Устройство для выбора поврежденной фазы трехфазной линии электропередачи

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к релейной защите и линейной автоматике, и может быть использовано в устройствах однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ). Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения защиты линии электропередачи в цикле ОАП8. Принцип действия устройства основан на выделении блоком 4 аварийных составляющих линейных токов, сравнении их ftaf) абсолютных значений элементами 5-7 сравнения с уставками, формируемыми блоком 8, и последующей логической обработке выходных сигналов элементов сравнения абсолютных значений 5-7 в блоке 9 логического умножения сигналов с поочередным инвертированием одного из них и блоке t3 трехфазного отключения. При коротком замыкании на землю фазы А значение аварийной составляющей линейного тока ВС равно НУЛЮ, поэтому срабатывают только элементы 6 и 7 равнения абсолютных значений, приводит к появлению сигнала только ча одном из трех выходов ло ического 9, который запоминается элементом 10 памяти и указывает на повреждение фазы А, При возникновении повреждения на нзотключенных фазах В и С в цикле ОАПВ значение аварийной составляющей линейного тока SC существенно отлично от нуля, что обусловливает также срабатывание элемента 5 сравнения абсолютных значений и появлению на гыходе блока 13 трехфазного отключения сигнала, который поступает на один вход первого элемента И 6. при наличии на втором входе которого сигнала фиксации пуска ОАПВ формируется сигнал на отключение всех фаз линии. 3 ил. сл С о 4 х| vj Ы 00 CatHai на откл трип Ъ -

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 Н 3/26

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

6".E06 .ФВ г:,.;;., Б сБ,," i4

Ог ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ояиаа,Фиксация аупса oAn8 . (21) 4657845)0 (22) 03.03.89 (46) 07.05.91. Бюп. М 17 (71) Всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (72) С. Б. Лосев, В. И, Козлов, В, А. Онучин и

С. А. Арутюнов (53) 621.316.925(08Г*,.B) (56) Атабеков Г. И. Теоретические основы релейной защиты высоковольтных сетей.—

М;Л.: ГЭИ, 1957, с, 185 — >95.

Авторское свидетельство СССР

М 1001276, кл, Н 02 H 3/26, 1931, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫБОРА ПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ Тг ЕХФАЗНОЙ ЛИНИИ

ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и линейной автоматике, и может быть использовано в устройствах однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ). Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения защиты линии электропередачи в цикле

ОАПВ, Принцип действия устройства основан на выделении блоком 4 аварийных составляющих линейных токов, сравнении их (ав

„„50„„1647738 Al абсолютных значений элементами 5-7 сравнения с уставками, формируемыми блоком

8, и последующей логической обработке выходных сигналов элементов сравнения абсолютных значений 5-7 в блоке 9 логического умножения сигналов с поочередным инвертированием одного из них и блоке 13 трехфазного отключения. При ко. ротком замыкании на землю фазы А значение аварийной составляющей линейного тока BC равно нулю, поэтому срабатывают только элементы 6 и 7;,равнения абсолютных значений, что приводит к появлению сигнала только на одном из трех выходов логического б ока 9, который запоминается элементом 10 памяти и указывает на повреждение фазы А. При возникновении повреждения на неоткпюченных фазах В и С в цикле ОАПВ значение аварийной составляющей линейного тока BC существенно отлично от нуля„что обусловливает также срабатывание элемента 5 сравнени абсолютных значений и появлению на выходе блока 13-трехфазного отключения сигнала, который поступает на один вход первого элемента И 16, при наличии на втором входе которого сигнала фиксации пуска ОАПВ формируется сигнал на отключение всех фаз пинии. 3 ил.

1647738

МФ=АВ, ВС, СА.! !мф 1 > !уст.мф. (2) элементов 10 — 12 памяти, блок 13 трехфазного отключения, подключенный первыми тремя, входами к выходам элементов 5-7 сравнения абсолютных значений, а тремя 35 вторыми входами — к выходам элементов

10-12 памяти, подключенным также к входам первого элемента ИЛИ 14, второй эле40

Блок 9 (фиг. 2) содержит три элемента

HE 21-23, входы которых подключены к вы- 55 ходам соответственно элементов 5-7 сравИзобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и линейной автоматике, и может быть использовано в устройствах однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ).

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения защиты линии электропередач в цикле однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ).

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг, 2 — функциональная схема выполнения логического блока; на фиг. 3 — функциональная схема выполнения блока трехфазного отключения, Устройство (фиг, 1) содержит измерительные преобразователи 1 — 3 фазных токов, выходы которых подключены к входам блока 4 выделения аварийных составляющих линейных токов, подключенного выходами к одним входам соответствующих элементов 5-7 сравнения абсолютных значений, к другим входам которых подключены выходы блока 8 формирования уставок, подключенного входами к выходам измерительных преобразователей 1-3 фазных токов, блок 9 логического умножения сигналов с поочередным инвертированием одного из них, подключенный входами к выходам элементов 5 — 7 сравнения абсолютных значений, а выходами — к основным входам мент ИЛИ 15, подключенный одним входом к выходу блока 13 трехфазного отключения, который подключен также к одному входу первого элемента И 16, другой вход которого подключен к клемме 17 в цепи сигнала

"Фиксация пуска ОАПВ", к которой подключен также вход элемента НЕ 18, подключенного выходом к одному входу второго элемента И 19, к другому входу которого подключен выход первого элемента ИЛИ

14, выход второго элемента И 19 подключен к другому входу второго элемента ИЛИ 15, выход которого через элемент 20 задержки подключен к управляющим входам элементов 10-12 памяти. нения абсолютных значений, и три элемента И 24-26.

Блок 13 трехфазного отключения (фиг. 3) содержит четыре элемента И 27-30 и элемент ИЛИ 31.

Значения аварийных составляющих линейных (междуфазных) токов !дв. !Bc, IcA вычисляются в блоке 4 в соответствии с выражением! «ф"(1)=!мф(1Н вЂ” 1)" ф(т — пТ/2), (1) где !мф(т), !мф(т — пТ/2) — значения междуфазных токов соответственно в текущий момент . времени t и и полупериодов промышленной частоты (fn-1/Т) тому назад;

В элементах 5 — 7 осуществляется сравнение модуля аварийной составляющей междуфазного тока, оответствующей уставкой. Условие сраМ-;ывания элементов 5—

7 имеет вид

В блоке 8 формирование уставок осуществляется по выражению! уст.мф=Кт I !мф I ! уст.min — I !уст.мф I — !уст.гпах, (3) где Кт — коэффициент торможения (Кт=0,05—

-0,15); ! уст.min, Iycr.max — минимальное и максимальное значения уставки.

Торможение необходимо для отстройки от небалансов в режиме качаний.

В блоке 9 реализованы следующие логические функции:

Уд=Хд Хп Хс; Ув=Хв Хд Хс;

Yc=Xc XA Хв, (4). где Х!. У!. О=А, В, С) — соответственно входные и выходные сигналы логического блока

9.

Ф

В блоке 13 трехфазного отключения реализована логическая функция

YT-XA XB Xc+XA YA+XBYB+XcYc, (5) где Уд, Ув, Ус, Ут — выходные сигналы соответственно элементов 10 — 12 памяти и блока

13 трехфазного отключения.

Устройство функционирует следующим образом.

В нормальном режиме работы сети значения аварийных составляющих на выходах блока 4 равны нулю, элементы 5 — 7 сравнения абсолютных значений находятся в не1647738 (6) (7) (8) (9), (аЬ)

Il8C I =0

55 сработавшем состоянии и сигналы на выходах устройства отсутствуют.

При возникновении к.з. в сети на выходах блока 4 выделения аварийных составляющих линейных токов появляются аварийные составляющие, значение которых зависит от вида к.з., Принцип. действия устройства основан на том, что при однофазном к.з. нэ землю аварийная составляющая разности токов двух других фаз близка к нулю. Так, например, при замыкании фазы А на землю имеем (аь)1 = 11(аь) j).b) — а! — а1 (аЬ) (ab)

= у3 l(e Кт +е Ктг) 1ь1:. (аЬ). (аЬ) (аЬ), (аЬ)

Il âñ I = Ia li + а1г — al>,-(b) — а 1г I = Я(Кт — KT2) 11K I; (аЬ) + гl!àb) — 1 аЬ) — аЬ) I

= vg l(e Кт1+ e Kn)libel где Кт, Ктг — коэффициенты токораспределения в схемах замещения прямой и обратной последовательностей.

При равенстве сопротивлений прямой и обратной последовательностей элементов сети, что как правило. характерно для сетей напряжением 220 кВ и выше, имеем Кп=Ктг и. (аЬ) . (аЬ)

l l Ag I = 11,д I = 31)к 1 т-, Таким образом, в данном режиме сработают элементы 6 и 7 сравнения абсолютных значений (Хе=1, Хс=1) и ие сработает элемент 5 (Хд=О). В соответствии с (4) на выходе Уд блока 9 появляется сигнал, запоминаемый элементом 10 памяти l4 указывающий наименование поврежденной фазы А, При отключении поврежденной фазы А, в том чичле и каскадном, соблюдается равенство 1вс =О, и выходные сигналы устройства (YA-1, УВ=Ус=Ут=О) не меняются..

=Г5

При всех других видах повреждений (двухфазных к.э. на землю или без земли и трехфазных к.з,) аварийные составляющие

scex междуфаэных токов отличны от нуля.

Это приводит к срабатыванию всех трех элементов 5 — 7 сравнения и к появлению сигнала в соответствии с (5) на выходе блока 13 трехфазного отключения, Данный сигнал с контролем срабатывания защит линии (сигнал "Фиксация пуска ОАПВ") действует на отключение трех фаз линии, При переходе замыкания одной фазы А в замыкание двух фаз А и B на землю, а также при возникновении повреждений на неотключенных фазах В и С в бестоковую паузу цикла ОАПВ (с разрывом фазы А) аварийная составляющая 1пс отлична от нуля, что обусловливает срабатывание элемента 5 сравнения (Хд=1). В сочетании с ранее сформированным (в режиме однофазного к.з.). сигналом на выходе А устройства (Уд=1) появление сигнала на выходе элемента 5 приводит в соответствии с (5) к появлению сигнала на выходе блока 13, воздействующего на отключение трех фаз или оставшихся в работе двух фаз линии, Сигналом с выхода блока 13, проходящим через второй элемент ИЛИ 15 и элемент 20 задержки, осуществляется сброс выходных сигналов элементов 10-12 памяти. Аналогичный сброс сигналом с выхода второго элемента И 1.9 происходит при успешном завершении цикла ОАПВ, когда исчезает сигнал "Фиксация пуска ОАПВ" (появляется сигнал на выходе элемента НЕ

18) и после отключения внешнего однофазного КЗ, когда в течение заданного времени, определяемого элементом 20 задержки после выбора поврежденной фазы, не срабатывают защиты линии (не появляется сигнал "-Фиксация пуска ОАПВ").

Таким образом, введением дополнительных блоков и элементов s предлагаемое устройство обеспечивается расширение его функциональных возможностей путем правильного его функционирования при трехфазных и двухфазных к.з. без земли, а также за счет воэможности выявления перехода однофэзного к.з. в двухфазное к,3. на землю и осуществления защиты неотклаченных фаз линии в цикле ОАПВ, Формула изобретения

Устройство для выбора поврежденной фазы трехфазной линии электропередачи, содержащее по числу фаз измерительные преобразователи фазных токов, подключенные выходами к входам блока выделения аварийных составляющих токов, каждый иэ

1647738

I т—

Составитель А.Васильев

Редактор О.Головач Техред M,Моргентал Корректор О,Цыпле

Заказ 1408 Тираж 393 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113D35, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 трех выходов которого подключен к одному входу соответствующего элемента сравнения абсолютных значений, три элемента памяти и первый и второй элементы И, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения 5 функциональных возможностей путем обеспечения защиты линии электропередачи в цикле однофаэного автоматического повторного включения (ОАПВ), дополнительно введены блок формирования уставок, блок 1О трехфазного отключения, блок логического умножения сигналов с поочередным инвертированием одного из.них, первый и второй элементы ИЛИ, элемент НЕ и элемент задержки, а блок выделения аварийных составляю- 15 щих токов выполнен в виде блока выделения аварийных составляющих линейных токов,. при этом входы блока формирования уставок подключены к соответствующим выходам измерительных преобразователей фазных то- 20 ков, а его выходы подключены к другим входам соответствующих элементов сравнения абсолютных значений, подключенных выходами к первым трем входам блока трехфазного отключения. а также ко входам блока логического умножения сигналов с поочередным инвертированием одного из них, подключенного выходами к основным входам соответствующих элементов памяти, выходы которых подключены ко входам первого элемента WIN, а также к трем другим входам блока трехфазного отключения, подключенного выходом к одному входу второго элемента ИЛИ, а также к одному входу первого элемента И, другой вход которого подключен к клемме в цепи сигнала "Фиксация пуска

ОАПВ", к которой подключен также вход элемента НЕ, подключенного выходом к одному входу. второго элемента И, к другому входу которого подключен выход первого элемента

ИЛИ, а выход второго элемента И подключен к другому входу второго элемента ИЛИ, подключенного выходом через элемент задержки к управляющим входам всех элементов памяти.