Устройство для продольной дифференциальнофазной защиты линий

 

O ll M C A H M E

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик („)652639

) ь6 .л ). Ь

1 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.11.76 (21) 2421069/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Опубликовано15.03.79.Бюллетень № 10 дата опубликования описания 16.03.79 (51) М. Кл.

Н 02 Н 3/28

Гесудерстееиимй комитет

СССР ее делам изебретеиий и открытий (53) УДК 621.316, .925(088.8) В. А. Борисов, Ф. И. Волынцев и В. А. Костерин (72) Авторы изобретения

Чувашский государственный университет им. И. Н, Ульянова (?1) Заявитель г (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОФАЗНОЙ ЗАШИТЫ ЛИНИЙ

Устройство защиты линий электропередач (ЛЭП) относится к области релейной защиты и может быть использовано при выполнении защиты коротких линий с соединительными проводами.

Известны устройства зашит коротких линий с соединительными проводами (1), Из известных устройств защиты наиболее близким по технической сущности является устройство защиты ЛЭП (2).

В этом устройстве защиты в обоих полукомплектах трехфазная система токов преобразуется в однофазную систему, которая в дальнейшем преобразуется в однополярные прямоугольные импульсы длительностью, равной полупериоду промышленной частоты. Эти импульсы посылаются в цепь соединительных проводов (СП) с обеих сторон.

Реагирующие органы, подключенные к СП на каждом из концов ЛЭП, выполняют таким образом, что они срабатывают от входного сигнала, имеющего полярность, одноименную полярности сигнала с противоположного конца линии; При таком построении защиты исключается ее ложная работа при повреждении СП. Для обеспечения срабатывания защиты при коротком замыкании на линии с односторонним питанием в цепь

СП включены вспомогательные источники постоянного напряженйя, зашунтированные в нормальном режиме контактами выходно.го реле реагирующего органа (PO). Срабатывание хотя бы одного из 0 защиты приводит к дешунтированию соответствующего вспомогательного источника питания и

-- посылке серии отключающих импульсов на противоположный конец линии.

Для обеспечения нормальной работы данного устройства при одностороннем питании защищаемой линии необходимы дополнительные источники питания, что приводит к усложнению защиты, а также к повышенному потреблению мощности, так как дополнительные источники нормально зашунтированы контактами выходного реле PO. Кроме того, питающий конец линии не может быть отключен ранее, чем сработает РО полукомплекта на обесточенном конце ЛЭП, т.е. время действия защиты увеличивается на время срабатывания PO с выходным реле, которое дешунтирует дополнительный источник питания.

Цель изобретения — повышение быстродействия защиты. Поставленная цель дости652639

3 гается тем, что устройство для продольной дифференциально-фазной зашиты линии, содержащее полукомплекты защиты; установленные по концам защищаемой линии с формирователями прямоугольных импульсов на выходе, которые соединены соединительными проводами, дополнительно снабжено инверторами НЕ, включенными между формирователями прямоугольных импульсов и соединительными проводами.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства защиты; на фиг. 2 — диаграммы сигналов, поясняющие работу защиты на фиг. 1.

Устройство защиты может быть выполнено как по схеме с уравновешенными напряжениями, так и по схеме с циркулирующими токами.

Устройство зашиты на фиг. 1 выполнено по схеме с уравновешенными напряжениями и состоит из двух полукомплектов 1 и 2.

На фиг. 1 показаны защищаемая линия 3 и измерительные трансформаторы тока 4.

Устройство защиты содержит преобразователи 5 трехфазной системы токов, в однофазную, пусковые токовые органы 6, фильтры 7 апериодической составлявшей, формирователи 8 прямоугольных импульсов, инверторы 9, соединительные провода (СП) 10, разделительные диоды 11, реагирующие органы (PO) 12 и 13, схемы совпадения И 14 и .вы кл юч а тели 15.

Устройство работает следующим образом. На входы преобразователей 5 поступают в обп!ем случае токи фаз Л. В и С, на выходах образуется комбинация симметричных составляющих этих токов в виде однофазного сигнала, который далее поступае г на фильтр апериодической составляющей 7.

Этот фильтр уменьшает содержание апериодической составляющей тока короткого за, мыкания в-выходном сигнале преобразователей 5, тем самым уменьшая погрешности в работе защиты. Далее синусоидальный сигнал поступает на входы формирователей 8, которые формируют из входного сигнала в моменты перехода через нуль однополярные прямоугольные импульсы длительностью, равной полупериоду промышленной частоты, причем амплитуда импульсов на выходе формирователей 8 в общем случае может быть различна; эти импульсы инвертируются инверторами 9 и поступают для сравнения в цепь СП 10 с двух сторон с полярностью, указанной на инверторе 9 (фиг. 1). PO 12 и 13 работают по принципу сравнения длительности входных импульсов с заданной и включены в цепь СП 10 через разделительные диоды 11 таким образом, что в каждый из них попадает:сигнал с противоположного конца линии с поляностью, указанной на PO 12 и 13 (фиг. 1), Пусковыми органами 6 являются реле минимального тока, блокирующие через эле25

55 мент И 14 работу защиты при токах, меньших токов срабатывания, так как в противНоМ случае возможна ее неселективная работа из-за погрешностей формирователей 8.

С целью упрощения можно считать, что в нормальном режиме работы защищаемой линии или при внешнем коротком замыкании (фиг. 2, а) токи 16, 16 на выходах преобразователей 5 первого и второго полукомплектов 1 и 2 совпадают по фазе (см. временные диаграммы фиг. 2, а, где обозначение без штриха относится к первому полукомплекту, а со штрихом — ко второму полукомплекту). Формирователи импульсов 8 из синусоидального входного сигнала 16 и

16 формирует однополярные прямоугольные импульсы 17 и 17 одинаковой амплитуды, которые далее инвертируются инверторами

9(18 и 18 ). В результате в цепь соединительных проводов 10 с выходов инверторов 9 с двух сторон посылаются сигналы 18 и 18, находящиеся в противофазе, поэтому в цепи СП ток не протекает и в PO 12 и 13 сигнал отсутствует (19 и 19 ), т.е. защита не работает.

В режиме повреждения на линии с двухсторонним питанием внутри защищаемой зоны (фиг. 2, б) токи 16 и 16 на выходах преобразователей 5 находятся в противофазе, следовательно, сигналы 18 и 18 от инверторов 9 в цепь СП 10 посылаются пооче-, редно, со сдвигом, равным полупериоду промышленной частоты, поэтому с цепи СП будет протекать переменный ток прямоугольной формы и в каждый из PO 12 и 13 будет попадать сигнал 19 и 19, определяемый инвертором 9 противоположного конца линии. Защита будет действовать на отключение выключателей 15 на обоих концах линии.

При повреждении линии с односторонним питанием внутри защищаемой зоны (фиг. 2, в) ток !6 на выходе преобразователя 5,питаемого полукомплекта отсутствует, при этом от инвертора 9 питающего конца в цепь СП будут подаваться прямоугольные импульсы 18, а от инвертора 9 питаемого конца будет подаваться сплошной сигнал 18, поэтому отключающий импульс 19 будет попадать только в

PO l2 первого полукомплекта, установленного на питающем конце линии. Таким образом, в режиме одностороннего питания при повреждении внутри зоны отключается только питающий конец линии, обесточивая всю защищаемую линию.

Устройство контроля исправности СП, которое в данном случае работает только на сигнал о неисправности СП, может быть выполнено с использованием разности амплитуд импульсов, формируемых формирователями 8. При этом во входной цепи одного из PO в нормальном режиме защищаемой

ЛЭП протекает разностный ток, от кото652639

Формула изобретения

4оыг.1

17

1В

Риз, г

Составитель Л. Корнеева

Техред О. Луговая Корректор Д. Мельниченко

Тираж 856 Подписное

Редактор lI,. Зубов

Заказ 1072/50

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Г»роектная, 4 рого PO защиты отстроен соответствующим выбором тока срабатывания.

В результате включения дополнительных инверторов НЕ между формирователями им-, пульсов и цепью СП в обоих полукомплектах защиты обеспечивается надежная работа защиты во всех режимах без дополнительных источников питания, что приводит к упрощению защиты и, следовательно, к повышению ее надежности. Кроме того, время срабатывания предлагаемого устройства 10 меньше, чем у указанного прототипа на величину времени срабатывания PO с выходным реле, контакты которого дешунтируют дополнительный источник питания. Предлагаемое устройство позволяет снизить потребление мощности защитой, так как в известном устройстве дополнительные источники нормально зашунтированы контактами реле

РО, что приводит к непрерывному потреблению мощности дополнительными источниками питания. 20

Устройство для продольной дифференциаль»то-фазной защиты линий, содержащее полукомплекты защиты, установленные по концам защищаемой линии, с формирователям»» прямоугольных импульсов на выходе, которые соединены соединительными провода ми, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно дополнительно снабжено инверторами НЕ, включенными между формирователями прямоугольных импульсов и соединительными проводами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 261526, кл. Н 02 Н 328, 1972.

2. Волынцев Ф. И. Устройство дифференциально-фазной защиты с соединительными проводами. Известия вузов «Электромеханика», 1975, № 7, с. 791 †7.