Устройство для релейной защиты от коротких замыканий линии электропередачи в неполнофазном режиме

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

gg 4 Н 02 Н 3/34, 7/26 фью<» лP q r, q q.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4084736/24-07 (22) 14.06.86 (46) 07.01,88. Бюл. У 1 (71) Сибирский научно-исследовательский институт энергетики (72) А.А.Калюжный, М.Л.Левинштейн, А.П.Шибанов и М.И.Хорошев (53) 621.316.925 (088.8)

l (56) Авторское свидетельство СССР

У 515201, кл, Н 02 Н 3/16, 1976.

Богорад А.M., Назаров Ю.Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах. — М.: Энергия, 1969, с.248-275.

Авторское свидетельство СССР

У 744837, кл. Н 02 Н 7/26, Н 02 Н 3/34, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ В НЕПОЛНОФАЗНОМ РЕЖИМЕ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной за"

„,Я0„„1365220 А 1 щите линий электропередач, Цель изобретения - повьппение чувствительности защиты ко всем видам коротких замыканий на неполнофазной линии и обес.— . печение функций дальнего резервирования и селективности защиты при пов- реждениях на смежных присоединениях.

Работа устройства основана на измерении токов обратной и нулевой последовательности и фазных активных мощностей линии. Сигнал на отключение неполнофазной линии выдается при превышении суммы измеренных токов величины уставки либо при превьппении величины уставки отношения разности фаэных мощностей к их сумме.

Функции дальнего резервирования и селективная работа основаны на изме" рении разности фаз напряжения обратной последовательности линии и на измерении разности векторов токов нулевой последовательности в линии и в примыкающем автотрансформаторе.

:2 ил.

65220 2

ro подключен к второму входу сумма-— тора 10.

Суммирующий выход сумматора 10

5 подключен к второму входу коммутирующего блока 12, к третьему входу которого подключен выход сумматора

13. Сумматор 13 предназначен для получения суммы токов нулевой и обратной последовательностей, и его входы подключены к выходам фильтров 6 и 7 тока нулевой и обратной последовательностей соответственно. Выход блока 12 подключен к входу элемента

15 И 14, к второму входу которого подключен выход блока 8.

На схеме обозначены шины 1 подстанции защищаемой воздушной линии

1ВЛ) с включенным в нее выключате.— лем 2, защищаемая линия 3 электропередачи, в которую включаются трансформаторы 4 тока линии и трансформаторы 5 напряжения линии, первый фильтр 6 тока нулевой последовательности предназначен для выделения тока нулевой последовательности защищаемой линии и подключен к трансформаторам тока 4, к .которым подключен также фильтр 7 тока обратной последовательности, предназначенный для выделения тока обратной последовательности линии. Блок 8 выявления неполнофазного режима предназначен для фиксации неполнофазного режима на защищаемой ВЛ. Репейный орган 9 с круговой характеристикой срабатывания в комплексной плоскости подводимых к нему величин с центром в начале координат предназначен для определения отношения разности мощностей неотключенных фаз линии к их сумме и сравнения полученного значения с уставкой, может быть выполнен на базе реле сопротивления с круговой характеристикой, входы которого через сумматор 10 соединены с выходами датчика 11 фазной активности мощности, а выход релейного органа 9 подключен к входу коммутирующего блока

l2. Сумматор 10 предназначен для по.лучения суммы и разности активных мощностей неотключенных фаз неполнофазной линии. Выбор неотключенных фаз осуществляется блоком 8 выявления неполнофазного режима, выход которо-

1 !

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике линий электропередачи, на которых предусмотрены однофазное автоматическое повторное включение (САПВ! и длительные (минутные и часовые) неполнофазовые режимы.

Цель изобретения — повышение чувствительности защиты ко всем видам коротких замыканий на неполнофазной линии и обеспечение функции дальнего резервирования и селективности защиты при повреждениях на смежных присоединениях.

На фиг.! изображена блок-схема устройства; на фиг.2 — выполнение коммутирующего блока.

Блок-.схема устройства содержит смежную с защищаемой линию !5 электропередачи, трансформатор или автотрансформатор 16, подключенный к шинам, к которым подключается также трансформатор 17 напряжения, к вторичной обмотке которого подключен фильтр 18 напряжения обратной последовательности, служащий для выделения напряжения обратной после-. довательности, измеренного на шинах защищаемой линии.

Трансформатор 19 тока в .цепи трансформатора 16 подключен к второму фильтру 20 тока нулевой последовательности, к выходу которого под ключен третий сумматор 21. Сумматор 21 служит для определения суммы токов нулевой последовательности защищаемой линии и трансформатора 16, его второй вход подключен к фильтру 6. Второй релейный орган 22 служит для определения разности фаз между напряжением. обратной последовательности на шинах 1 и током обратной последовательности защищаемой линии 3, его входы подключены к выходам фильтров 18 и 7. Выходы сумматора 21 и релейного органа 22 подключены к входам элемента ИЛИ 23 °

Выходы элемента ИЛИ 23 и блока 8 подключены к входам второго элемента

И 24. Выход первого элемента И 14 подключен к управляющему входу элемента ЗАПРЕТ 25, а выход второго элемента И 24 подключен к блокирующему входу элемента ЗАПРЕТ 25 и к реле 26 времени. Коммутирующий блок

12 предназначен для организации правильной работы устройства в условиях изменения передаваемой по непол3 1 нофазной линии мощности. Блок 12 состоит из трех реле 27 — 29 (фиг.2)

Первым выходом коммутирующего блока является обмотка реле 27 вторым входом — реле 28, третьим — реле 29, выходом блока является выход контактной группы этих реле, Реле 27 срабатывает при превышении суммы мощностей двух неотключенных фаз значения уставки и подключает своим замыкающим контактом 30 контакты 31 реле 28 к выходу коммутирующего блока. Если измеряемая сумма меньше уставки, то реле 27 не срабатывает и размыкающим контактом 32 подключает к выходу коммути рующего блока контакты 33 реле 29.

Реле 28 срабатывает при превышении выходной величиной релейного органа 9 L значения уставки L . Pe)er ле 29 срабатывает при превышении выходной величиной сумматора 13 значения (., „.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении неполнофаэного режима выявления неполнофаэного режима 8 блок подает сигнал на первый вход элемента И 14. Фазные токи от измерительных трансформаторов то— ка 4 поступают на входы фильтра 6 тока нулевой последовательности

) фильтра 7 тока обратной последовательности и датчика 11 фазных активных мощностей, на второй. вход которого поступают напряжения от измерительных трансформаторов напряжения 5.

Токи I u I поступают от фильтр а1 <о1 ров 7 и 6 на входы сумматора 13.

Блок 13 формирует величину I

Q ) которая поступает с выхода блока 13 на первый вход коммутирующего блока 12, где сравнивается с уставкой

Х с, реле 29. Фазные мощности Рд,Р и Рс с выходов датчика 11 фаэных мощностей поступают на входы сумматора 10. Контактами реле блока выявления неполнофазного режима к первому сумматору 10 подключаются датчики активных мощностей неотключенных фаз линии.

Если отключена, например, фаза А, то реле блока 8 коммутируют входы сумматора 10 таким образом, что последний Формирует величины / P + P / в с и )Р„- Рс(, которые с выходов сумматора 10 поступают на входы релейного органа 9. Сигнал с выхода сумматора

365220 4

I 0 поступает на второй вход коммутирующего блока 12. Релейный орган

9, имеющий круговую характеристику срабатывания с радиусом 1. „„, вырабатывает сигнал при превышении отношения 1Рц — Р, (/AP + P, (величины

Логический сигнал с вьмода блока 9 поступает на третий вход ком1р мутирующего блока 12. Блок 12 работает следующим образом. Если сумма

j Pe + Pcl Р ст то реле 27 не срабатывает и размыкающим контактом реле 32 подключает к второму входу

15 элемента И 14 логический сигнал, поступающий через контакт 31, замыкающийся при поступлении сигнала с выхода первого релейного органа 9.

ECaH c Ma l Pe + Pe I P cr °

2р реле 27 срабатывает и подключает замыкающим контактом 30 к второму входу элемента И 14 логический сигнал,: поступающий через контакт 33 реле

?9, замыкающийся при превышении выходного сигнала второго сум ьтора 13

I значения уставки I „. 1.1 . возникновении повреждения на ли и, работающей в неполнофазном режиме, на выходах сумматора 13 и релейного орЗР гана 9 появляются сигналы, поступающие в коммутирующий орган 12, который в эависмости от величины передаваемой мощности по неотключенным фазам .подключает к второму входу элемента

И 14 логический сигнал, свидетельствующий либо о выполнении условия ! ) либо о выполнении усло вия Т Е „ . В результате на выходе элемента И 14 появляется сигнал, 4р поступающий через элемент ЗАПРЕТ 25 в цепи трехфазного отключения выключателя 2, и линия 3 отключается тремя фазами.

Если на линии 3, работающей двумя

45 фазами, нет коротких замыканий, то сигналов с выходов блока 9 и 13 не поступает, так как I I (. L сг ° <1с т °

На выходе элемента И 14 сигнал отсутствует, и выключатель 2 линии 3 остается включенным двумя фазами.

При возникновении повреждения на смежной линии 15 устройство работает следующим образом.

Сигнал о неполнофаэном режиме с первого выхода блока выявления неполнофазового режима 8 поступает на второй вход второго элемента И 24.

Ток нулевой последовательности автотрансформатора 16 поступает от транс65220

6 лективная работа устройства при возникновении двухфазных к.з, на линии 15 ° Выключатель 2 отключается тремя фазами через указанную выдержку времени.

10 форматора тока 19 через второй фильтр тока нулевой последовательности 20 на первый вход третьего сумматора 21, на второй вход которого поступает ток нулевой последова- тельности линий с выхода первого фильтра 6. Сумматор 21 формирует величину I = Iä - KI которая с выхода сумматора 21 поступает на первый вход элемента ИЛИ 23. Направление обратной последовательности, измеренное на шинах 1, поступает от трансформатора 17 напряжения через фильтр 18 напряжения обратной последовательности на первый вход второго релейного органа 22, на второй вход которого поступает ток обратной последовательности неполнофазной линии с выхода фильтра тока обратной последовательности 7. Релейный орган 22 измеряет угол q между I 1 (г) и U . Если угол Ч не находится в диапазоне 72,5-117,5 сигнал с выхода блока 22 поступает на второй вход элемента ИЛИ 23.

При поступлении сигнала хотя бы на один вход элемента ИЛИ 23 с выхода элемента ИЛИ 23 сигнал поступает на первый вход второго элемента

И 24. Если сигналы поступили на оба входа второго элемента И 24, то с выхода элемента 24 поступают сигналы на отключение трех фаз выключателей

2 через реле 26 времени и на блокирующий вход элемента ЗАПРЕТ 25.

Если на линии 15 нет коротких замыканий, то сигналов с выходов блоков 21 и 22 не поступает, так как

Т < ?„„,а угол находится в диапазоне углов 80-110

При возникновении повреждения на примыкающей линии 15 хотя бы на один вход элемента ИЛИ 23 поступает сигнал, выявляющий указанное повреждение. Если при этом линия 3 работает двумя фазами, то сигнал на отключение выключателя 2 тремя фазами с,выхода второго элемента И 24 поступает на вход реле времени 26. Уставка реле времени 26 выбирается из условия по времени от работы защиты

ВЛ 15 и может быть принята равной времени срабатывания последней ступени ТЗНП и дистанционной защиты (3-4 с). Одновременно сигнал с выхода второго элемента И 24 поступает на блокирующий вход элемента ЗАПРЕТ 25. При этом исключается несеЭффективность предлагаемого изобретения определяется повышением надежности работы комплекса защит и автоматика линий, на которых предусмотрены ОАПВ и длительные неполнофазные режимы.

Формула изобретения

Устройство для релейной защиты от коротких замыканий линии электропередачи в неполнофазном режиме, содержащее блок выявления неполнофазного режима, фильтры тока обратной и нулевой последовательностей, с выводами для подключения к трансформаторам тока линии, первый элемент

26 И, к первому входу которого подключен выход блока выявления неполнофазного режима, релейный орган с круговой характеристикой срабатывания в комплексной плоскости подвеЗ0 денных к нему величин, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности защиты ко всем видам коротких замыканий на неполнофазной линии и обеспечения функций дальнего резервирования и селективности защиты при повреждениях на смежных присоединениях, в него дополнительно введены датчик фазных активных мощностей линии, три сумматора, 4р второй релейный орган, коммутирующий блок, элементы ИЛИ, ЗАПРЕТ, реле времени, второй элемент И, фильтр напря-. жения обратной последовательности, подключенный к измерительному транс45 форматору напряжения с выводами для подключения к шинам линии, второй фильтр тока нулевой последовательности, подключенный входом к измерительным трансформаторам тока хотя бы одного трансформатора или автотрансформатора, с выводами для подключения к шинам защищаемой линии, причем датчик фазных активных мощностей имеет выводы для подключения к трансформаторам тока линии и к трансформаторам напряжения линии, выходом— к первому входу первого. сумматора, к второму входу которого подключен второй выход блока выявления неполно7 !3 фазного режима, первый выход первого сумматора подключен к первому входу первого релейного органа, второй выход — к второму входу первого релейного органа и первому входу коммутирующего блока, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход первого фильтра тока нулевой последовательности подключен к первым входам второго и третьего сумматоров, выход фильтра така обратной последовательности подключен к первому входу второго релейного органа и второму входу второго сумматора, выход фильтра напряжения обратной последовательности подключен к второму входу второго релейного органа, выход второго фильтра тока нулевой последовательности подключен к второму входу

65220 8 ,третьего сумматора, выход второго сумматора подключен к третьему входу коммутирующего блока, выходы третьего сумматора и второго ре5 лейного органа подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, к второму

10 входу которого подключен первый выход блока выявления неполнофазного режима, выход второго элемента И подключен к входу реле времени и запрещающему входу элемейта ЗАПРЕТ, к логическому входу которого подключен выход первого элемента И, а выходы элемента ЗАПРЕТ и реле времени подключены к цепям трехфазного отключения выключателя защищаемой линии и являются выходами уст— ройства.

На оптл. включателя 2

Фиг 1

1365220

27

Рлблока 12 +Р .М +

m dawu g .РУ

Ою &ояа ЯХ

Фиг. Г

Составитель Т.Щеголькова

Редактор Л.Зайцева Техред М.Дидыс

Корректор М.Максимишинец

Заказ 6648/49 Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул, Проектная, 4