Устройство для релейной защиты от коротких замыканий линии электропередачи в неполнофазном режиме

 

Союз Соаетскнк

Соцналнстнчесмнв

Рес ублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕРЬСТВУ

<о744837

Ф

\„,,б

"г. (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 171177 (21) 2544685/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.80 Бюллетень ¹24

Дата опубликования описания 3006.80 (51)м. Кл.2

Н 02 Н 7/26

Н 02 Н 3/34

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 316. .925(088.8) (72) Авторы изобретения

Коржецкая, A. И. Левиуш, А. Ф. Морозова и В. M. Стрелков (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики

Ю (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ KOPOTKHX

ЗАМЫКАНИЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

В НЕПОЛНОФАЗНОМ РЕЖИМЕ

Изобретение относится к электротехнике, в чаcòíoñòè к релейной защите и автоматике линий электропередачи сверхвысокого напряжения, на которых предусмотрено однофазное автоматическое повторное включение (ОАПВ )

Хотя линии такого класса оборудуются двумя высокочастотными защитами, дифференциально-фазная защита (ДФЗ) является единственной защитой, которая защищает линию при коротком замыкании в цикле OAIIB.

Это объясняется тем, что l u ll ступени дистанционной защиты выводятся иэ действия в цикле OAIIB блокировкой при качаниях, чувствительные ступени (ll и lll) токовой защиты нулевой последовательности не отстроены от цикла ОАПВ и поэтому выводятся из действия от панели OAIIB, а отсечка (l, ) может оказаться недостаточно чувствительной, кроме того, дистанционные избиратели пов- д5 режденной фазы часто приходится выводить из действия в цикле ОАПВ из-за невозможности отстройки их от качаний, которые могут возникнуть в этом режиме.

ЗО

Таким образом в цикле ОАПВ отсутствует полноценная резервная защита линии. Поэтому OAIIB обычно выводят иэ действия при неисправности или профилактической проверке ДФЗ. Это крайне нежелательно, так как ОАПВ является важным и весьма эффективным средством, обеспечивающим надежную работу энергетической системы.

Известно устройство для релейной защиты линии электропередачи в неполнофазном режиме, содержащее формирователи модулей фаэных токов, блок сравнения модулей, блок выявления неполнофазного режима и исполнительный орган. Это устройство обладает высокой чувствительностью к однофазным коротким замыканиям на неотключенных фазах и отсроено от качаний (1) .

Однако, оно по принципу действия не реагирует на двухфазные замыкания беэ земли между неотключенными фазами.

Известно также устройство фильтровой токовой защиты для защиты линии в неполнофазном режиме, содержащее реГ е тока, подключенное через фильтр обратной последовательности ко вто744837 ричным цепям измерительных трансформаторов тока линии (2) .

Однако это устройство имеет очень низкую чувствительность к двухфазным коротким замыканиям в неполнофазиом режиме, так как его необходимо отстраивать от тока обратной последовательности в неполнофазном режиме при максимальном угле расхождения между ЭДС системы, который может быть довольно большим.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, использующее избирательные органы дистанционного типа и содержащее блок выявления неполнофазного режима, фильтр токов нулевой после- 15 довательности,входы которого поцключены к измерительным трансформаторам тока линии, элемент ИЛИ,и в каждой фазе релейный орган, имеющий круговую характеристику срабатыва- 2Q ния в комплексной плоскости отношения подведенных к нему электрических величин, реле тока и элемент

И, первый вход которого соединен с выходом блока выявления неполнофаз- р ного режима, при этом первый вход каждого релейного органа соединен с выходом фильтра тока нулевой последовательности, второй и третий входы подключены непосредственно к фазным цепям измерительных трансформаторов тока и напряжения, выход релейного органа соединен со вторым входом элемента И, к третьему входу которого подключен выход реле тока, вход которого соединен с соответствующей фазной цепью измерительных трансформаторов тока, а выходы всех элементов И через элемент ИЛИ подключены к цепи отключения трех фаз выключателя линии (3) . 4О

Недостатками .этого устройства являются возможность его неселективного действия при качаниях с большим углом расхождения между ЭДС энергосистем и низкая чувствительность при двухфазных коротких замыканиях без земли. Последнее объясняется тем, что реагирующие органы включены на фазный ток, компенсированный током нулевой последовательности, и фазное напряжение, а при двухфазном коротком замыкании без земли фазное напряжение даже в месте короткого замыкания не равно нулю, а близко к половине номинального напряжения.

Кроме того, известное устройство имеет достаточно сложную схему с большим количеством элементов (наличие релейных органов, реле тока и элементов И в каждой фазе).

Цель изобретения — повышение 60 надежности путем исключения его неселективного действия при качаниях с большим углом расхождения между

ЭДС энергосистемы и повышение чувст

Вительности к двухфазным коротким д замыканиям при одновременном упрощении устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для релейной защиты линии электропередачи в неполнофазном режиме, содержащее блок выявления неполнофазного режима, входы которого подключены к трансформаторам тока линии, а выход подключен к первому входу элемента

И, релейный орган, имеющий круговую характеристику срабатывания в комплексной плоскости отношения подведенных к нему электрических величин„ первый вход которого через фильтр токов нулевой последовательности подключен к измерительным трансформаторам тока линии, а выходко второму входу элемента И, выход которого подключен к цепи отключения трех фаз выключателя линии, дополнительно снабжено фильтром тока обратной последовательности, входы которого подключены к упомянутым трансформаторам тока линии, а выход — ко второму входу релейного органа, причем релейный орган выполнен с характеристикой срабатывания с центром круга в начале координат.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, на фиг. 2 — графики изменения зависимости 3 / 3„

Устройство содержит шины 1 подстанции, выключатель 2 линии, линию

3 электропередачи, трансформаторы 4 тока, фильтр 5 токов нулевой последовательности, блок б выявления неполнофазного режима, релейный орган 7, имеющий круговую характеристику срабатывания, центр круга которой лежит в начале координат, элемент 8 И, фильтр 9 токов обратной последовательности.

На линии 3 электропередачи, подключенной к шинам 1 подстанции посредством выключателя 2, установлены измерительные трансформаторы 4 тока, ко вторичным цепям которых подключены входы фильтра 5 тока нулевой последовательности 3 и фильтра 9 тока обратной последовательности 3>

Выходы обоих фильтров 5 и 9 присоединены ко входам релейного органа 7,по существу представляющего собой реле отношения абсолютных значений подводимых к нему величин 3 и 3 . Выходы релейного органа 7 и блока б выявления неполнофазного режима подключены ко входам логического элемента И, выход которого соединен с цепью отключения трех фаз выключателя 2.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении неполнофазного режима блок б подает сигнал на один из входов элемента 8.И, а ко входам релейного органа 7 от фильтров 5 и 9 подводятся токи 3Î и 32 . Релейный

744837

Особенно эффективно использование предлагаемого устройства на линиях, оборудованных двумя высокочас50 орган 7 не срабатывает, так как он отстраивается от отношения 3 /3, при с отсутствии повреждения.,Поэтому на выходе элемента 8 И отсутствует сигнал и выключатель 2 остается отключенным только одной фазой. 5

При возникновении двухфазного короткого замыкания на неотключенных фазах отношение токов 3 /3 резко изменяется (уменьшается) и релейный орган 7 срабатывает. Это, в 10 свою очередь, вызывает срабатывание элемента 8 И, вследствие чего выключатель 2 отключается всеми тремя фазами.

Чувствительность предлагаемого устройства к двухфазным коротким замыканиям на неотключенных фазах в неполнофазно режиме обеспечивается для большинства линий при углах расхождения между ЭДС энергосистемы, меньших 120О, всегда хотя бы с 20 одной стороны линии, а при углах, меньших 70, всегда с обеих ее сторон.

На фиг. 2 приведены кривые, отражающие для рассматриваемого случая 25 зависимость 3 /3 в устройствах I u

II защит, установленных по концам линии, от места короткого замыкания (с = f > / f )при различных углах 9 между ЭДС системы.Эти кривые подтверж.30 дают ранее изложенные выводы о достаточной чувствительности предлагаемого устройства.

Эффективность предлагаемого изобретения определяется повышением на- З5 цежности работы комплекса защит и автоматики линии сверхвысокого напряжения в цикле OAtIB.

При этом само устройство является более простым, с меньшим числом элементов и связей между ними. Особо следует отметить, что при его исполь 1

I=-овании появляется возможность не выводить из действия панель OABB npu выводе из работы ДФЗ, что дополнительно повышает надежность работы укаэанного комплекса, точнее, не позволяет существенно снизить ее. тотными защитами, где однофазное короткое замыкание отключается с обеих сторон без выдержки времени, даже при выведенной из работы ДФЗ, поскольку вторая защита выводится из действия только в цикле ОАПВ.

Формула изобретения

Устройство для релейной защиты от коротких замыканий, линии электропередачи в неполнофазном режиме, содержащее блок выявления неполнофазного режима, входы которого подключены к.трансформаторам тока линии, а выход подключен к первому входу элемента И, релейный орган, имеющий круговую характеристику срабатывания в комплексной плоскости отношения подведенных к нему электрических величин, первый вход которого через фильтр токов нулевой последовательности подключен к трансформаторам тока линии, а выход — ко второму входу элемента И, выход которого подключен к цепи отключения трех фаз выключателя линии, о т л и ч а ющ е е с я. тем, что, с целью повышения надежности путем исключения его неселективного действия при качаниях с большим углом расхождения между

ЭДС энергосистемы и повышения чувствительности к двухфазным коротким замыканиям при одновременном упрощении устройства, оно дополнительно снабжено фильтром тока обратной последовательности, входы которого подключены к упомянутым трансформаторам тока линии, а выход — ко второму входу релейного органа, причем релейный орган выполнен с характеристикой срабатывания с центром круга в начале координат.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 515201, кл. Н 02 Н 3/16, 1974.

2. Федосеев A. М. Релейная защи- . та электрических систем. М., "Энергия", 1976, с. 76.

3. Богорад А. М. Назаров Ю. Г.

Автоматическое повторное включение в энергосистемах. M., "Энергия", 1969 с.248-275.