиты линии электропередачи с ответвлением содержащем соединительные йровода и три полукомплекта, каждый из которых содержит подключенный к трансформаторам тока заИзобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для продольной дифференциальной токовой защиты линии электропередачи с проводным каналом связи.

Известно устройство для продольной дифференциальной токовой защиты линии электропередачи, содержащее три полукомплекта и соединительные провода, причем каждый полукомплект содержит входной преобразователь токов и дифференциальное реле С1 3

Однако это устройство обладает недостаточной селективностью в режимах внешних коротких замыканий (КЗ) при работе трансформаторов тока с 15 погрешностью, когда на одном из концов защищаемой линии отсутствует торможение.

Наиболее близким к изобретению является устройство для продольной ур дифференциальной токовой защиты линии электропередачи, содержащее соединительные провода и три полукомплекта,каждый из которых содержит подключенный к трансформаторам тока защища-у5 емой линии и ответвления входной преобразователь токов, элемент компенсации, промежуточный трансформатор, регулируемую модель линии .соединительных проводов, разделительный трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к зажимам соединительных проводов, а конец первичной обмотки объединен с концом первичной обмотки промежуточного трансформатора, элемент ограничения напря-З5 жения, один из выводов которого соединен с началом первичной обмотки разделительного трансформатора, другой — с началом первичной обмотки промежуточного трансформатора, форми-40 рователь абсолютного значения тормозного сигнала, подключенный к вторичной обмотке промежуточного трансформатора, формирователь абсолютного значения рабочего сигнала, орган сравнения, входы, которого соединены с выходами формирователей абсолютного значения тормозного и рабочего сигналов, и исполнительный элемент(2).

Недостатком прототипа является низкое быстродействие, обусловленное задержкой в срабатывании испол, нительного элемента на время передачи блокирующего сигнала на полукомплект, находящийся на конце линии, не обтекаемом током при внешнем КЗ.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства. щищаемой линии и ответвления входной преобразователь токов, элемент комгенсации, промежуточный трансформатор, регулируемую модель линии соединительных проводов, разделительный трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к зажимам соединительных проводов, а конец первичной обмотки объединен с концом первичной обмотки промежуточного трансформатора, элемент ограничения напряжения, один из выводов которого соединен с началом первичной обмотки разделительного трансформатора, другой — с началом первичной обмотки промежуточного трансформатора, формирователь абсолютного значения тормозного сигнала, подключенный к вторичной обмотке промежуточного трансформатора, формирователь абсолютного значения рабочего сигнала, орган сравнения, входы которого соединены с выходами формирователей абсолютного значения тормозного и рабочего сигналов и исполнительный элемент, в каждый из полукомплектов дополнительно введены регулируемый источник опорного напряжения, второй орган сравнения и логический элемент

И, причем один вход второго органа сравнения соединен с регулируемым источником опорного напряжения, а другой — с выходом формирователя абсолютного значения рабочего сигнала, начало вторичной обмотки входного преобразователя токов через элемент компенсации подключено к нача-. лу первичной обмотки разделительного трансформатора, а конец обмотки к началу первичной обмотки промежуточного трансформатора, входы формирователя абсолютного значения рабочего сигнала подключены к выводу от середины вторичной обмотки входного преобразователя токов и к началу первичной обмотки разделительного трансформатора, регулируемая модель линии соединительных проводов соединена с выводами первичной обмотки разделительного трансформатора, а исполнительный элемент подключен к выходу логического элемента И, входы которого соединены с выходами органов сравнения.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и

3 — напряжения на зажимах соединительных проводов в режимах внешнего КЗ; на фиг, 4 — то же, внутреннего.

Устройство предназначено для продольной дифференциальной токовой защиты линии 1 электропередачи с ответвлением, имеющей выключатели 2 и трансформаторы тока 3.

Устройство содержит полукомплекты 4, связанные соединительными про1095296 водами 5, в каждый из которых входят входной преобразователь 6 токов,промежуточный трансформатор 7, элемент

8 компенсации, регулируемая модель

9 линии соединительных проводов, элемент 10 ограничения напряжения, разделительный трансформатор 11, формирователи абсолютного значения рабочего 12 и тормозного 13 сигналов, источник опорного напряжения 14, органы 15 и 16 сравнения, логический 10 элемент И 17 и исполнительный элемент 18.

Устройство выполнено на принципе циркуляции токов с компенсацией в рабочем сигнале напряжения от тока 15 в линии соединительных проводов и преобразованием трехфазной системы входных токов в однофазную.

Отстройка от напряжения на выходе формирователя абсолютного значения

12 в режиме внешних КВ, когда полукомплекты защиты обтекаются током

К3, осуществляется тормозным сигналом с формирователя 13. Его величина пропорциснальна току К3 и не 25 зависит от того, где находится место повреждения: в зоне действия устройства защиты или вне зоны.

В связи с тем, что длины соединительных проводов от точки разветвления до полукомплектов устройства могут различаться,то для выравнивания их параметров используются регулируемые модели 9 линии соединительных проводов. Настройка моделей 9 проводится дпя режима внешнего КЗ или режима нагрузки.

Устройство работает следующим образом.

При внешнем К3 самым тяжелым является режим отсутствия тока в от- 40 ветвлении.

Рассмотрим два случая.

Трансформаторы 3 тока линии 1 работают без погрешностей. При этом напряжения 0„ и U íà зажимах соеди- 45 нительных проводов у полукомплектов обтекаемых током КЗ равны и противоположно направлены (фиг. 21. B точке разветвления соединительных проводов и на зажимах полукомплекта 50 ответвления напряжение V равно нуго лю.

Трансформаторы 3 тока на одном из конурок линии 1 работают с погрешностью. В этом случае напряжения 0 8 и

U< не равны и имеют большие амплитуды,чем в случае работы трансформаторов тока без погрешностей (фиг. 3 I.

При этом в месте разветвления соединительных проводов появляется напряжение U>, которое прикладывается 60 к зажимам полукомплекта ответвления, не имеющего тормозного сигнала.

Предотвращение излишнего срабатывания этого полукомплекта достигает.— ся с помощью источника опорного на- 65 пряжения 14, логического элемента

И 17 и второго органа сравнения 15, к входам которого подведен рабочий сигнал с формирователя 12 и сигнал от источника 14.

Величина опорного напряжения U„4 источника 14 принимается большей, чем напряжение на зажимах соединительных проводов полукомплекта ответвления, вызываемого погрешностями трансформаторов токов при максимальных токах внешнего К3. При этом оно должно быть меньше напряжения на зажимах соединительных проводов любого из полукомплектов в режиме внутреннего КЗ.

Величина опорного напряжения выставляется в зависимости от тока КЗ, для чего источник 14 выполнен регулируемым. Поскольку опорное напряжение всегда выбирается меньшим, чем напряжение тормозного сигнала с формирователя 13,то оно не приводит к загрублению защиты.

Функционирование устройства защиты при коротком замыкании в зоне действия рассмотрим для случая одностороннего питания.

В этом режиме напряжения на зажимах соединительных проводов у полукомплектов устройства одинаково направлены и имеют значения, превышаюдие напряжение на зажимах соединительных проводов полукомплекта ответвления в режиме внешнего К3 (фиг. 4 ). Сигналы с формирователей

12 соответственно превышают напряжения с формирователей 13 и источников 14. Поэтому на выходе органон сравнення 15 и 16 появляются напряжения, под всздействием которых происходит одновременное срабатывание всех трех полукомплектов защиты и отключение выключателей линии и ответвления без выдержки времени.

Для правильного функционирования устройства дополнительные орган сравнения 15, источник 14 и логический элемент И 17 достаточно ввести в полукомплекты, установленные по концам линии, не имеющим источников питания °

Предлагаемое устройство является универсальным и может быть применено как для защиты обь1чных двухконцевых линий, так и для защиты линий с двумя ответвлениями.

Таким образом, введение в устройство продольной дифференциальной токовой защиты линии электропередачи с ответвлением дополнительного органа сравнения, источника опорного напряжения и логического элемента И позволяет повысить ее быстродействие.

Это, в свою очередь, способствует повышению надежности систем электро1095296

Ф 1

Pue. g!

pot. Ф

ВНИИПИ Закаэ 3685/37 Тираж 614 Подписное

° В ЮВ ° 4В

М

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул.Проектная, 4 снабжения промышленных предприятий с непрерывным технологическим процессом (химические и металлургические эавоЬы),, где иедопустиуей даже крат ковременные перерывы {более

0,15 с) .