Измерительно-логический блок для дифференциально-фазной высокочастотной защиты линии электропередачи

 

Сущность изобретения: с введением новых пускового органа, реагирующего на векторное приращение типа обратной последовательности, логических элементов и логических связей обеспечивается отстройка от токов обратной последовательности в нормальном режиме без загрубления пусковых органов, что исключает отказ в срабатывании защиты и длительный пуск ВЧ-сигнала в сети внешнего электроснабжения тяговой нагрузки. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите линии электропередач.

Известно устройство для направленной высокочастотной защиты линии электропередач напряжением 110-330 кВ типа ПДЭ-2802 (1), содержащее несколько каналов и устройств, функционально связанных между собой, с измерительными органами и приемопередатчиком: основной канал отключения, предназначенный для воздействия на выходные цепи защиты, канал пуска ВЧ-сигнала, служащий для блокирования защиты при внешних КЗ, дополнительный канал отключения, предназначенный для функционального контроля основного канала отключения, устройство блокировки при качаниях, блок фиксации повреждения в защищаемой зоне.

Недостатком указанного устройства является невозможность обеспечить отстройку пусковых блокирующих органов от нормального режима без их загрубления на ВЛ, питающих тяговую нагрузку. А загрубление пусковых блокирующих органов приводит к загрублению отключающих органов и отказу в срабатывании защиты, что недопустимо.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к данному изобретению является устройство для дифференциально-фазной высокочастотной защиты линии электропередач типа ДФЗ= 201 (2), содержащее органы: тока обратной и нулевой последовательности, линейного тока, манипуляции и сопротивления, предназначенные для подключения к линейным трансформаторам тока и шинным трансформаторам напряжения. Кроме этого, устройство содержит элементы логической части и выходные цепи.

Существенным недостатком данного устройства является то, что на ВЛ сети внешнего электроснабжения, питающих тяговую нагрузку, с большим уровнем токов обратной последовательности может быть длительно запущен ВЧ-передатчик, что недопустимо по условиям мешающих влияний ВЧ-канала связи.

Попытка отстроить от несимметрии нормального режима путем загрубления токового органа блокировки может приводить к отказу в срабатывании защиты, что недопустимо.

Целью данного изобретения является обеспечение возможности применения измерительно-логического блока для дифференциально-фазной высокочастотной защиты на линиях, питающих тяговую нагрузку с относительно большим уровнем токов обратной последовательности и исключения отказа в срабатывании защиты и длительного пуска ВЧ-сигнала на таких линиях.

Сущность изобретения состоит в том, что с введением нового пускового органа, реагирующего на приращение вектора тока обратной последовательности логических элементов и соответствующих новых логических связей, становится возможным обеспечить отстройку по току обратной последовательности в нормальном режиме без загрубления пусковых органов, т. е. исключить отказ в срабатывании защиты. Кроме того, исключается длительный пуск ВЧ-сигнала, что уменьшает его мешающее влияние.

Указанное позволит обеспечить защиту ВЛ, питающих тяговую нагрузку.

На чертеже представлена структурная схема измерительно-логического блока для дифференциально-фазной защиты со взаимосвязями с блоками внешних устройств, где приняты следующие обозначения: 1 - орган манипуляции, 2 - токовый пусковой орган обратной последовательности (12), 3 - токовый пусковой орган нулевой последовательности (1о), 4 - пусковой орган линейного тока (1л), 5 - реле сопротивления (РС), 6 - первый элемент ИЛИ, 7 - второй элемент ИЛИ, 8 - третий элемент ИЛИ, 9 - четвертый элемент ИЛИ, 10 - второй элемент ЗАПРЕТ, 11 - второй элемент задержки времени на срабатывание, 12 - первый элемент задержки времени на срабатывание, 13 - первый элемент ЗАПРЕТ, 14 - первый элемент задержки на возврат, 15 - первый элемент И, 16 - третий элемент ЗАПРЕТ, 17 - пятый элемент ИЛИ, 18 - третий элемент задержки времени на срабатывание, 19 - ВЧ передатчик и приемник, 20 - четвертый элемент ЗАПРЕТ, 21 - орган сравнения фаз, 22 - выключатель ВЛ, 23 - измерительный трансформатор напряжения, 24 - измерительный трансформатор тока, 25 - линия электропередачи, 26 - фильтр присоединения, 27 - пусковой орган, реагирующий на векторное приращение тока обратной последовательности (пусковой орган 12), 28 - шестой элемент ИЛИ, 29 - седьмой элемент ИЛИ, 30 - второй элемент задержки на возврат, 31 - второй элемент И, 32 - третий элемент И, 33 - четвертый элемент И, N1, N2 накладки.

Входы по току и напряжению пусковых органов тока обратной последовательности, приращения вектора тока обратной последовательности, нулевой последовательности, а также органа линейного тока и реле сопротивления предназначены для подключения к линейным трансформаторам тока и шинным трансформаторам напряжения.

Выход блокировки пускового органа векторного приращения тока обратной последовательности 27 подключен к первому входу шестого элемента ИЛИ 28, а выход блокировки органа линейного тока 4 подключен к второму входу шестого элемента ИЛИ 28, выход которого через накладку N1 подключен к первому входу второго элемента И 31, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ 6, первый вход которого подключен к выходу пускового органа тока обратной последовательности 2, а второй и третий входы первого элемента ИЛИ 6 подключены соответственно к блокирующему выходу пускового органа линейного тока 4 и к блокирующему выходу пускового органа тока нулевой последовательности 3. Выход второго элемента И 31 подключен к входу первого элемента задержки на возврат 14, выход которого подключен к входу третьего элемента ЗАПРЕТ 16, запрещающий вход которого подключен к выходу органа манипуляции 1, выход третьего элемента ЗАПРЕТ 16 предназначен для подключения к входу ВЧ передатчика 19. Выходы отключения пусковых органов тока 12 ₂, тока 1_о 3 и 1л 4 подключены к первому, второму и третьему входам соответственно второго элемента ИЛИ 7, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И 32, первый вход которого подключен через накладку N2 к выходу второго элемента задержки на возврат 30, вход которого подключен к выходу седьмого элемента ИЛИ 29, входы которого подключены соответственно, к выходам отключения пускового органа Δ I₂ 27 и пускового органа 1л 4. К третьему выходу пускового органа тока обратной последовательности 2 подключен пусковой орган приращения тока обратной последовательности 27. Отключающие выходы пусковых органов 1₂ 2 и 1_о 3 также подключены к первому и второму входам третьего элемента ИЛИ 8, выход которого подключен ко второму входу четвертого элемента ИЛИ 9, выход которого подключен к входу второго элемента ЗАПРЕТ 10 и к входу второго элемента задержки времени на срабатывание 11, выход которого подключен к запрещающему входу второго элемента ЗАПРЕТ 10, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ 9 и к второму входу четвертого элемента И 33, первый вход которого подключен через накладку N2 к выходу второго элемента задержки на возврат 30 и, кроме этого, к первому входу третьего элемента И 32.

Выход реле сопротивления 5 подключен к входу первого элемента ЗАПРЕТ 13 и к входу первого элемента задержки времени на срабатывание 12, выход которого подключен к запрещающему входу первого элемента ЗАПРЕТ 13, выход которого подключен к второму входу первого элемента И 15, первый вход которого подключен к выходу четвертого элемента И 33. Выходы третьего элемента И 32 и первого элемента И 15 подключены соответственно к первому и второму входам пятого элемента ИЛИ 17, выход которого подключен к входу третьего элемента задержки времени на срабатывание 18, выход которого подключен к входу четвертого элемента ЗАПРЕТ 20, запрещающий вход которого предназначен для подключения к выходу ВЧ-приемника 19. Выход четвертого элемента ЗАПРЕТ 20 подключен к входу органа сравнения фаз, выход которого предназначен для подключения к цепям отключения линейного выключателя 22. Выход передатчика 19 подключен к входу фильтра присоединения 26 и к входу ВЧ-приемника.

Блоки данного устройства для дифференциально-фазной высокочастотной защиты выполнены как в защите типа ПДЭ-2802. Орган манипуляции выполнен как в защите типа ПДЭ-2003. (56) Левиуш А. И. Релейная защита в современных электрических сетях. 4 П. , Высокочастотная защитная ВЛ 110-330 кВ типа ПДЭ-2802, М. , Изд. ВЗПИ, 1989.

Кочетов В. В. , Сапир В. Д. , Якубсон Г. Г. Дифференциально-фазные высокочастотные защиты. Труды ВНИИЭ, вып. 38, М. : Энергия, 1971.

Формула изобретения

ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ЛОГИЧЕСКИЙ БЛОК ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, содержащий орган манипуляции, пусковой орган тока обратной последовательности, пусковой орган тока нулевой последовательности, пусковой орган линейного тока и реле сопротивления, входы которых предназначены для подключения к линейным трансформаторам тока, второй вход реле сопротивления предназначен для подключения к шинным трансформаторам тока, причем выход блокировки пускового органа тока обратной последовательности подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, а выход отключения - к первым входам второго ИЛИ и третьего элементов ИЛИ, выход блокировки пускового органа тока нулевой последовательности подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, а выход отключения - к вторым входам второго и третьего элементов ИЛИ, выход блокировки пускового органа линейного тока подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ, а выход отключения - к третьему входу второго элемента ИЛИ, выход реле сопротивления подключен к входам первого элемента ЗАПРЕТ и первого элемента задержки времени на срабатывание, выход которого подключен к запрещающему входу первого элемента ЗАПРЕТ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ - к первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входам второго элемента ЗАПРЕТ и второго элемента задержки времени на срабатывание, выход последнего подключен к запрещающему входу второго элемента ЗАПРЕТ, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИ, выход органа манипуляции подключен к запрещающему входу третьего элемента ЗАПРЕТ, к входу которого подключен выход первого элемента задержки времени на возврат, выход третьего элемента ЗАПРЕТ предназначен для подключения к входу передатчика, выход первого элемента И подключен к первому входу пятого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу третьего элемента задержки времени на срабатывание, выход которого подключен к входу четвертого элемента ЗАПРЕТ, его запрещающий вход предназначен для подключения к выходу приемника, выход четвертого элемента ЗАПРЕТ подключен к органу сравнения фаз, выход которого предназначен для подключения к цепям отключения выключателя линии, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования путем применения на воздушных линиях, питающих тяговую нагрузку, дополнительно введены пусковой орган приращения вектора тока обратной последовательности, шестой и седьмой элементы ИЛИ, второй элемент задержки времени на возврат, второй, третий и четвертый элементы И и две накладки, причем к третьему выходу пускового органа тока обратной последовательности подключен пусковой орган приращения вектора тока обратной последовательности, выход блокировки которого подключен к первому входу шестого элемента ИЛИ, а выход отключения - к первому входу седьмого элемента ИЛИ, вторые входы шестого и седьмого элементов ИЛИ подключены к выходам блокировки и отключения пускового органа линейного тока соответственно, выход шестого элемента ИЛИ подключен через первую накладку к первому входу второго элемента И, выход первого элемента ИЛИ подключен к второму входу второго элемента И, выход которого подключен к входу первого элемента задержки времени на возврат, выход седьмого элемента ИЛИ подключен к входу второго элемента задержки времени на возврат, выход которого подключен через вторую накладку к первым входам третьего и четвертого элементов И, выход второго элемента ИЛИ подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого подключен к второму входу пятого элемента ИЛИ, выход второго элемента ЗАПРЕТ подключен к второму входу четвертого элемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента И.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2