Устройство для дистанционной защиты

 

О П И С А Н И Е I83262

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 21с, 68/60

Заявлено 19Х.1965 (№ 1008597, 24-7) с присоединением заявки -¹

Приоритет

"iHK H G2d

Комитет по делам изобретеиий и открытий ори Совете Мииистрав

СССР

-1,:ДК 621 316 925 45 (088.8) Опубликовано 17.И,1966. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания б.!Х.1966 А,Qjf,.

"" @ - ЕСТ

%3@:,1

Автор изобретения

A. М. Валеев

Заявитель

Ус11хОЙСJ ВO ДЛЯ ДЙС 1AHW,NOHHOA ЗАЩИТЪ|

Известны устройства для дистанционной защиты линий электропередачи от токов коротких замыканий, содержащие сравнивающий орган, подключенный к каждой фазе защищаемой линии через трансформаторы тока и напряжения, и полупроводниковые мостовые выпрямители.

Для универсальности защиты предложено устройство, в котором выходные диагонали выпрямителей трансформаторов тока соединены параллельно, последовательно с выпрямителями трансформаторов напряжения и встречно по отношению к их полярности включены диоды, параллельно соединенные со стороны сравнивающего органа. Общие точки указанных выпрямителей трансформаторов тока и напряжения соединены между собой через полупроводниковый вентиль, управляемый выходным напряжением, компенсирующего блока. Последний содержит трансформаторы тока, подключенные к каждой фазе защищаемой линии, с полупроводниковыми мостовыми выпрямителями, выходы которых соединены последовательно, и трансформатор тока, включенный в нулевой провод токовых цепей, с полупроводниковым выпрямителем, включенным встречно выпрямителям фаз.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

K каждой фазе защищаемой линни подключены трансформаторы 1, 2, 3 тока выпрямительные мосты 4, 5, б и сглаживающий конденсатор 7. Трансформаторы тока 1, 2, 8 включаются на разность двух фаз. Вторичная обмотка трансформаторов имеет отпайки, позволяющие набрать заданную уставку. Таким образом, вторичное напряжение трансформаторов 1, 2, 8 тока равно произведению

10 тока на заданную уставку.

Вторичное напряжение каждого трансформатора тока выпрямляется соответственно выпрямительными мостами 4, 5, б, выходные диагонали которых соединены парал15 лельно. Напряжение на сглаживающем конденсаторе 7 равно наибольшему из напряжений выпрямительных мостов. Те из них, напряжение на которых оказывается меньше, запираются напряжением моста с наиболь20 шим напряжением. В результате на выходе всегда будет напряжение, пропорциональное произведению заданной уставки на наибольший из трех токов. Поскольку наибольшим является ток поврежденных фаз, на выходе

25 всегда будет напряхкение, пропорциональное току короткого замыкания, При трехфазных коротких замыканиях токи во всех фазах одинаковы, открыты все три моста, и результирующее напряжение равно

ЗО напряжению одного моста, то есть пропор183282 ционально разности токов двух поврежденных фаз. При однофазных замыканиях на землю ток поврежденной фазы обтекает два трансформатора, и напряжения одинаковой величины поступают на два моста, соединенные 5 параллельно, что также равносильно работе только одного моста. Выходное напряжение и в этом случае пропорционально произведению тока на заданную уставку, Для правильной работы устройства необхо- 10 димо, чтобы сравнивающий орган, в качестве которого служит поляризованное реле 8, производил сравнение токов с напряжениями поврежденных фаз. На устройство подается три междуфазных напряжения, наименьшее из 15 которых и будет напряжением поврежденной фазы.

Линейные напряжения через трансформаторы напряжения 9, 10, 11 поступают на выпрямительные мосты 12, 18, 14. Последова- 20 тельно с мостами 12, 18, 14 встречно по отношению к их полярности включены диоды

15, lб, 17, запертые выпрямленным напряжением мостов 12, 18, 14. Диоды 15, lб, 17 со стороны сравнивающего органа соединены 25 параллельно, и их полярность совпадает с полярностью выходного напряжения выпрямительных мостов 4, 5, б.

В нормальном режиме, когда с трансформаторов, 9, 10, 11 на диоды поступают пол- З0 ные линейные напряжения, диоды оказываются закрытыми, не пропускают ток через реле 8, и устройство пе срабатывает. При коротком замыкании напряжение резко падает, а следовательно, падает и запирающее напря- З5 жение на диодах 15, lб, 17. Если при этом возрастет и ток в линии, то напряжение выпрямителей 4, 5, б может оказаться достаточным для открытия того из диодов 15, lб, 17, на котором запирающее напряжение мини- 40 мально. Через реле 8 пойдет ток, и устройство сработает. Таким образом, реле 8 производит сравнение абсолютных значений минимального напряжения и максимального тока. 45

Условием срабатывания устройства является соблюдение неравенства:

1р max у ) р min

50 максимальный ток, равный геометрической разности токов поврежденных фаз, заданная уставка на реле, минимальное междуфазное на- 55 пряжение. где Ip max

Up пи и

1р тпах Zy = Up mina (2) 65

Уставка устройства выбирается из условия, что при коротком замыкании в конце защищаемой линии произведение уставки на ток 60 короткого замыкания равно минимальному напряжению на устройстве. Неравенство (1) превращается в равенство отсюда х p min

U (3)

1р,.ах

Поскольку Ip n,ax при двухфазных коротких замыканиях равен разности токов поврежденных фаз, то есть двойному току фазы, а Up „н„представляет собой остаточное напряжейие петли короткого замыкания, равное 2IZ,„, Z 11p min 21 ко Z (4)

1р max где Z, сопротивление одной фазы линии от места установки защиты до точки короткого замыкания, равное произведению длины участка линии на удельное сопротивление линии Z,:

Z,„„„= =i„„„„Z„„ откуда

Zy = 1„„Z„ (4а) то есть устройство осуществляет замер, пропорциональный расстоянию до места короткого замыкания.

Сопротивления 18, 19, 20 служат для создания пути током выпрямителей 12, 18, 14, а конденсаторы 21, 22, 28 — для сглаживания выпрямленных напряжений.

В случае однофазных замыканий на землю в сети с глухозаземленной нейтралью ток каждого трансформатора 1, 2, 8 равен фазному току, то есть на выходе выпрямителей

4, 5, б напряжение оказывается пропорциональным току короткого замыкания. Но,минимальное напряжение, поступающее на трансформаторы 9, 10, 11, не пропорционально остаточному напряжению поврежденной фазы, а равно геометрической разности напряжений поврежденной и неповрежденной фаз, вследствие чего на диоды 15, lб, 17 будут поданы повышенные напряжения, и устройство может отказать в действии при коротком замыкании в защищаемой зоне.

Для правильной работы устройства при однофазных замыканиях на землю необходимо внести поправку в виде компенсирующего напряжения, которую можно выполнить за счет токов или напряжений нулевой последовательности. Но любая компенсация для корректировки защиты и замера при однофазных замыканиях приведет к искажению срабатывания реле и замеров при двухфазных замыканиях на землю, поскольку в этом случае также появляются токи и напряжения нулевой последовательности, а устройство работает совершенно правильно и без компенсации. Необходимо, чтобы компенсирующее напряжение вводилось только при однофазных замыканиях на землю.

Для этого фазные токи от трансформаторов тока защищаемой линии подведены к

183262

Составитель Е. Сафонова

Редактор E. А. Кречетова Техред Л. К. Ткаченко Корректоры: О. Б. Тюрина и М. П. Ромашова

Заказ 2292/11 Тираж 1550 Формат бум. 60X90 /8 Объем 0,41 изд. л. Подписное

ЦНИНПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 тока, вклгоченцый в нулевой провод токовых цепей, и полупроводниковый выпрямитель, вк, !10 1ен11ый в Tp(1110 к вып1)як1ителям фаз.