Устройство для дистанционной защиты линии электропередачи с ответвлением

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение чувствительности дистанционной защиты. Устройство для дистанционной защиты линии электропередачи содержит измерительный орган сопротивления, выход которого подключен к входу органа выдержки времени, соединенного с входом исполнительного органа, выход которого является выходом устройства. Дополнительно содержит канал связи между подстанциями по концам линии, устройство передачи сигналов по каналу связи, устройство приема сигналов от канала связи, два сумматора, причем второй вход второго сумматора является инвертирующим, и преобразователь тока в напряжение. Вход устройства передачи сигналов подключен к трансформатору тока противоположного конца линии, а выход связан с входом канала связи, выход которого связан с входом устройства приема сигналов, соединенного выходом со вторым входом первого сумматора, первый вход которого подключен к трансформатору тока линии в месте установки защиты, к которому также подключен вход преобразователя тока в напряжение, выход которого связан со вторым входом второго сумматора, первый вход которого подключен к трансформатору напряжения системы шин в месте установки защиты, выход первого сумматора подключен к токовому входу измерительного органа сопротивления, а выход второго сумматора подключен к входу напряжения измерительного органа сопротивления. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области релейной защиты элементов электрических систем и может быть использовано в качестве резервной ступени дистанционной защиты линии электропередачи с ответвлением, предназначенной для действия при коротких замыканиях за трансформатором ответвления.

Известны токовые защиты линий электропередачи с ответвлениями [Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. - М.: Энергоатомиздат, 1998, стр. 251], устанавливаемые на одной стороне линии и реагирующие на токи в месте установки защиты. Эти защиты включают реле тока, реле времени и исполнительный орган.

Недостатком токовых защит является низкая чувствительность при коротких замыканиях за трансформаторами ответвлений.

Известна и принята за прототип более чувствительная дистанционная защита линий электропередачи с ответвлениями [Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. - М: Энергоатомиздат, 1998, стр. 365], устанавливаемая на одной стороне линии и реагирующая на напряжение и ток в месте установки защиты. Это устройство защиты состоит из измерительного органа сопротивления, токовый вход которого соединен с трансформатором тока в месте установки защиты, а вход напряжения - с трансформатором напряжения системы шин в месте установки защиты. Выход измерительного органа сопротивления связан с входом органа выдержки времени, выход которого соединен с входом исполнительного органа. Выход исполнительного органа является выходом устройства в целом. При коротком замыкании за трансформатором устройство с выдержкой времени действует на отключение выключателя линии, резервируя защиту трансформатора.

Недостатком указанного устройства защиты является недостаточная в ряде случаев чувствительность к коротким замыканиям за трансформатором ответвления. Это определяется, прежде всего, тем, что на замер сопротивления при коротком замыкании за трансформатором ответвления оказывают значительное влияние токи подпитки от системы противоположного конца линии и переток мощности по линии. Кроме того, данное устройство должно отстраиваться от сопротивления, определяемого перетоком мощности по линии, которое, как правило, значительно меньше сопротивления нагрузки трансформатора ответвления.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности резервных защит линий электропередачи с ответвлениями.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение чувствительности дистанционной защиты к коротким замыканиям за трансформатором ответвления и улучшение ее отстроенности от нагрузочных режимов.

Технический результат достигается тем, что в устройство для дистанционной защиты линии электропередачи с ответвлением, на которой установлены два трансформатора тока и трансформатор напряжения, содержащее измерительный орган сопротивления, выход которого подключен к входу органа выдержки времени, выход органа выдержки времени связан с входом исполнительного органа, а выход исполнительного органа является выходом устройства, дополнительно введены: канал связи между подстанциями по концам линии, устройство передачи сигналов по каналу связи, устройство приема сигналов от канала связи, два сумматора, причем второй вход второго сумматора является инвертирующим, и преобразователь тока в напряжение, при этом вход устройства передачи сигналов подключен к трансформатору тока противоположного конца линии, а выход устройства передачи сигналов связан с входом канала связи, выход канала связи связан с входом устройства приема сигналов, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора, первый вход первого сумматора подключен к трансформатору тока линии в месте установки защиты, к которому также подключен вход преобразователя тока в напряжение, выход преобразователя тока в напряжение связан со вторым входом второго сумматора, первый вход которого подключен к трансформатору напряжения системы шин в месте установки защиты, выход первого сумматора подключен к токовому входу измерительного органа сопротивления, а выход второго сумматора подключен к входу напряжения измерительного органа сопротивления.

На фиг. 1 представлена схема электрической сети и структурная схема предлагаемого устройства.

На фиг. 1 показаны следующие элементы электрической сети: 1 - защищаемая линия; 2 - ответвление от линии с трансформатором ответвления; 3 - энергосистема, примыкающая к подстанции в месте установки защиты; 4 - энергосистема, примыкающая к противоположному концу линии; 5 - выключатель линии в месте установки защиты; 6 - выключатель противоположного конца линии; 7 - трансформатор тока линии в месте установки защиты; 8 - трансформатор тока противоположного конца линии; 9 - трансформатор напряжения системы шип в месте установки защиты.

Устройство содержит канал связи 10 между подстанциями обоих концов линии, устройство передачи сигналов 11, устройство приема сигналов 12, первый сумматор 13, второй сумматор 14, причем второй вход второго сумматора 14 является инвертирующим, преобразователь тока в напряжение 15, измерительный орган сопротивления 16, орган выдержки времени 17 и исполнительный орган 18.

Вход устройства передачи сигнала 11 подключен к трансформатору тока противоположного конца линии 8, а выход устройства передачи сигналов 11 связан с входом канала связи 10. Выход канала связи 10 связан с входом устройства приема сигнала 12, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора 13. К трансформатору тока линии в месте установки защиты 7 подключен первый вход первого сумматора 13 и вход преобразователя тока в напряжение 15. Выход преобразователя тока в напряжение 15 подключен ко второму входу второго сумматора 14, первый вход которого связан с трансформатором напряжения системы шин в месте установки защиты 9. Выход первого сумматора 13 подключен к токовому входу измерительного органа сопротивления 16, а выход второго сумматора 14 подключен к входу напряжения измерительного органа сопротивления 16. Выход измерительного органа сопротивления 16 подключен к входу органа выдержки времени 17. Выход органа выдержки времени подключен к входу исполнительного органа 18, выход которого является выходом устройства в целом.

Устройство защиты работает следующим образом.

На первый вход первого сумматора 13 подается ток от трансформатора тока линии в месте установки защиты 7. На второй вход этого же сумматора 13 через устройство приема сигналов 12, канал связи 10 и устройство передачи сигналов 11 подается ток от трансформатора тока противоположного конца линии 8. Поэтому на токовый вход измерительного органа сопротивления 16 с выхода сумматора 13 подается ток, равный сумме токов по концам защищаемой линии 1:

,

где I ˙ З А Щ - ток на токовом входе измерительного органа сопротивления 16;

I ˙ 1 - ток от трансформатора тока линии в месте установки защиты 7;

I ˙ 2 - ток от трансформатора тока противоположного конца линии 8.

На вход преобразователя тока в напряжение 15 подается ток от трансформатора тока линии в месте установки защиты 7. Коэффициент передачи преобразователя тока в напряжение 15 принимается равным сопротивлению защищаемой линии 1 от места установки защиты до ответвления 2. Поэтому напряжение на выходе преобразователя 15 будет равно падению напряжения от тока в месте установки защиты I ˙ 1 на сопротивлении части защищаемой линии 1. Это напряжение подается на второй вход второго сумматора 14, а на его первый вход подводится напряжение от трансформатора напряжения системы шин в месте установки защиты 9. Поэтому к входу напряжения измерительного органа сопротивления 16 подводится напряжение, равное:

,

где UЗАЩ - напряжение на втором входе измерительного органа сопротивления 16;

U ˙ Ш - напряжение на шинах в месте установки защиты;

Z _ Л 1 - сопротивление части защищаемой линии 1 от места установки защиты до места ответвления 2.

Измерительный орган сопротивления 16 предлагаемого устройства дистанционной защиты реагирует на величину сопротивления, равную:

,

где Z _ З А Щ - замер сопротивления на зажимах защиты.

Измерительный орган сопротивления 16 сравнивает замер сопротивления с характеристикой срабатывания и подает сигнал на вход органа выдержки времени 17, если замер сопротивления оказывается в области срабатывания защиты. Через время, равное времени срабатывания, орган выдержки времени 17 подает сигнал на вход исполнительного органа 18, выход которого является выходом устройства. С выхода исполнительного органа 18 передается сигнал о срабатывании защиты с действием па отключение выключателя линии в месте установки защиты 5.

При коротком замыкании за трансформатором ответвления 2 замер предлагаемого устройства защиты равен сопротивлению от места ответвления до места короткого замыкания.

В нагрузочном режиме сумма токов по концам защищаемой линии 1 равна току нагрузки ответвления 2. Поэтому замер сопротивления в нагрузочном режиме оказывается равным сопротивлению нагрузки ответвления 2.

При внешних коротких замыканиях за пределами защищаемой линии 1 сумма токов по концам линии также оказывается равной току ответвления 2. Поэтому замер сопротивления в этих режимах также равен сопротивлению нагрузки ответвления 2.

Для обеспечения чувствительности защиты к повреждению за трансформатором ответвления 2 характеристика срабатывания защиты должна охватывать только сумму сопротивлений: сопротивления линии от места ответвления до трансформатора и сопротивления трансформатора ответвления 2.

Для обеспечения несрабатывания в нагрузочном режиме и при внешних коротких замыканиях характеристика срабатывания защиты отстраивается только от сопротивления нагрузки трансформатора ответвления 2.

Для обеспечения селективности при повреждениях за трансформатором ответвления 2 время срабатывания органа выдержки времени 17 устройства защиты выбирается больше времени срабатывания резервной защиты трансформатора ответвления 2.

Техническим результатом применения предлагаемого устройства является обеспечение чувствительности защиты значительно выше существующей, т.к. при коротком замыкании на ответвлении 2 предлагаемое устройство оказывается как бы включенным в сеть с односторонним питанием, где отсутствует загрубляющее защиту влияние подпитки от противоположной системы 4 и перетока мощности по защищаемой линии 1.

Кроме того, для обеспечения несрабатывания в нагрузочных режимах достаточно обеспечить отстройку от сопротивления нагрузки только трансформатора ответвления 2, а не от перетока мощности по защищаемой линии 1, что значительно улучшает отстроенность от нагрузочных режимов.

Устройство для дистанционной защиты линии электропередачи с ответвлением, на которой установлены два трансформатора тока и трансформатор напряжения, содержащее измерительный орган сопротивления, выход которого подключен к входу органа выдержки времени, выход органа выдержки времени связан с входом исполнительного органа, а выход исполнительного органа является выходом устройства, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены канал связи между подстанциями по концам линии, устройство передачи сигналов по каналу связи, устройство приема сигналов от канала связи, два сумматора, причем второй вход второго сумматора является инвертирующим, и преобразователь тока в напряжение, при этом вход устройства передачи сигналов подключен к трансформатору тока противоположного конца линии, а выход устройства передачи сигналов связан с входом канала связи, выход канала связи связан с входом устройства приема сигналов, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора, первый вход первого сумматора подключен к трансформатору тока линии в месте установки защиты, к которому также подключен вход преобразователя тока в напряжение, выход преобразователя тока в напряжение связан с вторым входом второго сумматора, первый вход которого подключен к трансформатору напряжения системы шин в месте установки защиты, выход первого сумматора подключен к токовому входу измерительного органа сопротивления, а выход второго сумматора подключен к входу напряжения измерительного органа сопротивления.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение точности определения ортогональных составляющих гармоники периодического сигнала при обработке электрической величины с высокой частотой дискретизации.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности защиты.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение устойчивости функционирования дистанционной защиты.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение точности.

Изобретение из области электроэнергетики касается построения микропроцессорной релейной защиты, а именно этапов ее обучения, задания характеристики срабатывания и функционирования в рабочем режиме.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите магистральных и распределительных электрических сетей. .

Изобретение относится к электроэнергетике и электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике электроэнергетических систем. .

Изобретение относится к электроэнергетике и электротехнике и может быть использовано во всех видах защит, преимущественно микропроцессорных. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам защиты линий электропередачи (ЛЭП), основанным на дистанционном принципе. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах релейной защиты и автоматики электрических систем. .

Изобретение относится к поиску трассы и определению мест повреждения электропроводки индукционным методом. Сущность: способ осуществляется подачей переменного напряжения в исследуемую линию от генератора и обнаружением магнитного поля приемником, настроенным на частоту генератора.

Изобретение относится к релейной защите и автоматике распределительных сетей, характеризующихся малыми установившимися токами при однофазных замыканиях. Сети - сложной конфигурации с большим числом ответвлений.

Изобретение относится к области контроля состояния высоковольтных воздушных линий (ВЛ) и может быть использовано для контроля состояния изоляторов ВЛ. Заявленная система содержит терминал контроля, который связан оптоволоконной линией с модулями первичной обработки, размещенными на опорах ВЛ.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение точности определения места замыкания.

Изобретение относится к линиям электроснабжения, в частности к определению местоположения электрических повреждений. Способ заключается в том, что в момент короткого замыкания измеряют на одной или смежных тяговых подстанциях напряжение на шинах, токи линий, питающих контактные сети, и фазовые углы токов.

Изобретение относится к области технического обслуживания воздушных ЛЭП с изолированной нейтралью бесконтактным способом. Сущность: зафиксированный аварийный сигнал преобразуют с помощью преобразования Фурье в ряды значений амплитуд и фазовых углов гармонических составляющих, пропорциональных напряженности электрического и магнитного поля ЛЭП различных частот, вычисляют векторную сумму ряда комплексных значений, у которых модуль получается в результате перемножения амплитуды гармонической составляющей определенной частоты, пропорциональной напряженности электрического поля, на соответствующую амплитуду гармонической составляющей этой же частоты, пропорциональной напряженности магнитного поля, а аргумент получают в результате вычитания из аргумента гармонической составляющей этой же частоты, пропорциональной напряженности электрического поля, соответствующего аргумента гармонической составляющей, пропорциональной напряженности магнитного поля.

Изобретение относится к локализации места замыкания на землю в электрической сети. Технический результат: повышение точности результата локализации независимо от процента подземных кабелей.

Изобретение относится к измерениям в электроэнергетике и может быть использовано для определения расстояния до мест повреждения при замыканиях на землю одной фазы на двух разных линиях электропередачи распределительной сети 6-35 кВ.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для диагностики воздушных линий электропередач. Сущность: содержит летательный аппарат вертолетного типа, систему управления, устройства контроля воздушных линий электропередач, подключенные к аккумулятору, размещенную в корпусе и соединенную с двигателем систему привода, выполненную с возможностью фиксации положения устройства для диагностики относительно грозозащитного троса или силового провода и обеспечения его перемещения вдоль и вблизи воздушных линий электропередач.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения расстояния до мест повреждения при замыканиях на землю на двух разных линиях электропередачи распределительной сети 6-35 кВ.

Изобретение относится к устройствам контроля и может быть использовано для избирательного контроля сопротивления изоляции многофазных сетей переменного тока с изолированной нейтралью, находящихся под напряжением. Технический результат: возможность изменения порога срабатывания устройства, повышение функциональных возможностей и надежности. Сущность: устройство содержит однотипные измерительные цепи, установленные в каждой из фаз контролируемой многофазной сети, измерительные цепи снабжены элементами, задающими порог срабатывания. Каждая измерительная цепочка посредствам оптопар передает информацию о состоянии сопротивления изоляции в систему сигнализации, в которой определенной комбинации информационных входов соответствует состояние замыкания определенной фазы контролируемой сети на корпус. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение чувствительности дистанционной защиты. Устройство для дистанционной защиты линии электропередачи содержит измерительный орган сопротивления, выход которого подключен к входу органа выдержки времени, соединенного с входом исполнительного органа, выход которого является выходом устройства. Дополнительно содержит канал связи между подстанциями по концам линии, устройство передачи сигналов по каналу связи, устройство приема сигналов от канала связи, два сумматора, причем второй вход второго сумматора является инвертирующим, и преобразователь тока в напряжение. Вход устройства передачи сигналов подключен к трансформатору тока противоположного конца линии, а выход связан с входом канала связи, выход которого связан с входом устройства приема сигналов, соединенного выходом со вторым входом первого сумматора, первый вход которого подключен к трансформатору тока линии в месте установки защиты, к которому также подключен вход преобразователя тока в напряжение, выход которого связан со вторым входом второго сумматора, первый вход которого подключен к трансформатору напряжения системы шин в месте установки защиты, выход первого сумматора подключен к токовому входу измерительного органа сопротивления, а выход второго сумматора подключен к входу напряжения измерительного органа сопротивления. 1 ил.

Наверх