Устройство для дистанционной фильтровой реактивного сопротивления релейной защиты

 

ОЛ И САНИ Е

ИЗОВРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Соеетских

Социалистических

Реслублик

Зависимое от авт, свидетельства №вЂ”

М, Кл. Н 02h 3 40

Заявлено 08.I I.1968 (№ 1215672/24-7) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликогано 22.т11.1972. Ьюллетень № 20

Дата опубликования описания 05.IX.1972

Хомитет ло делам иэобретеиий и открытий лрн Совете Миннстрое

СССР

УДК 621.316.925.4т> (088.8) Автор чзобретения

F.. Ф. Макаров

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ ФИЛЬТРОВОЙ

РЕАКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЬ1

Известны устройства для дистанционной фильтровой реактивного сопротивления релейной защиты путем измерения величин токов и напряжений прямой обратной и нулевой последовательностей в момент короткого замыкания. Онн содер>кат фильтры токов и напряжений симметричных составляющих, подклто IcHHhlL к транс(1>оркт втор акт тот<а и напряжения, установленных на питающем конце линии, избиратель повре>кденной фазы при однофазных коротких замьпаниях, схему пуска, реле реактивного сопротивления, блок разности реактивных составляющих напряжения н сумматор токов симметричных составляющих.

Эти устройства измеряют реактивное сопротивление повре>кденного участка линии с выдачей результата на фиксирующий прибор, причем возмо>кно влияние токов нагрузки и качаний па их работу. Устройства не обладают необходимой направленностью и избирательностью при коротком замыкании на защищаемой линии.

Предлагаемое устройство дистанционной фильтровой защиты отличается от известных тем, что, с целью получения универсальной характеристики защиты при всех видах коротких замыканий в одной точке, реле реактивного сопротивления выполнено в виде суммарного нуль-индикатора с четырьмя входами, два из которых подклточены через фазосравнивающие схемы к фильтрам тока и напряжения прямой последовательности, а два других — к фильтрам токов и напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей через схемы деления, обеспечивающие соответственно измерение реактивного сопротивления и сопротивления с учетом угла сопротивления линии, а также тем, что, с целью

10 повышения надежности отстройки защиты от токов нагрузки и качаний, схема пуска выполнена на многообмоточном поляризованном реле, обмотки которого включены через дифференцирующие конденсаторы к фильтрам

15 токов прямой, обратной и нулевой последовательностей.

На фиг. 1 показана принципиальная структурная схема описываемой защиты; на фиг. 2 — фазосравнивающая схема формиро20 вания величины, пропорциональной

U,,Siin (р +сс) илн U>Cos (срт — р); на фиг. 3 в принципиальная схема суммарного нуль-индикатора, обеспечивающего вместе

25 со схемами сравнения получение необходимой характеристики реле реактивного сопротивления, показанной на фиг. 4; на фиг. 5 — схема сравнения суммы выпрямленных значений токов прямой, обратной и нулевой последова30 тельностей (1т+1э+Ыо) с разностью реактив343339 ных составляющих напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей (0 (S in,— m U2 — p Up), дающая на выходе отсутствие напряжения при коротком замыкаU,, нии в конце линии хр —— — — Х>.„1, так1, же схема включения поляризованного реле пуска; на фиг. 6 — принципиальная схема постоянного тока защиты.

Структурная схема содержит измерительные трансформаторы тока 1, трансформаторы напря>кения 2, фильтры тока прямой 8, обратной 4 и нулевой 5 последовательностей, фильтры напряжения прямой б, обратной 7 и нулевой 8 последовательностей, фазосравнивающие схемы формирования выпрямленных напряжений прямой последовательностей пропорциональных

U, sin;, — 9; U, sin (-, + i) — 10;

U, cos(;, —;;) — П; U, cos(;, +;) — 12, электрические схемы разности реактивных составляющих напряжений (U Siifzcp,— mU2— — pUp) — 18 и составляющих напряжений с учетом угла сопротивления линии (U>Cos(y>+

-+yj — и U> q Up) — 14, электрические схемы суммы выпрямленных значений токов прямой, обратной и нулевой последовательностей (I +1г+1 1О) 15 и 1б, схемы деления полученных результирующих значений напряжений - х на результирующее значение токов — " — 17

I„ "г и — 18, суммарного нуль-индикатора 19, 1 схему магнитного суммирования производных значений выпрямленных токов прямой, обратdIz dI ной и нулевой последовательностей — + — +

dt df " о

+ — — 20, схему пуска защиты 21, избираdt тель поврежденной фазы при однофазных коротких замыканиях 22 и выходного направленного реле реактивного сопротивления 28.

Величины напряжений прямой последовательности (U ) через схемы формирования его выпрямленного значения пропорциональные реактивной составляющей U>Sizz, — 9 и составляющей с учетом угла сопротивления линии U> Cos (ср, +у) — 12, совместно с выпрямленными значениями напряжений обратной и нулевой последовательностей, также пропорциональными- нх реактивным составляющим (— т С4 — рйо) и составляющими с учетом угла сопротивления линии (nU> — qUp) подают на соответствующие схемы сравнения

18 и 14 (UiSinq)) mUg), (1 Соз(р+у) — nU>) при ме>кдуфазовых коротких замыканиях, а при однофазных соответственно (U, sin -, — mU, — pU,) (U, соз(;, +;) — nU, — qU,J, 5

Токи прямой, обратной и нулевой последовательностей с соответствующих фильтров, также выпрямляя, подают на схемы 15 и 1б, таким образом, что их сумма (1 +12) при междуфазовых коротких замыканиях и (I>PI>+

+liIp) при однофазных сравнивается в схемах 17 и 18 с разностью напряжений, таким образом, что напряжение на выходе указанных схем поло>кительно и действует на срабатывание суммарного нуль индикатора 19 и реле 23 при коротком замыкании в зоне защиты

U„,. 2 х, = .-.-.х„„z = - ал„, I,, /! и отрицательно, при коротком замыкании дальше конца зоны защиты, препятствуя срабатыванию реле 28.

Схему пуска защиты при коротких замыканиях и ее блокировку при качаниях (см. фиг. 5) осуществляют поляризованным реле

24, имеющем три ooMQTKH) включенных соответственно через дифференцирующие конденсаторы 25 — 27 на выпрямленные значения токов прямой и обратной последовательностей при междуфазовых коротких замыканиях и дополнительно через контакты 28 избирателя

22 на ток нулевой последовательности, Такое включение реле 24 обеспечивает одинаковую чувствительность пуска ко всем видам корот. ких замыканиЙ и нечувствительность к токам нагрузки и качаний.

Повторитель поляризованного релс. 24— реле 29 в схеме пуска помимо ввода защить| в работу при коротком замыкании (фиг. 6) осуществляет также (совместно с реле 80 отпадающим с замедлением 0,15 сек) переключение реле 23 с уставки первой зонь| на вторую путем дсшунтирования его контактами

81 — 83, сопротивлений 34 — 3б в цепях напряжений схем деления и замера реактивного сопротивления И и 17.

В предлагаемой защите операции, связанные с определением реактивного сопротивле= ния в момент короткого замыкания осуществляют автоматически с помощью схем электрического формирования и сравнения разности модулей напряжений прямой, обратной И нулевой последовательностей пропорциональным их реактивным составляющим И с суммой модулей токов прямой, обратной и нулевой последовательностей 15, с выдачей результата сравнения 17 на входной триод 87 нуль индикатора 19 в выходных цепях которого включено реле 28 (см. фиг. 3).

Для придания необходимой направленности действия реле на входные триоды 38,и 89 нуль индикатора 19 подают также со своих фазосравнивающих схем формирования величины .пропорциональные У,5ы (ср +-а) — 10 и

U>Cos(cp< — (3) — 11, ограничивающие зону действия реле в пределах фактического положения вектора тока по отношению к напряжению при коротком замыкании (Π— 90 индуктивных) с некоторым запасом по углу

343339

5 (с<, и P). Отстройку действия реле 28 от максимальных токов нагрузки обеспечивают с помощью схемы сравнения, и деления по сопротивлению 18 аналогично измеренного реактивного сопротивления с учетом угла полного

СОПрОтИВЛЕНИя ЛИНИИ (у=90 — т17„,„„) С ВЫдачей результата сравнения на входной триод

40 нуль индикатора

U, cos (q, + .т) — nU, = qU<> U,-, P 1 + 12 7 10 Is где и и q — коэффициенты вводимые для упрощения измерения соответственно величин напряжения обратной и нулевой последовательностей. Они пропорциональны их реактивным составляющим с учетом угла зависят от параметров сети, примыкающей к шинам подстанции и подбираются как и коэффициенты т и р при наладке.

В результате такого выполнения нуль индикатора суммарным по разрешающему эффекту, срабатывание реле реактивного сопротивления 28 в цепи его выхода происходит в случае одновременного закрытия триодов

87 — 40 при измеренном реактивном сопротивлении на реле меньше уставкн срабатывания, направлении мощности короткого замьи<ания в линию и величине полного сопротивления короткого замыкания на реле близком к фактическому углу сопротивления линии и находящемуся внутри характеристики суммарного нуль индикатора, показанной на фиг. 4 (незаштрихованная часть характеристики) .

Стабильность характеристики обеспечивается сопротивлениями, конденсаторами и диодами, показанными на фиг. 3.

Реле настроено на срабатывание при коротком замыкании в пределах Π— 80 Д длины защищаемой линии (первая зона) и соответственно 0 †)ЗОО1О во второй зоне.

При лтобом коротком замыкании на линии в предечах первой зоны реле повторитель пуска 29 (фиг. 6) отпадая создает своими замкнутыми контактами 41 через замкнувшиеся контакты 42 сработавшего реле 28 цепь на срабатывание выходного реле 48 в течсние времени отпалания реле пуска 80 (контакты 44) 0,12 — 0,15 сек., достаточного для его самоудер7кивания своими контактами по сериесной обмотке от тока отклточающей катушки выключателя. В ремя действия первой зоны защиты составляет порядка

0,06 сек. При коротком замыкании в конце линии (во второй зоне) реле 28 не срабатывает и действие защиты на отключение без выдержки времени не происходит.

Срабатывание схемы пуска при этом и отпадание его реле 29 н 30, приводит к лешунтированию сопротивлений 84 — 86 неразмыкающимися контактами 81 — 83 в цепях напряжения схемы измерения реактивного сопротивления (фиг. 5) и перестройки реле 28 соответственно с уставки первой зоны на вторую по реактивному сопротивлению. Реле 28 при этом срабатывает и подает контактами 45 чсрез замкнувшиеся контакты 46 реле 80 плюс на обмотку реле времени 47, которое с выдержкой времени второй зоны полает контактами 48 плюс»а выходное реле защиты

48, действующего с самоулерживаннем на отключение выключателя линии, Фиксацию запра во второй зоне осуществ,!IrrroT размыкающимися при срабатывании за10 щиты контактами 49 реле 23 и контактами 50 реле 80.

Возврат защиты в исходное положение после отк,чючения короткого замыкания, как на своей линии, так и в пределах чувстви15 тельности второй зоны, осущсствлятот замкнутыми контактами 49 возвратившегося реле сопротивления 28, через контакты 51 реле 29 после его возврата в исходное положение.

При коротком замыкании за пределами второй зоны защиты возврат схемы пуска в исходное положение н готовность защиты к повторному действию обеспечивают замыкающимися контактамп 52 отпавшего реле 80 в течение времени 0,15 — 0,18 сек.

Кратковременно размы кающиеся контакты

53 поляризованного . реле и размыкающпеся контакты 54 его повторителя 29 обеспечивают устойчивый пуск защиты ло возврата реле 29 в исходное поло7т<еттие замыкатощими контактами 52 реле 80.

Сигнализацито работы защиты на отключс»ие по пеням первой н второй зоны осуществляют нх указательным реле 55 тт 56, включенными с шунтовой обмоткой вы..<одного реле защиты 48.

Прн необходимости затнттту реактивного сопротивления можно автоматически переводить на замер полного сопротивления линии, путем переклточения в схеме сравнения 9

40 (фиг. 2) пс)твичнои обмотки разделительного трансформатора тока 57 с фильтря тока rrp;гмой последовательности 1 — 3 иа фильттт напряжения прямой последовательности U, — 6 при неизменном питании первичной обмотки

45 трансформатора напряжения 58 от фильтра апряжcíèÿ прямой последовательности 6.

При этом схема сраьчтсния 9 обсспсчттваст замер (/тCos0 = Ur и прн коэффициентах

fll=) н 7=) харат<тсристнки 17 лля Ir(рвой тт

50 второи зон зашиты из прямой превращают в окружность с центром в начале коорчннат с теми >т<с тто величине устаю<ами.

Предмет нзобрстснн я

55 ) . Устроттство для лнстанцтюнной фильтровой реактивного сопротивления релейной защиты, основанное тта измерении величин токов и rrа пряжений прямой, обратной и нулевой послеловательностей в момент коротт<ого замыт<а60 ння, солержащее фильтры токов и напряжений симметричных составляющи..<, подключенные к трансформаторахт тока и напряжепття, избиратель повреждений фазы при однофазных коротких замыканиях, схему пуска, реле рсактивного сопротивления, блок разно343339 РиГ l иг

7 сти реактивных составляющих напряжений, сумматор токов симметричных составляющих, отличающееся тем, что, с целью получения универсальной характеристики защиты при всех видах коротких замыканий в одной точке, реле реактивного сопротивления выполнено в виде суммарного нуль индикатора с четырьмя входами, два из которых подключены через фазосравнивающие схемы к фильтрам тока и напряжения прямой последовательности, а два других подключены к фильтрам тока и напряжения прямой, обратной и нулевой последовательности через схемы деления, обеспечивающие соответственно измерение реактивного сопротивления и сопротивления с учетом угла сопротивления линии.

2. Устройство по и. 1, отлича ощееся тем, что, с целью повышения надежности отстройки защиты от токов нагрузки и качаний, схема пуска выполнена на многообмоточном поляризованном реле, обмотки которого вклю1О чены через дифференцирующие конденсаторы соответственно к фильтрам токов прямой, обратной и нулевой последовательностей, 343339

Составитель Л. Корнеева

Коррек гop T. Миронова

Редактор Л. Мазуронок

Заказ 2593/9 Изд. ¹ 1134 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, jK-35, Раушская наб.. д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2