Устройство для аифференциальнофазной высокочастотной защиты линии электропередачи с ответвлениями
г °
657511
Союз Советскми
Соцмалмстмцескии
Республнк
ОЛ ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 20.01 76(21) 2316118/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет
Опубликовано 15.04.79.Бюллетень ¹14
Дата опубликования описания17.04.79
2 (51) M. Кл.
Н 02 Н 3/28
Государственный комитет
СССР. no делам кэоорвтвкий к открмтий (53) УДК 621.316..925 (088.8) (72) Авторы изобретения
А. П. IlaeTKQB и В. Н. Гречухин
Горьковское отделение ордена Октябрьской Революции
Всесоюзного государственного проектно- изыскате льского и научно-исспедоватепьского инсжтчта энеогетических систем и эпект ических сетей Эне госетьп оект (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ
ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ОТВЕТВЛЕНИЯМИ
Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к релейной защите линии электропередач высокого напряжения, и может быть использовано ппя защиты длинных многоконцевых пиний. 5
Трудности выполнения дифференциально-фазных защит (ДФЗ) дпя линий с ответвлениями усугубпяются напичием обходных связей. Защита может ложно срабатывать при коротком замыкании на обходной связи, когда при отсутствии перетока по защищаемой линии и равенстве напряжений по ее концам, манипуляция передатчиков питающих концОв определяется токами, протекающими в нагруз15 ке ответвления. При этом защита воспринимает короткие замыкания на защищаемой линии.
Известны устройства дпя дифференциапь20 но-фазной высокочастотной зашиты пинии электропередачи с ответвпениями, содержащие на каждом из питающих концов пинии высокочастотные передатчик и приемник, подключенные к пинии через фильтры присоединения, пусковые органы по напряжению обратной последователькости с компенсацией током обратной последовательности, органы манипуляции с комбинированным фильтром прямой и обратной последовательности и компенсацией емкостной проводимости пинии, подключенные к измерительным трансформаторам тока. и напряжения, органы сравненияфаз и исполнительные органы f1) -(3).
Одно из них содержит также репе направления мощности обратной поспедоватепьности, контакт которого включен s цепь отключения дпя разрешения действия защиты при коротком замыкании (к.з,), когда мощность обратной последовательности направлена от шин в защищаемую линию, и блокирования действия зашиты при к.з., когда мощность обратной последовательности направлена от защищаемой линии к шинам (2 ).
Недостатком этого устройства явпяется то, что при емкостн м характере
657511 проводимости ответвления и к.з. на обхо дной связи, устройство м ожет работать ложно, так как направление мощности обратной последовательности в этом случае такое же, как при к.э. на защищаемой линии. Поскольку в общем случае величина и характер (знак) проводимости ответвления изменяется в зависимости от режима работы нагрузки ответвления, что характерно для преобразовательных подстанций и подстанций со статическими компенсаторами реактивной мощности, надежность несрабатывания
ДФЗ с реле нанравления мощности обратной последовательности не обеспечивается.
Известно также устройство дця дифференциапьно-фазной зашиты, содержащее токовые реле, включенные на фазные токтар, контакты которых замыкают цепь управления. передатчиком от органа манипуляции, когда уровень токов достаточен дпя надежной манипуляции(3 j. .При малых перетоках, мощности по защищаемой пийий даже при внешних к.з., в том чиспе и к.з. на обходной связи, токовые репе ЙФЗ не срабатывают, цепь управления передатчиком от органа манипуляции остается разомкнутой на контактах токовых репе, и передатчик посыпает спцошной неманипулированнътй вът сокочастотный сигнал, бпокирующий действие защиты. При к.з. на защищаемой пинии величины токов нц питающих концах ее достаточны дпя срабатывания -.оковых репе, что обеспечивает надежное срабатывание защиты.
Однако такие токовые репе при малых кратностях имеют относительно бопьшое время срабатывания, которое может в несколько раэ превышать время срабатывания пусковых органов защиты, а также может пожно срабатывать при к.э. на обходной связи, когда повреждение отключается каскадно, что объясняется наличием у токовых репе времени возврата, достаточного дпя пожного действия защиты.
При к.з. на обходной связи и наличии перетока по защищаемой пинии токовые репе замыкают контакты в пепи управления передатчиком. При этом зашита не срабатывает, так как токи в питающих концах противоположны по фазе. При дальнейшей каскадной пикьидации к.з. на обходной связи могут возникнуть. условии, когда переток по защищаемой линии пропадает, токи в питающих концах опредепяются проводимостью ответвления и соа падают по фазе, и пока не вернулись токовые реле, возможно пожное срабатывание зашиты.
1Яепью изобретения является повыше5 ние быстродействия и предотвращение ложной работы защиты линии с ответвлениями, характеризующимися энакоцеременной реактивной проводимостью.
Llew достигается тем, что в устрой16 ство дпя дифференциально-фазной высокочастотттой зашиты линии электропередачи с ответвлениями, содержащее на каж дом иэ питающих концов линии высокочастотные передатчик и приемник, подт,ъ кпюченные к ней через фильтры присое« динения, пусковые органы по напряжению обратной последовательности с ком пенсацией током обратной последовательности, органы маницупяции с ком26 бинированным фильтром прямой и обратной последовательности и компенсацией емкостной проводимости пинии, подключенные к измерительным трансформаторам тока и напряжения, органы сравне ния фаз и исполнительные органы, на каждом из питающих концов пинии межщ органом мани и высокочастотным передатчиком включен дополнительный пороговый бпок с регулируемым порогом срабатывания.
Этот,бпок реагирует на мгновенное значение напряжения на выходе органа манипуляции. Как только мгновенное значение положительной попувопны напряже ния на выходе органа манипуляции достигнет порога срабатывания дополнительного порогового блока, на его выходе появляется прямоугольный импульс, который управляет манипупяторной пампой пере46 датчика. Причем, длительность этого импульса соответствует времени, когда мгновенные значения положительной попувопны напряжении на входе порогового блока превышает заданный порог
45 (уставку) срабатывания. Если мгновенное значение этого напряжейия не достигает порога срабатывания, то на выходе порогового блока сигнап отсутствует, и передатчик посылает неманипупированный высокочастотный сигнал, блокирующий защиту.
По сравнению с известным устройстВDM дифференциальнофяэняя защитR с дополнитецьным пороговым блоком обладает большим быстродействием, поскольку пороговый блок срабатывает практически мгновенно и не вносит замедления в работу защиты.
657511
Кроме того, описываемое устройство при к.з. на обходной связи надежно не срабатывает, а также и при каскадном .отключении повреждения, так как пороговый блок возврашается в каждый положительный попупериод, как только мгновенное значение напряжения на выходе органа манипуляции снизится до порога возврата, который выбирается весьма близким к порогу срабатывания. На управление передатчика подается сигнал с крутыми фронтами, что обеспечивает более четкую манипуляцию высокочастотного сигнала.
Попукомппекты защиты с допоннитепьными пороговыми блоками устанавливаются на питающих концах пинии. На ответвленных попукомппекты могу не устанавливаться, в этом случае пусковые органы питающих концов допжны быть отстроены от к.з. за трансформаторами ответвлений. иди устанавливаются попукомппекты, предназначенные дпя блокировки защиты при к.з. на ответвлении вне зоны зашиты.
На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемой защиты для ййтаюшего конца пинии электропередачи; на фиг.2диаграммы, поясняющие работу структурной схемы; на фиг. 3 — пример выполне- ния порогового блока на операционном усилителе в интеграпьном исполнении.
На фиг. 1-3 приняты сдедуюшие обозначения:
1 — высокочастотный передатчик;
2 — высокочастотный приемник;
3 - орган манипупяции (ОМ);
1 — грубый и чувствительный пусковые органы;
5 — орган сравнения фаз;
6 — испопнитепьный орган;
7 — конденсатор связи с фильтром присоединения;
8 — - высокочастотный заградитель;
9 - трансформатор тока, 10 — трансформатор напряжения;
1 1 — выкпючате пь;
12 — пороговый бпок;
13 - кривая напряжения на выходе органа манипуляции при коротком замыкании на обходной связи в расчетном режиме дпя выбора порога срабатывания порогового блока; 14- - прямая порога срабатывания порогового бпока;
15 — форма напряжения на выходе порогового блока;
16 — форма высокочастотного сигнала
:иа выходе передатчика;
17 — кривая напряжения на выходе органа манипуляции прп коротком замыкании на зашишаемой линии.
За расчетный принимается такой режим к.з., при котором напряжения обратной последовательности на питающих концах зашишаемой линии равны и максимапьны, переток по линии отсутствует, а токи, протекающие в питающих концах, определяются проводимостью ответвления и емкостной проводимостью линии. Напряжение срабатывания порогового блока выбирается не ниже амппитуды напряжения на выходе органа манипуляции в расчетном режиме (прямая 14 на фиг.2).
В этом спучае при к.з. на обходной связи пороговый блок не срабатывает, на его выходе сигнал отсутствует (15 @ на фиг. 2), и передатчик посыпает неманипулированный высокочастотный сигнал (16 на фиг. 2}, бпокируюший действие зашиты.
При к.з. на защищаемой линии напряжение на выходе органа манипуляции (кривая 17 фиг. 2) превышает порог срабатывания порогового бпока, последний срабатывает и на его выходе появляются импульсы прямоугопьной формы
36 (15 фиг. 2), которые управпяют работой передатчика, обеспечивая надежную манипуляцию высокочастотного сигнала (16 фиг. 2).
Причем прямоугольному импульсу порогового блока соответствует пауза в высокочастотном сигнале передатчика.
В качестве примера реализации изобретения на фиг. 3 приведена принципиапь40 ная схема порогового блока, выполненного на операционном усипитепе в интегральном исполнении. Он характеризуется высоким коэффициентом возврата, близким к 1, высоким входным сопротивлением (более 100 кОм) и большой допустимой кратностью входного сигнала (не менее 100). При входном сигнапе, меньшем порога срабатывания, который задается величиной U„+, напряжение на выходе операционного усилителя близко к + Еп, При этом, на коллекторе транзистора, подключенного к усипитепю, напряжение близко к -Ед, Когда входной сигнал превышает порог срабатывания, пороговый бпок срабатывает и напряжение на коллекторе транзистора 18 близко к + EII
Из рассмотрения схемы (фпг.З) видно, что на вход высокочастотного пере6.з75 1 l!
О
Формула изобретения
Устройство дпя дифференциапьно-фаз- Источники информации, принятые во ной высокочастотной защиты линии эпект- внимайие при экспертизе ропередачи с ответвлениями, содержа- 15 1. Бифференциапьно-фазная высокощее на каждом из питающих концов пи- частотная защита линии l10-330 кв. нии высокочастотные передатчик и прием- Руководящие указания по репейной защиник, подкпюченные к ней через фильтры те. М., "Энергия", 1972. присоединения, пусковые органы по на- . 2. Кознин А. Н.> Рубничик В. А,. Репряжению обратной поспедоватепьности с 20 пейная защита линий с ответвлениями,M., компенсацией током обратной поспедова- "Энергия, 1967, с. 98-106. тельности, органы манипуляции с комби- 3. Сапир Е. Д. Повышение надежноснированным фильтром прямой и обратной ти дифференциально-фазной высокочастотпоспецоватепьности и компенсацией ем- ной защиты на линиях с ответвлениями. костной проводимости линии, подключенныеФ Ж-и Электрические станции", Ж 9, к измерительным трансформаторам тока -1969. датчика подается попожитепьный импупьс пвигатепьной амплитуды, что обеспечивает надежную манипупяпию передатчика, Эффективность предпагаемого технического решения заключается в повышении надежности функционирования диффе ренциапьно-фазных высокочастотных защит на линиях электропередачи с ответап ениями. и напряжения, органы сравнения фаз и допопнитепьные органы, о т и и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и предотвращения пожной работы в случае знакопеременного характера реактивного сопротивпения ответвпения, на каждом из питающих концов линии между органом манипуляции и высокочастотным передатчиком вкпючен допопнитепьный пороговый бпок с регулируемым порогом срабатывания.
6;.)75 11 аиро кN(Составитепь A. Корнеева
Редактор Л. Багпай Техред И. Асталош Корректор О. Билак
Заказ 1816/52 Тираж 856 Подписное
° ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Фипиал ППП "Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4
