Способ определения направления мощности токовых защит

Авторы патента:

H02H3/38 - реагирующие как на напряжение, так и на ток; реагирующие на фазовый угол между напряжением и током

Владельцы патента RU 2244994:

Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" (RU)

Использование: для защиты линий электропередачи (ЛЭП) с двухсторонним питанием или кольцевых с односторонним питанием от междуфазных коротких замыканий (КЗ). Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и повышении надежности. Способ заключается в том, что непрерывно измеряют величину тока электроустановки и сравнивают с эталонной величиной тока, каждый период определяют временной эквивалент угла между током и сформированным опорным сигналом и сравнивают с первой и второй эталонными величинами углового эквивалента, если величина тока больше эталонной величины тока, временной эквивалент угла больше первой эталонной и меньше второй эталонной величин углового эквивалента, то через заданную выдержку времени подают сигнал на отключение электроустановки, опорный сигнал формируют путем запоминания продолжительности предыдущего периода тока, а временной эквивалент угла определяют как приращение между сформированным опорным сигналом и продолжительностью текущего периода тока. 4 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к технике релейной защиты, и может найти применение для защиты линий электропередачи (ЛЭП) с двухсторонним питанием или кольцевых с односторонним питанием от междуфазных коротких замыканий (КЗ).

Известен способ защиты электроустановки [1], в котором непрерывно измеряют величину тока электроустановки и сравнивают с эталонной величиной тока, каждый период определяют продолжительность несовпадения сигналов тока и напряжения и сравнивают с первой и второй эталонными величинами продолжительности несовпадения, если величина тока больше эталонной величины тока, продолжительность несовпадения сигналов больше первой эталонной и меньше второй эталонной величин продолжительности несовпадения, то через заданную выдержку времени подают сигнал на отключение электроустановки.

Использование двух анализируемых электрических величин - тока и напряжения - уменьшает функциональные возможности данного способа, уменьшает надежность устройств, созданных для осуществления данного способа.

Наиболее близким по технической сущности является способ, реализованный в устройстве [2], в котором непрерывно измеряют величину тока электроустановки и сравнивают с эталонной величиной тока, каждый период определяют временной эквивалент угла между током и сформированным опорным сигналом и сравнивают с первой и второй эталонными величинами углового эквивалента, если величина тока больше эталонной величины тока, временной эквивалент угла больше первой эталонной и меньше второй эталонной величин углового эквивалента, то через заданную выдержку времени подают сигнал на отключение электроустановки. В устройстве по данному способу опорный сигнал формируют также с использованием цепей напряжения, а для устранения мертвой зоны при близких КЗ (когда напряжение поврежденной фазы снижается до нуля) вектор напряжения запоминают на время от 1 до 10 периодов промышленной частоты за счет постоянной времени фильтра, питающегося от неповрежденных фаз. Поэтому запоминание вектора напряжения в некоторых случаях повышает надежность устройств, реализованных по данному способу.

Однако при перегорании предохранителей в цепях напряжения устройства, реализующего данный способ, оно становится неработоспособным. К тому же по данному способу невозможно определить направление мощности при трехфазном КЗ, когда напряжение всех фаз снижается до нуля, а также через время более 1-10 периодов промышленной частоты. Поэтому использование двух анализируемых электрических величин - тока и напряжения - уменьшает функциональные возможности данного способа, уменьшает надежность устройств, созданных для осуществления данного способа.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение надежности токовых направленных защит электроустановок, созданных для реализации данного способа за счет уменьшения количества анализируемых величин.

Поставленная задача достигается тем, что опорный сигнал формируют путем запоминания продолжительности предыдущего периода тока, а временной эквивалент угла определяют как приращение между сформированным опорным сигналом и продолжительностью текущего периода тока.

Сущность изобретения можно рассмотреть с использованием диаграмм, на которых представлены основные режимы работы: фиг.1 - рабочий режим, с малым приращением угла нагрузки; фиг.2 - рабочий режим, с большим приращением угла нагрузки; фиг.3 - режим КЗ в зоне действия защиты, с большим приращением угла; фиг.4 - режим КЗ вне зоны действия защиты, с большим приращением угла, где t_n-1, t_n и t_n+1 - продолжительности предыдущего, текущего и последующего периодов (временной эквивалент угла); Δt - приращение угла (приращение временного эквивалента угла); t_э1 и t_э2 - первая и вторая эталонные величины углового эквивалента; I_Л - ток линии; I_э - эталонная величина тока.

При этом положительное приращение между продолжительностью предыдущего периода и текущего Δt=t_n-1-t_n означает включение индуктивной нагрузки, а отрицательное - емкостной. Условиями для срабатывания защиты являются: Δt>t_э1, Δt<t_э2, I_Л>I_Э. С учетом вышесказанного рассмотрим режимы:

а) В этом режиме (фиг.1) приращение между продолжительностью предыдущего периода и текущего незначительна, то есть приращение временного эквивалента угла меньше первой и второй эталонных величин углового эквивалента, одновременно ток линии не увеличивается и не превышает эталонную величину тока - защита не срабатывает:

Δt<t_Э1, Δt<t_Э2, I_Л<I_Э;

б) Режим на фиг.2 может возникнуть, например, при подключении мощной индуктивной нагрузки, изменение перетоков мощности ЛЭП и т.д. При этом временной эквивалент угла больше первой и меньше второй эталонных величин угловых эквивалентов, но ток при этом меньше эталонной величины тока - защита не срабатывает:

Δt>t_Э1, Δt<t_Э2, I_Л<I_Э;

в) В режиме, изображенном на фиг.3, временной эквивалент угла больше первой и меньше второй угловых эталонных величин, одновременно ток превышает эталонную величину тока - условие срабатывания выполняется, защита селективно срабатывает:

Δt>t_Э1, Δt<t_Э2, I_Л>I_Э;

г) Это аварийный режим (фиг.4), который может возникнуть, например, при коротком замыкании “за спиной” защиты, на смежной ЛЭП. В этом случае ток превышает эталонную величину тока, а приращение временного эквивалента угла больше угловых эталонных величин (это условие несрабатывания), поэтому защита не работает:

Δt>t_Э1, Δt>t_Э2, I_Л>I_Э.

Таким образом, токовые защиты по предлагаемому способу реагируют на КЗ в зоне действия защиты, надежно не срабатывают при КЗ вне зоны действия защиты и при изменении направления мощности в линии в рабочем режиме.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Федосеев А.М., Федосеев М.А. Релейная защита электроэнергетических систем: Учеб. для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1992. - 528 с.: ил.

2. Молчанов В.В., Голанцов Е.Б. Панели дистанционных защит типа ПЗ-5 (ПЭ2105). - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 88 с.: ил.

Способ определения направления мощности токовой защиты, заключающийся в том, что непрерывно измеряют величину тока электроустановки и сравнивают с эталонной величиной тока, каждый период определяют временной эквивалент угла между током и сформированным опорным сигналом и сравнивают с первой и второй эталонными величинами углового эквивалента, если величина тока больше эталонной величины тока, временной эквивалент угла больше первой эталонной и меньше второй эталонной величин углового эквивалента, то через заданную выдержку времени подают сигнал на отключение электроустановки, отличающийся тем, что опорный сигнал формируют путем запоминания продолжительности предыдущего периода тока, а временной эквивалент угла определяют как приращение между сформированным опорным сигналом и продолжительностью текущего периода тока.

Изобретение относится к электрифицированным железным дорогам, а именно к защите нейтральных вставок контактных сетей переменного тока. .

Реле статическое мощности // 2216813

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты в качестве реле направления мощности. .

Реле направления мощности // 2190914

Изобретение относится к области релейной защиты. .

Устройство защиты от изменения направления тока // 2177200

Способ токовой защиты электроустановки от коротких замыканий // 2168824

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к технике релейной защиты, и может найти применение для защиты линий электропередачи от междуфазных коротких замыканий (КЗ).

Реле сравнения двух электрических величин по модулю // 2144725

Изобретение относится к области релейной защиты и может применяться, в частности, для дистанционной быстродействующей защиты линий электропередач. .

Устройство дистанционной защиты трехфазных линий электропередач от несимметричных коротких замыканий на земле // 2124258

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к релейной защите линий электропередач от несимметричных коротких замыканий. .

Способ защиты линий высокого напряжения // 2119706

Изобретение относится к электротехнике и касается защиты линий электропередач высокого напряжения. .

Устройство дистанционной защиты трехфазных линий электропередач от однофазных коротких замыканий // 2099841

Устройство для сравнения фаз // 2097776

Способ защиты потребителей энергии сети переменного тока от аварийных режимов работы и устройство для его осуществления // 2263382

Способ определения интервалов однородности электрической величины // 2316870

Изобретение относится к релейной защите, затрагивает цифровую обработку входных величин, имеет приложение к пусковым органам, модулям восстановления нелинейно искаженного тока, селекторам режимов энергообъекта

Способ построения и настройки релейной защиты линий с жестким указанием места повреждения // 2393606

Изобретение относится к релейной защите линий любых конфигураций в любой электрической сети с передачей информации на концы линии о месте повреждения на ней

Способ отключения короткого замыкания в электрической сети переменного тока высокого напряжения // 2399136

Изобретение относится к электротехнике

Реле направления мощности на основе трансформаторов с вращающимся магнитным полем // 2435269

Изобретение относится к области электротехники, а именно к реле направления мощности на основе трансформаторов с вращающимся магнитным полем, и может быть использовано при направленной защите линий электропередач

Способ выделения слагаемой электрической величины // 2536857

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение точности. Согласно способу измеряют электрическую величину в равномерно фиксированные моменты времени, настраивают адаптивный фильтр на полное подавление электрической величины и по виду корней характеристического уравнения фильтра судят о слагаемых электрической величины. При этом из множества корней настроенного фильтра исключают корни, соответствующие выделяемой слагаемой и по оставшимся корням формируют новый фильтр. Посредством обработки измерений электрической величины новым фильтром получают остаточный сигнал и определяют его параметры в виде комплексной амплитуды. Затем определяют параметры выделяемой слагаемой путем деления комплексной амплитуды остаточного сигнала на коэффициент передачи нового фильтра на частоте выделяемой слагаемой. 1 з.п. ф-лы.

Блок искрозащиты переменного тока // 2570933

Изобретение предназначено для питания устройств, находящихся во взрывоопасных средах, например на рудниках и шахтах, в том числе угольных, опасных по газу и пыли. Может найти применение в других отраслях промышленности - нефтехимии, взрывоопасных производствах, подземных коммуникациях, тоннелях, метро и т.п. Блок искрозащиты переменного тока содержит трансформатор с магнитным шунтом, два симистора, две цепи ограничения напряжения, состоящие из последовательно соединенных супрессора и резистора, общая точка которых соединена с управляющим электродом соответствующего симистора, каждая цепь соединена одним концом с землей, вторые концы и силовые выводы симисторов, - с соответствующими выводами вторичной обмотки трансформатора. Общая точка супрессора и резистора может быть подключена к управляющему электроду симистора через элемент с нелинейной вольт-амперной характеристикой. Первичная обмотка трансформатора может быть подключена к источнику искроопасного напряжения через предохранитель. Первичная и вторичная обмотки трансформатора могут быть расположены на боковых стержнях Ш-образного сердечника, средний стержень которого имеет немагнитный зазор. Две цепи ограничения напряжения с симисторами могут дублироваться или троироваться в зависимости от требуемого уровня искробезопасности. Технический результат - повышение искробезопасной мощности.4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Распознавание направления неисправности в сетях энергоснабжения среднего напряжения // 2606204

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение надежности и простоты определения направления неисправности. Согласно способу распознавания направления, в котором возникла неисправность в трехфазной электрической сети (12а) энергоснабжения среднего напряжения относительно места (19а, 19b) измерения в сети (12а) энергоснабжения среднего напряжения, управляющим устройством (37) электрического защитного прибора (18а, 18b) для распознавания направления неисправности используются как измеренные значения тока, относящиеся к фазному проводу, так и измеренные значения напряжения, относящиеся к фазному проводу. Измеренные значения тока регистрируются в месте (19а, 19b) измерения в сети (12а) энергоснабжения среднего напряжения. Для того чтобы направление, в котором возникла неисправность, по отношению к месту (19а, 19b) измерения распознавать по возможности просто и, тем самым, экономично, предложено, что измеренные значения напряжения регистрируются на стороне низкого напряжения трансформатора (13), соединяющего сеть (12а) энергоснабжения среднего напряжения с сетью энергоснабжения низкого напряжения. Изобретение также относится к соответственно выполненному электрическому защитному прибору (18а, 18b). 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ настройки компенсации емкостного тока замыкания на землю // 2646221

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано для автоматической компенсации тока однофазного замыкания на землю в распределительных сетях с изолированной нейтралью. Техническим результатом является повышение достоверности определения собственной частоты контура нулевой последовательности (КНП) и повышение точности компенсации емкостных токов замыкания на землю. В способе настройки компенсации емкостного тока замыкания на землю, при котором измеряют падение напряжения на КНП сети, формируют импульс возбуждения в КНП сети, выделяют свободную составляющую переходного процесса в измеренном падении напряжения на КНП, определяют по выделенной свободной составляющей собственную частоту КНП, определяют рассогласование собственной частоты КНП с частотой сети и регулируют индуктивность дугогасящего реактора до ликвидации рассогласования, дополнительно осуществляют нерекурсивную фильтрацию напряжения нулевой последовательности, синхронизированную с импульсом возбуждения в КНП сети, измеряют ток нулевой последовательности сети, определяют потери в КНП сети, вычисляют добротность КНП сети, сравнивают вычисленную добротность с предельно допустимой, если добротность ниже предельно допустимой, то собственную частоту КНП определяют с учетом потерь в этом контуре. 2 ил.