Способ выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания



Способ выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания
Способ выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания
Способ выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания
Способ выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания
Способ выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания
Способ выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания

 


Владельцы патента RU 2540851:

АББ РИСЕРЧ ЛТД (CH)

Использование: в области электротехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Согласно способу детектируют возникновение короткого замыкания и оценивают сигналы токов короткозамкнутой фазы, сигналы токов перед коротким замыканием и тока нулевой последовательности для того, чтобы получить абсолютную величину сигналов нарастающих токов (IAB, IBC, ICA) и их максимальное значение (Imax), из которых определяют действительные значения индикаторов (SA, SB, Sc) короткого замыкания фазы на фазу, действительные значения индикаторов (S3A, S3B, S3C,) трехфазного короткого замыкания и действительное значение индикатора (SG) короткого замыкания на землю, при этом способ дополнительно содержит этапы, на которых: вычисляют максимальное значение всех индикаторов (Fflt) типа короткого замыкания в соответствии с формулой: Fmax = max((Fflt)), где индекс (flt) является целым числом от 1 до 10 и обозначает один конкретный тип из всех типов короткого замыкания, определяют тип короткого замыкания как один из индикаторов (Fflt), где индекс (flt) означает тип короткого замыкания; и представляют индикатор (Fmax) действительного типа короткого замыкания в защитное реле (2) или в средство, подключенное к защитному реле. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение касается способа выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания в линиях электропередачи и применимо как к линиям электропередачи с последовательной компенсацией, так и к некомпенсированным линиям электропередачи и пригодно для использования в энергетической промышленности для воздушных и воздушно-кабельных линий передачи или распределения.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Быстрое и надежное определение типа короткого замыкания при коротком замыкании в линиях электропередачи имеет большое значение как для энергетических компаний, занимающихся распределением электрической энергии, так для конечных потребителей электрической энергии. Быстрый и точный выбор типа короткого замыкания влияет на качество защиты энергетической системы. Средство для выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания, как правило, является частью цифрового защитного реле, расположенного на электростанциях или подстанциях. В зависимости от типа короткого замыкания в защитном реле различаются и обрабатываются различные контуры тока и напряжения короткого замыкания. Поэтому надлежащий выбор типа короткого замыкания влияет на конечную работу защитного реле, и ошибка в идентификации типа короткого замыкания может привести к неправильной работе защитного реле. Пример защитного реле, которое использует выбор короткозамкнутой фазы, описан в патенте США № 4409636. В этом решении переключатель фазы, подключенной по схеме треугольника, как известно, не может надежно детектировать трехфазные короткие замыкания. Он вычисляет процентное соотношение от наибольшего значения (тока) короткого замыкания, а затем вычитает его из (значений тока) фаз. Если результат является положительным, то фаза детектируется как короткозамкнутая. Если результат отрицательный, то фаза не является короткозамкнутой. Часто при трехфазном коротком замыкании одна из короткозамкнутых фаз не достигает этого уровня, и фаза остается недетектированной. Другой пример способа и устройства для выбора фазы для однофазного расцепления высокоимпедансных коротких замыканий на землю описан в патенте США № 5390067. Патент США № 5390067 ограничивается выбором только короткого замыкания на землю. Применение этого способа ограничивается сетями с заземленной нейтральной точкой.

Упомянутые недостатки преодолеваются с помощью способа, устройства и компьютерной программы, определенных в пп.1-3 формулы изобретения, соответственно.

Из патентной заявки Японии JP 2001192428 (публикация № JP 2003009381) известен способ выбора короткозамкнутой фазы в многотерминальной системе. В этом способе используется переключатель фаз, который содержит первое функциональное средство для вычисления дифференциального тока каждой фазы каждой линии передачи; второе функциональное средство для вычисления линейного дифференциального тока короткозамкнутой линии, на основе дифференциального тока каждой фазы, полученного от первого функционального средства и информации о короткозамкнутой линии; третье функциональное средство для определения соотношения минимального значения к максимальному значению, полученному от второго функционального средства; четвертое функциональное средство для принятия решения о том, что произошло однофазное короткое замыкание, если соотношение, полученное от третьего функционального средства, меньше указанного значения; пятое функциональное средство для определения соотношения дифференциального тока в фазе, не составляющего максимального значения, к меньшему дифференциальному току, по отношению к дифференциальным токам двух фаз, составляющих максимальное значение линейного дифференциального тока; шестое функциональное средство для принятия решения о том, что произошло двухфазное короткое замыкание, если соотношение, полученное от пятого функционального средства, меньше, чем указанное значение; и седьмое функциональное средство для принятия решения о том, что произошло трехфазное короткое замыкание, когда соотношение, полученное от пятого функционального средства, не меньше указанного значения. Как правило, существуют проблемы с выбором трехфазного короткого замыкания, потому что одна из короткозамкнутых фаз не достигает заданного уровня. Более того, применение этого способа ограничено сетями с заземленной нейтральной точкой.

Процесс идентификации типа короткого замыкания, детектированного с помощью защитного реле, известен из патента США 5783946. Этот процесс включает в себя образцы формы волны тока до короткого замыкания и после него в проводниках фазы А, фазы B и фазы C линии передачи. Вычисляются следующие нарастающие токи, DELIA1, DELIB1 и DELIC1, где

DELIA1 = (Iar-Iapr)2-(Iai-Iapi)2,

DELIB1 = (Ibr-Ibpr)2-(Ibi-Ibpi)2,

DELIC1 = (Icr-Icpr)2-(Ici-Icpi)2.

Затем нарастающие токи используются для идентификации двухфазного короткого замыкания на землю. При вычислении нарастающих токов Iar представляет собой значение действительной части тока фазы А после короткого замыкания, Iapr представляет собой значение действительной части тока фазы А до короткого замыкания, Iai представляет собой значение мнимой части тока фазы А после короткого замыкания, Iapi представляет собой значение мнимой части тока фазы А до короткого замыкания.

Значения токов фазы В и фазы C обозначаются соответственно. Тип короткого замыкания определяется с помощью четких логических операторов - больше чем, меньше чем.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно изобретению предложенный способ выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания в линиях электропередачи обеспечивает использование защитного реле, имеющего средство для детектирования короткого замыкания и компьютерное средство для обработки сигнала и данных с использованием детектирования возникновения короткого замыкания и оценки сигналов тока короткозамкнутой фазы, сигналов тока перед коротким замыканием и тока нулевой последовательности для получения абсолютного значения сигналов IAB, IBC, ICA нарастающего тока и их максимального значения Imax, из которых определяются действительные значения индикаторов SA, SB, SC короткого замыкания фазы на фазу, действительные значения индикаторов S3A, S3B, S3C трехфазного короткого замыкания и действительное значение индикатора SG короткого замыкания на землю, причем способ дополнительно содержит этапы, на которых:

- вычисляют максимальные значения всех индикаторов Fflt типа короткого замыкания по формуле:

Fmax = max{{Fflt}),

где индекс flt является целым числом от 1 до 10 и обозначает один конкретный тип из всех типов короткого замыкания,

- определяют тип короткого замыкания как один из индикаторов Fflt с максимальным значением, который в то же время определяет тип короткого замыкания на основе того, что индекс flt обозначает тип короткого замыкания, причем, если:

flt = 1, тогда происходит короткое замыкание фазы A на землю G,

flt = 2, тогда происходит короткое замыкание фазы B на землю G,

flt = 3, тогда происходит короткое замыкание фазы C на землю G,

flt = 4, тогда происходит короткое замыкание фазы A на фазу B,

flt = 5, тогда происходит короткое замыкание фазы B на фазу C,

flt = 6, тогда происходит короткое замыкание фазы C на фазу А,

flt = 7 тогда происходит короткое замыкание фазы A на фазу В и на землю G,

flt = 8 тогда происходит короткое замыкание фазы B на фазу С и на землю G,

flt = 9 тогда происходит короткое замыкание фазы C на фазу А и на землю G,

flt = 10 тогда происходит короткое замыкание фазы А на фазу B и на фазу C;

- представляют индикатор Fmax действительного типа короткого замыкания в защитное реле (2) или в средство, подключенное к защитному реле.

Предпочтительно вычисление индикаторов Fflt типа короткого замыкания осуществляют в виде минимальных значений действительных значений индикаторов SA, SB, SC, S3A, S3B, S3C, SG следующим образом:

вычисляют сумму минимальных значений комбинаций действительных значений индикаторов (SA, SG), (SB, SG), (SC, SG), (S3B, S3C), (S3C, S3A),

(S3A, S3B) и действительных значений индикаторов S3A, S3B, S3C для короткого замыкания фазы на землю согласно следующим формулам:

F1 = min(SA, SG) + min(S3B, S3C)-S3A для короткого замыкания фазы A землю G,

F2 = min(SB, SG) + min(S3c, S3A)-S3B для короткого замыкания фазы В землю G,

F3 = min(Sc, SG) + min(S3A, S3B)-S3C для короткого замыкания фазы С землю G, что дает первую группу индикаторов F1, F2, F3;

вычисляют минимальное значение комбинации действительных значений индикаторов (SA, SB), (SB, SC), (Sc, SA), для короткого замыкания фазы на фазу согласно следующим формулам:

F4 = min(SA, SB) в случае короткого замыкания фазы A на фазу B,

F5 = min(SB, SC) в случае короткого замыкания фазы В на фазу С,

F6 = min(Sc, SA) в случае короткого замыкания фазы С на фазу А,

что дает вторую группу индикаторов F4, F5, F6;

вычисляют сумму ранее вычисленных индикаторов F1-F6 для короткого замыкания фазы на фазу и на землю, как сумму вычисленных ранее индикаторов типа короткого замыкания в соответствии со следующими формулами:

F7 = F1+F2+F4 для короткого замыкания фазы A на фазу B и на землю G,

F8 = F2+F3+F5 для короткого замыкания фазы B на фазу C и на землю G,

F9 = F3+F1+F6 для короткого замыкания фазы C на фазу A и на землю G, что дает третью группу индикаторов F7, F8, F9;

вычисляют минимальное значение действительных значений индикаторов S3A, S3B, S3C согласно формуле

F10 = min(S3A, S3B, S3C) для короткого замыкания фазы А на фазу В и на фазу С, что дает индикатор F10.

Устройство для осуществления способа по п.1 или 2 выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания в линиях электропередачи, содержащее средство фильтрации сигнала тока, идентификации времени возникновения короткого замыкания, определения сигнала тока перед коротким замыканием и во время короткого замыкания, вычисления нарастающего тока и вычисления максимального значения сигнала нарастающего тока, встроенное в защитное реле в блоке предварительной фильтрации модуля выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания, дополнительно содержит:

- средство для вычисления действительных значений индикаторов SA, SB, SC, S3A, S3B, S3C, которые указывают минимальные значения комбинации данных для коротких замыканий фазы на фазу и для трехфазного короткого замыкания и указывают максимальное значение данных для короткого замыкания фазы на землю SG, встроенное в защитное реле в блоке анализа данных модуля выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания защитного реле,

- средство для вычисления индикаторов F1-F10 типа короткого замыкания как минимальных значений действительных значений индикаторов, встроенное в блок выбора модуля выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания защитного реле,

- средство для выбора короткозамкнутой фазы и для определения типа короткого замыкания путем вычисления максимального значения всех индикаторов F1-F10 типа короткого замыкания, встроенное в блок принятия решения о типе короткого замыкания модуля выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания защитного реле,

- средство для представления данных в информационный модуль защитного реле или в средство, подключенное к защитному реле.

Компьютерный программный продукт, содержащий компьютерный программный код, который при выполнении на вычислительном устройстве выполняет этапы способа по п.1 или 2.

Новый способ используется в защитном реле, имеющем модули выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания. Цифровые сигналы тока в режиме реального времени, поступающие от трансформаторов тока и преобразованные в аналого-цифровом (A/D) преобразователе, или цифровой сигнал, совместимый со стандартом IEC 61850, передается с помощью протокола IEC 618550 9-2 или любого другого протокола связи. Преобразование аналоговых сигналов, измеренных сигналов тока фаз iA, iB, iC с помощью измерительного трансформатора тока CT для получения дискретизированных во времени значений, в этом контексте, и взаимная связь с помощью протокола станционной связи предпочтительно совместимого со стандартом IEC 61850 должны рассматриваться в качестве общеизвестных методов, и поэтому были опущены.

Настоящее изобретение относится к способу выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания на основе только измерений сигнала тока. Благодаря новому подходу достигается высокая надежность идентификации короткозамкнутой фазы. Разработанный способ является быстрым и позволяет идентифицировать любые типы коротких замыканий с высокой надежностью даже для высокоимпедансных коротких замыканий. Тип короткого замыкания оценивается с помощью нечетких логических операторов, таких как: минимальный, максимальный вместо четких логических операторов, таких как, больше чем, меньше чем. Решение определяется для последовательных дискретных значений путем вычисления индексов действительного значения индикатора. Все эти индексы являются непрерывными действительными величинами, а не логическими. Основная особенность предлагаемого способа состоит в новом способе принятия окончательного решения. Решение о выборе типа короткого замыкания производится таким образом, чтобы наибольшее значение указывало на более вероятный выбор.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 схематически изображает систему выбора фазы;

фиг.2 схематически изображает новую часть системы выбора фазы в защитном реле;

фиг.3 изображает блок-схему алгоритма осуществления нового способа.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Трансформаторы 1 тока подключены к защитному реле 2 с помощью аналоговой проводной линии 3 передачи или с помощью вычислительной шины 4 связи, содержащей резервный блок 5. Защитное реле 2 с блоком Р обработки данных содержит аналого-цифровой преобразователь 6 и компоновку функциональных модулей М1, М2, М3, М4, где модуль М1 - буферный модуль для хранения полученных данных текущих измерений, модуль М2 является новым модулем выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания, модуль M3 является модулем вычисления, подключенным к другим модулям, и модуль M4 является информационным модулем для выдачи результата нового способа. В случае, когда защитное реле 2 подключено с помощью шины 4 связи, аналого-цифровой преобразователь 6 может быть размещен в резервном блоке 5 вместо того, чтобы находиться в защитном реле 2. Очевидно, что защитное реле содержит другие модули, которые необходимы для правильной работы защитного реле 2 и которые не описаны в этом описании и не представлены на фиг.1. Модуль M2 выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания, представленный на фиг.2, содержит блок В1 предварительной фильтрации, блок B2 анализа данных, блок B3 выбора и блок B4 принятия решения о типе короткого замыкания.

Входные данные, сигналы токов iA, iB, iC от отдельных фаз A, B, C измеряются трансформаторами 1 тока и подаются в аналого-цифровой преобразователь 6 в защитном реле 2 с помощью аналоговой проводной линии 3 или в аналого-цифровой преобразователь 6 в резервном блоке 5, из которого оцифрованные сигналы токов IA, IB, IC подаются в защитное реле 2 по шине 4 связи. Цифровые сигналы токов хранятся в буферном модуле M1. Цифровые сигналы токов IA, IB, IC обрабатываются в модуле М2 его функциональными блоками B1-B4, где данные фильтруются известным способом с использованием блока B1 предварительной фильтрации (Фиг.2), выход которого подключен к блоку B2 анализа данных, в котором обрабатываются данные сигнала тока и вычисляются действительные значения индикаторов. Сигналы токов I A, I B, I C из блока B1 предварительной фильтрации принимаются блоком B2 анализа данных таким образом, что они не удаляются из этого блока, благодаря чему они доступны также и другим модулям защитного реле 2. Выход блока В2 подключен к блоку B3 выбора для определения индикаторов типа короткого замыкания. Наконец, когда идентифицируется тип короткого замыкания в блоке B4 принятия решения о типе короткого замыкания и информация о типе короткого замыкания передается на выход блока B4 таким образом, что эта информация является доступной для других модулей М3 и М4 защитного реле 2.

Способ согласно изобретению содержит следующие этапы:

1) На первом этапе S1 (фиг.3) цифровые сигналы токов IA, IB, IC от отдельных фаз A, B, C и дополнительные входные данные: коэффициент CFI доли короткого замыкания фазы на фазу, коэффициент CFo доли короткого замыкания фазы на землю, действующее значение номинального тока Ir линии, который известен для защищенной линии, передают и сохраняют в буферном модуле М1 защитного реле 2.

Коэффициент CFO доли короткого замыкания фазы на землю представляет собой предварительно определенный набор коэффициентов, значения которых выбираются таким образом, чтобы достигалась хорошая чувствительность для короткого замыкания фазы на землю и для короткого замыкания фазы на фазу и на землю.

Обычно CFO определяется следующим соотношением:

CFO > I r 3I Om ,

Где 3IOm представляет минимальный детектированный сигнал тока в нейтрали во время короткого замыкания фазы на землю,

Ir представляет сигнал действующего значения номинального тока линии. Обычно предполагается что cFO > 2,0. В варианте осуществления изобретения установлено, что cFO = 2,5.

Коэффициент cFI доли короткого замыкания фазы на фазу отображает предварительно определенный набор коэффициентов, значения которых выбираются таким образом, что осуществляется хорошая избирательность между коротким замыканием фазы на фазу и трехфазным коротким замыканием, а также между коротким замыканием фазы на фазу и на землю. Эти условия обеспечиваются для отношения:

cFI > 3 и cFl/cFO < 3,0. В варианте осуществления изобретения был установлен cFI = 5,0.

2) Далее на этапе S2 цифровые сигналы токов от отдельных фаз IA, IB, IC фильтруют одним из известных способов фильтрации, например, способом узкополосной фильтрации посредством преобразования Фурье для получения векторных значений цифровых сигналов токов IA, IB, IC для каждой из отдельных фаз A, B, C.

3) На этапе S3 определяют сигналы токов перед коротким замыканием IAp, IBp, ICp и сигналы токов во время короткого замыкания IAf, IBf ,Icf с помощью внутренних сигналов защитного реле - времени tF возникновения короткого замыкания. Время tF возникновения короткого замыкания идентифицируется на основе анализа векторных значений цифровых сигналов токов IA, IB, IC общеизвестными способами, например, на основе численного вычисления первой производной сигналов токов и циклического алгоритма сравнения текущего значения тока со значением тока на один цикл назад.

4) На этапе S4 определяют значения разности сигналов токов короткозамкнутой фазы ΔIAB, ΔIBC, ΔICA и значения разности сигналов токов перед коротким замыканием ΔIABp, ΔIBCp, ΔICAp для каждой из фаз A, B, C соответственно по следующим формулам:

5) На этапе S5 вычисляют абсолютные значения сигналов нарастающих токов IAB, IBC, ICA как абсолютное значение разности сигналов токов короткозамкнутой фазы ΔIAB, ΔIBC, ΔICA и значения разности сигналов токов перед коротким замыканием ΔIABp, ΔIBCp, ΔICAp, как:

и далее вычисляют максимальное значение сигнала нарастающего тока Imx, как:

Imx = max(IAB, IBC, ICA).

6) Далее на этапе S6 определяют действительные значения индикаторов SA, SB, SC, S3A, S3B, S3C, SG для всех типов короткого замыкания с учетом трех типов данных:

а) первый тип данных имеет отношение к индикаторам на основе тока для короткого замыкания фазы на фазу, для которых действительные значения индикаторов SA, SB, SC для каждой фазы A, B, C, вычисляют как минимальное значение коэффициентов x1, x2, x3, xa, xb, xc:

где

х1 - коэффициент, который вычисляют как: x1 = cFlxAB-1,

x2 - коэффициент, который вычисляют как: x2 = cFlxBC-1,

x3 - коэффициент, который вычисляют как: x3 = cFlxСА-1,

xa - коэффициент, который вычисляют как: xa = 1-xBC,

xb - коэффициент, который вычисляют как: xb = 1-xCA,

xc - коэффициент, который вычисляют как: xc = 1-xAB

и где

cFl - коэффициент доли короткого замыкания фазы на фазу, подаваемый в буферный модуль М1 на этапе 1,

xAB - коэффициент, который вычисляют как: xAB = IAB/Imx,

xBC - коэффициент, который вычисляют как: xBC = IBC/Imx,

xCA - коэффициент, который вычисляют как: xCA = ICA/Imx;

б) второй тип данных относится к индикаторам на основе тока трехфазного короткого замыкания, причем действительные значения индикаторов S3A, S3B, S3C для каждого трехфазного короткого замыкания вычисляют как результат минимальных значений коэффициентов xBC, xAB, xCA минус действительные значения индикаторов SΛ, SB, SC, которые были вычислены на первом этапе, а именно:

S3A = min(xAB, xCA)-SA,

S3B = min(xBC, xAB)-SB,

S3C = min(xCA, xBC)-Sc,

с) третий тип данных относится к индикатору короткого замыкания фазы на землю, для которого действительное значение индикатора SG вычисляют по следующей формуле:

SG = max(IGo,(IG1-ΔIm))/Imx,

где

IG1 вычисляют как IG1 = cFOabs(3IO),

cFO - коэффициент доли короткого замыкания фазы на землю, подаваемый в буферный модуль М1 на этапе 1.

IO - сигнал тока нулевой последовательности вычисляют как I0 = 1/3·(I Af+I Bf+I Cf);

IGo вычисляют как IGo = IG1-Ir, где Ir - действующее значение номинального тока линии, переданное в буферный модуль М1 на этапе 1,

ΔIm вычисляют как максимальное значение абсолютных значений разности сигналов токов короткозамкнутой фазы в соответствии с формулой:

ΔIm = max(abs(ΔIAB), abs(ΔIBC), abs(ΔICA)).

7) Далее, на этапе S7, имея действительные значения индикаторов SA, SB, SC, S3A, S3B, S3C, SG и используя «нечеткие» логические операторы в качестве минимального значения действительного значения индикаторов, индикаторы F1-F10 типа короткого замыкания вычисляют для определения типа короткого замыкания таким образом, что:

- индикаторы F1-F3 типа короткого замыкания вычисляют для коротких замыканий фазы на землю как сумму минимальных значений комбинаций (SA, SG), (SB, SG), (SC, SG), (S3B, S3C), (S3C, S3A), (S3A, S3B) и действительного значения индикаторов S3A, S3B, S3C согласно следующим формулам:

F1 = min(SA, SG)+min(S3B, S3C)-S3A для короткого замыкания фазы А землю G,

F2 = min(SB, SG)+min(S3C, S3A)-S3B для короткого замыкания фазы В землю G,

F3 = min(Sc, SG)+min(S3A, S3B)-S3C для короткого замыкания фазы С землю G;

- индикаторы F4-F6 типа короткого замыкания вычисляют для коротких замыканий фазы на фазу как минимальное значение комбинации (SA, SB), (SB, SC), (SC, SA) по следующим формулам:

F4 = min(SA, SB) для короткого замыкания фазы А на фазу В,

F5 = min(SB, Sc) для короткого замыкания фазы В на фазу С,

F6 = min(Sc, SA) для короткого замыкания фазы С на фазу А;

- индикаторы F7-F9 типа короткого замыкания вычисляют для короткого замыкания фазы на фазу и на землю как сумму вычисленных ранее индикаторов типа короткого замыкания в соответствии со следующими формулами:

F7 = F1+F2+F4 для короткого замыкания фазы A на фазу B и на землю G,

F8 = F2+F3+F5 для короткого замыкания фазы В на фазу С и на землю G,

F9 = F3+F1+F6 для короткого замыкания фазы С на фазу А и на землю G;

- индикатор F10 типа короткого замыкания вычисляют для трехфазного короткого замыкания как минимальное значение действительных значений индикаторов S3A, S3B, S3C согласно формуле

F10 = min(S3A, S3B, S3C) для короткого замыкания фазы А на фазу B и на фазу C.

8) На следующем этапе S8 вычисляют максимум всех значений индикаторов F1-F10 типа короткого замыкания по следующей формуле:

Fmax = max({Fflt}),

где flt является целым числом от 1 до 10,

и затем определяют индикатор F1-F10 типа короткого замыкания, который имеет максимальное значение, которое в то же время определяет тип короткого замыкания на основании того, что

flt = 1 используют для короткого замыкания фазы A на землю G,

flt = 2 используют для короткого замыкания фазы В на землю G,

flt = 3 используют для короткого замыкания фазы С на землю G,

flt = 4 используют для короткого замыкания фазы А на фазу В,

flt = 5 используют для короткого замыкания фазы В на фазу С,

flt = 6 используют для короткого замыкания фазы С на фазу А,

flt = 7 используют для короткого замыкания фазы A на фазу B и на землю G,

flt = 8 используют для короткого замыкания фазы B на фазу C и на землю G,

flt = 9 используют для короткого замыкания фазы C на фазу А и на землю G,

flt = 10 используют для короткого замыкания фазы A на фазу B и на фазу С.

Если величина Fmax больше, чем thresF, это означает, что произошла ошибка при определении короткого замыкания или при детектировании возникновения короткого замыкания.

thresF - малое положительное пороговое значение, используемое для стабилизации алгоритма и исключения влияния шума.

Типовое значение лежит в пределах 0 < thresF <0,1.

9) На следующем этапе S9 индикатор Fmax действительного типа короткого замыкания, доступный в каждом из модулей М1...М4, передают на дисплей или печатающие устройства, которые подключены к одному из модулей и которые не представлены на рисунке.

Информация о выбранной фазе, в которой произошло короткое замыкание, представляется пользователю защитного реле 2 вместе с информацией о типе короткого замыкания.

1. Способ выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания в линиях электропередачи с использованием защитного реле, имеющего средство для детектирования короткого замыкания и компьютерное средство для обработки сигнала и данных, с использованием детектирования возникновения короткого замыкания и оценки сигналов тока короткозамкнутой фазы, сигналов тока перед коротким замыканием и тока нулевой последовательности для получения абсолютного значения сигналов (IAB, IBC, ICA) нарастающего тока и их максимального значения (Imax), из которых определяют действительные значения индикаторов (SA, SB, SC) короткого замыкания фазы на фазу, действительные значения индикаторов (S3A, S3B, S3C) трехфазного короткого замыкания и действительное значение индикатора (SG) короткого замыкания на землю, причем способ дополнительно содержит этапы, на которых:
- вычисляют максимальные значения всех индикаторов Fflt типа короткого замыкания по формуле:
Fmax=max({Fflt}),
где индекс flt является целым числом от 1 до 10 и обозначает один конкретный тип из всех типов короткого замыкания,
- определяют тип короткого замыкания как один из индикаторов Fflt с максимальным значением, который в то же время определяет тип короткого замыкания на основе того, что индекс flt обозначает тип короткого замыкания, причем, если:
flt=1, тогда происходит короткое замыкание фазы А на землю G,
flt=2, тогда происходит короткое замыкание фазы В на землю G,
flt=3, тогда происходит короткое замыкание фазы С на землю G,
flt=4, тогда происходит короткое замыкание фазы А на фазу В,
flt=5, тогда происходит короткое замыкание фазы В на фазу С,
flt=6, тогда происходит короткое замыкание фазы С на фазу А,
flt=7, тогда происходит короткое замыкание фазы А на фазу В и на землю G,
flt=8, тогда происходит короткое замыкание фазы В на фазу С и на землю G,
flt=9, тогда происходит короткое замыкание фазы С на фазу А и на землю G,
flt=10, тогда происходит короткое замыкание фазы А на фазу В и на фазу С,
- представляют действительный индикатор Fmax типа короткого замыкания в защитное реле (2) или в средство, подключенное к защитному реле.

2. Способ по п.1, в котором:
- вычисление индикаторов типа короткого замыкания осуществляют в виде минимальных значений действительных значений индикаторов (SA, SB, SC, S3A, S3B, S3C, SG) следующим образом:
а) вычисляют сумму минимальных значений комбинаций действительных значений индикаторов (SA, SG), (SB, SG), (SC, SG), (S3B, S3C), (S3C, S3A), (S3A, S3B) и действительных значений индикаторов (S3A, S3B, S3C) для короткого замыкания фазы на землю по следующим формулам:
F1=min(SA, SG)+min(S3B, S3C)-S3A для короткого замыкания фазы А на землю G,
F2=min(SB, SG)+min(S3C, S3A)-S3B для короткого замыкания фазы В на землю G,
F3=min(Sc, SG)+min(S3A, S3B)-S3C для короткого замыкания фазы С на землю G, что дает первую группу индикаторов (F1-F3);
б) вычисляют минимальное значение комбинации действительных значений индикаторов (SA, SB), (SB, SC), (Sc, SA) короткого замыкания фазы на фазу по следующим формулам:
F4=min(SA, SB) для короткого замыкания фазы А на фазу В,
F5=min(SB, Sc) для короткого замыкания фазы В на фазу С,
F6=min(SC, SA) для короткого замыкания фазы С на фазу А,
что дает вторую группу индикаторов F4-F6;
в) вычисляют суммы ранее вычисленных индикаторов F1-F6 для короткого замыкания фазы на фазу и на землю как суммы вычисленных ранее индикаторов типа короткого замыкания в соответствии со следующими формулами:
F7=F1+F2+F4 для короткого замыкания фазы А на фазу В и на землю G,
F8=F2+F3+F5 для короткого замыкания фазы В на фазу С и на землю G,
F9=F3+F1+F6 для короткого замыкания фазы С на фазу А и на землю G,
что дает третью группу индикаторов (F7-F9);
г) вычисляют минимальное значение действительных значений индикаторов (S3A, S3B, S3C) согласно формуле
F10=min(S3A, S3B, S3C) для короткого замыкания фазы А на фазу В и на фазу С, что дает индикатор F10.

3. Устройство для осуществления способа по п.1 или 2 выбора короткозамкнутой фазы и определения типа короткого замыкания в линиях электропередачи, содержащее средство фильтрации сигнала тока, идентификации времени возникновения короткого замыкания, определения сигнала тока перед коротким замыканием и во время короткого замыкания, вычисления нарастающего тока и вычисления максимального значения сигнала нарастающего тока, встроенное в защитное реле (2) в блоке (В1) предварительной фильтрации модуля (М2), отличающееся тем, что дополнительно содержит:
- средство для вычисления действительных значений индикаторов (SA, SB, Sc, S3A, S3B, S3C), которые указывают минимальные значения комбинации данных для короткого замыкания фазы на фазу и для трехфазного короткого замыкания и указывают максимальное значение данных для короткого замыкания фазы на землю SG, встроенное в защитное реле (2) в блоке (В2) анализа данных модуля (М2) защитного реле (2),
- средство для вычисления индикаторов (F1-F10) типа короткого замыкания как минимальных значений действительных значений индикаторов, встроенное в блок (В3) выбора модуля (М2) защитного реле (2),
- средство для выбора короткозамкнутой фазы и для определения типа короткого замыкания путем вычисления максимального значения всех индикаторов (F1-F10) типа короткого замыкания, встроенное в блок (В4) принятия решения о типе короткого замыкания модуля (М2) защитного реле (2),
- средство для представления данных в информационный модуль (М4) защитного реле (2) или в средство, подключенное к защитному реле.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, а именно к схемам защиты электрических линий, машин и приборов, в частности к схемам защиты, реагирующим на разность токов. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено для защиты человека от поражения электрическим током, противопожарной защиты от теплового проявления токов утечки, а также токов перегрузки и к.з.

Изобретение относится к релейной защите обмоток шунтирующих реакторов, трансформаторов, автотрансформаторов. .

Изобретение относится к релейной защите кабельных и воздушных параллельных линий электропередач переменного тока с общим выключателем на фазу. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и может быть использовано для защиты шин низшего уровня напряжения от различного вида повреждений (проходной, подвесной или опорной изоляции, вводов выключателей и трансформаторов и т.д.), сопровождаемых различными видами коротких замыканий.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к релейной защите, и может быть использовано для защиты двух параллельных линий трехфазной электрической установки при превышениях токов в отдельных фазах и линиях номинальных значений, вызванных, например, повреждениями в электроустановке и на одной из защищаемых линий, сопровождаемыми короткими замыканиями.

Изобретение относится к области электротехники, к релейной защите, в частности к токовой направленной дифференциальной защите, и может быть использовано для защиты параллельных линий трехфазной электрической установки при превышениях токов в отдельных фазах и линиях номинальных значений, вызванных, например, повреждениями в электроустановке в одной из защищаемых линий, сопровождаемыми короткими замыканиями.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к релейной защите, и может быть использовано для фиксации токов обратной последовательности в устройствах релейной защиты энергосистем.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к релейной защите, и может быть использовано для фиксации токов обратной последовательности в устройствах релейной защиты энергосистем.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к схемам защиты трехфазных электрических линий, машин и приборов, в частности к схемам защиты, реагирующим на разность токов. Оно предназначено для защиты синхронных генераторов компенсаторов, а также синхронных и асинхронных двигателей. В устройство дополнительно введены второй четырехфазный мостовой выпрямитель, выходные зажимы которого являются вторыми выходными зажимами устройства, и три третьих дифференцирующих индукционных преобразователя тока, причем начала вторых обмоток тока подключены к общему нулевому зажиму защищаемой электрической машины, а концы этих обмоток тока соединены с концами соответствующих фазных обмоток этой машины, начала которых подключены к концам соответствующих третьих обмоток тока, начала которых непосредственно подключены к концам соответствующих по фазе токопроводящих жил линии для присоединения защищаемой машины к ее выключателю, при этом входные зажимы второго выпрямителя подключены по одному к общему нулевому зажиму устройства и началам третьих катушек всех групп, концы которых подключены к упомянутым соединительным узлам соответствующей фазы устройства. Технический результат: защита от внутренних коротких замыканий на двух участках зоны защиты: первый участок - сама электрическая машина, второй участок - выключатель, подключающий ее к электроэнергетической системе, и линия для присоединения защищаемой машины к этому выключателю, а также получение информации о том, на каком из двух участках зоны защиты произошло внутреннее короткое замыкание, одновременно с моментом срабатывания устройства продольной дифференциальной токовой защиты электрической машины. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в качестве реагирующей на разность токов схемы защиты электрических линий, машин, приборов и может быть использовано для обеспечения электробезопасности судовых и корабельных электроэнергетических систем. Техническим результатом является то, что заявленное устройство расширяет арсенал технических средств, используемых в электротехнике для решения поставленной технической задачи. Устройство содержит три идентичные группы катушек токопроводов для питающей и отходящих линий, по числу фаз в трехфазной электроэнергетической системе. Его отличием от уровня техники является выполнение тороидов в форме полой трубки. В каждой группе катушек часть единого обмоточного провода помещена внутри соответствующего тороида вдоль осевой линии катушки и повторяет кольцевую форму тороида. При этом начало обмоточного провода, помещенного внутри тороида и повторяющего его кольцевую форму, соединено с концом последней секционной обмотки, а конец обмоточного провода на выходе его из тороида соединен со второй клеммой катушки дифференцирующего индукционного преобразователя тока. Указанная конструкция устройства позволяет уменьшить в два раза количество всего обмоточного провода, используемого для изготовления секционных обмоток, что приводит к улучшению геометрических, конструкционно-технологических и массогабаритных показателей устройства, удешевляет и облегчает его изготовление при сохранении основных существенных функциональных возможностей измерительного устройства дифференциальной токовой защиты шин. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для выявления токов обратной последовательности в токопроводах фаз электроустановки. Фильтр тока обратной последовательности для электроустановки с токопроводами фаз А, В, С, расположенными по вершинам треугольника, содержит геркон с надетой на него обмоткой управления, подключенной к катушке индуктивности через последовательно включенные резистор, фазоповоротную схему и усилитель. Две крепежные планки хомутами и тягами прикреплены к траверсе и опоре. Первый и второй корпуса с пластинами с закрепленными внутри них герконом и катушкой индуктивности прикреплены к первой и второй крепежным планкам. Третий корпус, в который помещены резистор, фазоповоротная схема и усилитель, установлен во втором корпусе над второй пластиной. Причем обмотка управления соединена через резистор с фазоповоротной схемой с помощью кабеля, который уложен в короб. Короб закреплен на второй крепежной планке, траверсе и первой крепежной планке. Технический результат: выявление токов обратной последовательности в токопроводах фаз А, В, С электроустановки, расположенных по вершинам произвольного треугольника. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат - повышение устойчивости испытаний. Для испытаний резонансным методом реактора 5 в схеме используются кроме основного резонансного конденсатора 4 два разделительных конденсатора 6, 7, общая точка которых заземлена. Выпрямитель подмагничивания 9 подключен через сглаживающий дроссель 8. Испытания проводятся от статического преобразователя частоты 1, снабженного входами управления по частоте и напряжению. Использован также измеритель 12 фазы тока. 1 ил.
Наверх