Способ повышения чувствительности резервной защиты электроустановки к коротким замыканиям


 


Владельцы патента RU 2413349:

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

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей защиты. В способе, согласно которому измеряют токи в фазах сети, выявляют двухфазные КЗ, начинают отсчет времени tcp срабатывания защиты, в течение времени отсчета контролируют наличие этого КЗ и при его исчезновении прекращают отсчет, а при наличии по окончании отсчета отключают электроустановку, дополнительно, после измерения токов, выделяют из них максимальный ток imax, и, если не было выявлено двухфазное КЗ, то записывают его значение в память, предназначенную для хранения величины максимального тока ihmax нагрузки, и периодически через каждый промежуток времени t1, повторяют указанные операции; а если выявлено двухфазное КЗ, записывают значение imax в память, предназначенную для хранения величины максимального тока КЗ-ikзmax, и через заданные интервалы времени t2 продолжают измерения; после исчезновения КЗ находят разность IP1 последних зафиксированных в памяти значений IКЗМАХ и ihmax, запоминают ее, находят разность IP2 между током imax для текущего момента времени и последним зафиксированным ihmax, и, если не выполняется условие IP2≥kOTCIP1 (kОТС - коэффициент отстройки), то прекращают отсчет tcp, а если выполняется, то отсчет продолжают и через время t2 повторяют измерение токов фаз, выделение тока imax, вычисление IP2, проверку условия IP2≥kOTCIP1 до тех пор, пока оно не перестанет выполняться. 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите, и может быть использовано для резервной защиты электроустановок от коротких замыканий (КЗ).

Известен способ повышения чувствительности резервной защиты электроустановки к коротким замыканиям, при котором измеряют токи в фазах электроустановки и междуфазные напряжения и действуют на ее отключение, если токи превышают установленное значение, а напряжения оказываются меньше заданной величины (Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учебник для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 2006. - 639 с.: ил.).

Однако по этому способу необходимо отстраиваться от номинальных токов электроустановки. Следовательно он не обеспечивает выявление КЗ с токами, меньше номинальных, что значительно ограничивает его чувствительность.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является способ повышения чувствительности резервной защиты электроустановки к коротким замыканиям, при котором измеряют токи в ее фазах, выявляют двухфазные КЗ, например с помощью фильтра тока обратной последовательности, начинают отсчет времени tcp срабатывания защиты, в течение времени отсчета контролируют наличие этого КЗ и при его исчезновении прекращают отсчет, а при наличии по окончании отсчета отключают электроустановку (Линт Г.Э. Симметричные составляющие в релейной защите. - М.: Энергоатомиздат, 1996. - 160 с.: ил. (Б-ка электромонтера, вып.654)).

Недостатком способа является невозможность его применения для защиты электроустановок от трехфазных КЗ, поскольку при таких КЗ токи обратной последовательности, по наличию которых выявляют двухфазные КЗ, появляются лишь в первый момент КЗ на время 0,01-0,02 с.

Задача изобретения - разработать способ, который позволит выявлять удаленные трехфазные КЗ.

Технический результат изобретения - расширение области использования способа путем обеспечения выявления трехфазных КЗ.

Технический результат достигается тем, что в способе повышения чувствительности резервной защиты электроустановки к коротким замыканиям, при котором измеряют токи в ее фазах, выявляют двухфазные КЗ, например с помощью фильтра тока обратной последовательности, начинают отсчет времени tcp срабатывания защиты, в течение времени отсчета контролируют наличие этого КЗ и при его исчезновении прекращают отсчет, а при наличии по окончании отсчета отключают электроустановку, дополнительно, после измерения токов в фазах, выделяют из них максимальный ток Imax, и, если не было выявлено двухфазное КЗ, то записывают его значение в память, предназначенную для хранения величины максимального тока Ihmax нагрузки, и периодически, через каждый промежуток времени t1, повторяют указанные операции; а если выявлено двухфазное КЗ, записывают значение Imax в память, предназначенную для хранения величины максимального тока IKЗMAX короткого замыкания, и через заданные интервалы времени t2 продолжают измерения; после исчезновения КЗ находят разность IP1 последних зафиксированных в памяти значений IKЗMAX и Ihmax, запоминают ее, находят разность IP2 между током Imax для текущего момента времени и последним зафиксированным в памяти током Ihmax, и, если не выполняется условие IP2≥kOTCIP1 (kOTC - коэффициент отстройки), то прекращают отсчет tcp, a если выполняется, то продолжают отсчет tcp, через время t2 повторяют измерение токов фаз, выделение тока Imax, вычисление IP2, проверку условия IP2≥kOTCIP1 до тех пор, пока оно не перестанет выполняться.

Устройство, реализующее данный способ, изображено на фиг.1. Устройство содержит преобразователи тока в напряжение (ПТН) 1, 2, 3, выполненные в виде трансреакторов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, микропроцессор (МП) 5, исполнительный орган 6, причем ПТН 1, 2, 3 подключены к трансформаторам тока фаз А, В, С защищаемой электроустановки, выходы ПТН 1, 2, 3 подключены ко входам АЦП 4, выход АЦП 4 подключен ко входу данных МП 5, выход МП 5 - к исполнительному органу 6, который дает сигнал на отключение выключателя электроустановки (не показан).

Устройство работает следующим образом. Во всех режимах напряжения на выходах ПТН 1, 2, 3 пропорциональны токам в фазах А, В, С защищаемой электроустановки. Эти напряжения преобразуются АЦП 4 в двоичные данные, которые поступают на вход данных МП 5. Он выполняет последовательность операций в соответствии со структурной схемой, приведенной на фиг.2, и при КЗ выдает сигнал на исполнительный орган 6, действующий на отключение выключателя защищаемой электроустановки.

Рассмотрим последовательность операций (фиг.2), выполняемых МП. Он обеспечивает цифровую фильтрацию двоичных данных, поступающих от АЦП 4 (этап 7), находит действующие значения токов IA, IB, IC в фазах А, В, С защищаемой электроустановки (этап 8), затем из токов IA, IB, IC определяет максимальный ток Imax (этап 9). Далее МП выявляет наличие двухфазного КЗ (используя алгоритм фильтра тока обратной последовательности (ФТОП), этап 10)). Если КЗ не возникло, то происходит переход к проверке значения переменной М (переменной М присваивается единица, если было выявлено двухфазное КЗ). Если значение М не равно единице (ранее не было выявлено двухфазное КЗ), то переменной Ihmax (предназначенной для хранения величины максимального тока нагрузки) на этапе 12 в памяти МП присваивается значение Imax (максимального из токов фаз А, В, С при последнем измерении). Затем через выдержку t1 времени (этап 13) происходит переход к началу алгоритма. Если возникло двухфазное КЗ, то происходит пуск органа выдержки времени (ОВ, этап 14), переменной М присваивается значение единицы (этап 15), а переменной IKЗMAX (предназначенной для хранения величины максимального тока двухфазного КЗ) присваивается текущее значение Imax (этап 16). Далее проверяется текущее время t отсчета ОВ (этап 17), и если оно не превышает время tcp срабатывания защиты, то через выдержку времени t2 (этап 18) происходит переход к началу алгоритма. Цикл повторяется до тех пор, пока на этапе 17 время t не превысит время tcp, после чего происходит отключение выключателя защищаемой электроустановки (исполнительным органом 6), останов и обнуление ОВ, обнуление переменной М (этап 19).

Если двухфазное КЗ перешло в трехфазное, то алгоритм ФТОП на этапе 10 его выявлять не будет, МП перейдет к выполнению этапа 11. Поскольку ранее было зафиксировано двухфазное КЗ, переменная М имеет значение единицы, поэтому находится разность IP1 последнего зафиксированного в памяти максимального тока IKЗMAX двухфазного КЗ с последним зафиксированным в доаварийном режиме максимальным током Ihmax нагрузки (этап 20). Далее находится разность IP2 максимального тока Imax, полученного для текущего момента времени (после того, как КЗ из двухфазного перешло в трехфазное), с последним зафиксированным в доаварийном режиме максимальным током Ihmax нагрузки (этап 21). Если условие IP2≥kOTCIP1 (kOTC - коэффициент отстройки) выполняется, то на этапе 22 происходит переход к этапу 17, после которого последовательность операций описана выше. Если данное условие не выполняется, например вследствие отключения КЗ другими защитами, то происходит останов и обнуление ОВ, обнуление переменной М (этап 23).

Рассмотрим режим самозапуска двигателей, питаемых защищаемой электроустановкой, после отключения двухфазного КЗ. Тогда в цикле на этапе 10 происходит переход к этапу 11, поскольку нет двухфазного КЗ. Далее выполняются этапы 20, 21, 22. Величина Imax будет равна току самозапуска, поэтому в первые моменты времени рассматриваемого режима условие IP2≥kOTCIP1 будет выполняться. Поскольку время tcp еще не истекло, через выдержку времени t2 (этап 18) произойдет переход к началу алгоритма. За это время ток самозапуска уменьшится, соответственно уменьшится Imax (на этапе 9) и IP2 (на этапе 21). Цикл из последовательности этапов 8, 9, 10, 11, 20, 21, 22, 17, 18 будет повторяться до тех пор, пока не перестанет выполняться условие IP2≥kOTCIP1 (на этапе 22) или время t отсчета ОВ не превысит tcp (на этапе 17). В первом случае произойдет переход к этапу 23, во втором - к этапу 19.

Технико-экономическая эффективность заключается в том, что предлагаемый способ позволяет создавать резервные защиты, способные выявлять удаленные КЗ, тем самым исключая возможность разрушения электроустановки, коммутационных элементов в случае отказа или недостаточной чувствительности основных защит.

Способ повышения чувствительности резервной защиты электроустановки к коротким замыканиям, при котором измеряют токи в ее фазах, выявляют двухфазные КЗ, например с помощью фильтра тока обратной последовательности, начинают отсчет времени tCP срабатывания защиты, в течение времени отсчета контролируют наличие этого КЗ и при его исчезновении прекращают отсчет, а при наличии по окончании отсчета отключают электроустановку, отличающийся тем, что после измерения токов в фазах выделяют из них максимальный ток IMAX, и, если не было выявлено двухфазное КЗ, то записывают его значение в память, предназначенную для хранения величины максимального тока IHMAX нагрузки, и периодически через каждый промежуток времени t1 повторяют указанные операции; а если выявлено двухфазное КЗ записывают значение IMAX в память, предназначенную для хранения величины максимального тока IКЗMAX короткого замыкания, и через заданные интервалы времени t2 продолжают измерения; после исчезновения КЗ находят разность IP1 последних зафиксированных в памяти значений IКЗМАХ и IHMAX, запоминают ее, находят разность IP2 между током IMAX для текущего момента времени и последним зафиксированным в памяти током IHMAX, и, если не выполняется условие IP2≥kOTCIP1 (kOTC - коэффициент отстройки), то прекращают отсчет tCP, а если выполняется, то продолжают отсчет tCP, через время t2 повторяют измерение токов фаз, выделение тока IMAX, вычисление IP2, проверку условия IP2≥kOTCIP1 до тех пор, пока оно не перестанет выполняться.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу и устройству для определения расстояния до повреждения при дистанционной защите трехфазной линии электропередачи. .

Изобретение относится к релейной защите и может быть использовано для построения релейной защиты линий электрических сетей. .

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для предотвращения срабатывания автоматического повторного включения (АПВ) вводного выключателя на короткое замыкание на шине двухтрансформаторной подстанции или в отходящей линии в случае отказа ее выключателя.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты. .

Изобретение относится к системам распределения электроэнергии летательных аппаратов, а именно к схемам электронной коммутации электрических линий потребителей электроэнергии.

Изобретение относится к способам максимальной токовой защиты трехфазных электрических цепей от токов короткого замыкания (КЗ), в частности к способам быстрого определения симметричной составляющей тока КЗ при реализации системы быстродействующей «интегральной» селективной защиты цепей.

Изобретение относится к электросиловым системам. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к вторичным источникам питания при бесконтактном отборе мощности от трехфазных линий передачи высокого напряжения

Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано для коммутации силовых энергетических цепей постоянного тока

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системной автоматике и релейной защите

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для защиты от перенапряжений

Изобретение относится к устройствам защиты нагрузок и выходных силовых цепей вторичных источников электропитания от перегрузок и коротких замыканий (к.з.) по току

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для предотвращения состояния перегрузки в двигателях, а именно в двигателях постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов, используемых, например, в возвратно-поступательных или поворотных приводах

Изобретение относится к дистанционной релейной защите и может быть использовано для построения релейной защиты линий электрических сетей

Изобретение относится к противоаварийной автоматике электрических сетей напряжением 110 кB и выше
Наверх