Устройство для продольной дифференциально-фазной защиты линии электропередачи
Союз Советских
Соцналистическиз
Республнк
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свод-ау (22) Заявлено 040178 (21) 2564308/24-07 (51) с присоединением заявки ¹
Н 02 Н 3/28
Государствеииый комитет
СССР оо дмам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 30.1080. Бюллетень № 40
Дата опубликования описания 301080 (5З) УДК621. 316, . 925 (088. 8) (72) Авторы изобретения
В.А. Борисов, Ф.И. Волынцев и В.А. Костерин
Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова (7т) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОФАЗНОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты коротких линий электропередачи при их повреждении. 5
Известны устройства продольной дифференциальной защиты линии электропередачи, содержащие установленные по концам линии полукомплекты и проводной канал связи (1j.
f0
Из известных устройств наиболее близким к изобретению по своей технической сущности является устройство, содержащее два установленных по концам линии полукомплекта, каждйй из которых состоит из преобразователя трехфазной системы токов в однофаэную и исполнительного органа, причем входы преобразователя подключены к трансформаторам тока линии, а выход исполнительного органа подключен к цепям отключения выключателя линии, и проводной канал связи между полукомплектами j2 ).
В этом устройстве в качестве пре- 2g образователя трехфаэной системы токов в однофазную используется комбинированный фильтр токов прямой и обратной последовательности с одним выходом, причем выходное напрвжение фильтра пропорционально взвешенной геометрической сумме указанных токов.
Применение комбинированного фильтра тока позволяет выполнять канал связи между полукомплектами с одной парой проводов, обеспечивая при этом чувствительность устройства ко всем видам коротких замыканий на линии.
Однако в ряде случаев коэффициент передачи комбинированного фильтра по току обратной последовательности необходимо выбирать значительно больше коэффициента передачи фильтра по току прямой последовательности.При этом фильтр работает с большими амплитудными и фазовыми погрешностями, что приводит к снижению селективности устройства.
Целью изобретения является повышение селективности известного устройства путем раздельного сравнения фаз токов прямой и обратной последовательности, протекающих по концам защищаемой линии. Эта цель достигается тем, что в известном устройстве для продольной дифференциально-фазной защиты линии электропередачи, содержащем два установ775811 ленных по концам линии полукомплекта, каждый из которых состоит из преобразователя трехфазной системы токов в Однофазную и исполнительного органа, причем входы преобразователя подключены к трансформаторам тока линки„. а выход исполнительного сргана подключен к цепям отключения выключателя линии, и проводной канал связи между полукомплектами, преобразователь выполнен в виде двух фильтров токов прямой и обратной последовательности, а также дополнительно введены два формирователя прямоугольных импульсов с различной амплитудой выходного напряжения, выпрямктельный мост, четыре амплитудных селектора, выполненных с возрастающими порогами срабатываНИЯ ТаК "ol-ласно.-последовательнс и подключены к проводному каналу связи последовательнО со входом выпрямитель Ho "o мoc" e, выход этого моста д::.нен О входами амплитудных селект;:ОВ,- в„:,од: вЂ, . первого элемента ИЛИ подклю!е к выr. oäàì второго, треть— eI c я .-7етвертого:-.ìëJI:Iòóäíûõ селек1 f 7ов в :О7 ° 1 -c Qpo1 эл - мента ИЛИ г з.::сг,а..: пе вЂ,Ого,. второго и четвер— .; 7сл-..ту1 х селекторов, а вык-1ждого из, eлемент 7в ИЛИ через элема: вЂ,т opia:-Ii:-:ия дл;:тельности импул:..OoII c:-;адан-.;oé подключены «о входам ис loJIIIêòeJlüHolo органа. Па фиг. 1 Tloêàýàíà структурная c .".,eèà устройства," на фиг.2 — диагр ммы OHT I-ITJ Ов, дей -т:у-ющ7кх в устройстве. На фкг. 1 обозна-=ены полукомплекты и 2 устройства, защищаемая линкя 3 с трансформаторами 4 тока, фильтры 5 тока прямой последовательности, фильтры б то .1 обратной последовательности, формирователи 7 и 8 прямоугольных импульсов, проводной канал 9 ".вязи между полукомплектам;:-., выпрямительные- мосты 10, амплитуднь. селектОры 11-147 элементы 15 и 16 ИЛИ элементы 17 и 18 сравнения длительности импульсов с заданной исполнительные органы 19 и пусковые органы 20. C целью упрощения на фкг.1 не показаны выключатели линии и их цепи отключения. На фкг. 2 обозначены сигналы 21 и ?2 с амплит - ой А„ на выходах формирователей прямоугольных импульсов, подключенных к фильтрам прямой последовательности, сигналы 23 и 24 амплитудой А 2 На ВыХОдаХ фОРМИрователей, подключенных к фильтрам обратной последовательности, причем нечетными числами обозначены сигналы, действующие в первом полукомплекте, а четными — во втором полукомплекте, раэностный сигнал 25, действующий в канале связи, сигнал 26 на входах амплитудных селекторов (выпрямленный раэностный сигнал), пороги 27-30 срабатывания амплитудных селекторов 14, 13,12 и 11 соответствен:o, сигналы 31, 32 и 33 на выходах амплитудных селекторов 11,12 и 13 соответственно, сигналы 34 и 35 на выходах элементов 15 к 16 ИЛИ соответственно. На фкг. 2 с целью общности фазовые соотношения между составляющими одноименных последовательностей противоположных концов линии 3, а также между составляющими различных последовательностей одного конца линии показаны произвольными. Устройство работает следующим образом. В каждом из полукомплектов 1 к 2 токи по концам линии 3 через трансформаторы 4 поступают на фильтры 5 и б токов прямой и обратной последовательности. При переходах этих "oков через нуль формирователи 7 и 8 формируют однополярные импульсы (2124 на фкг.2 с амплитудами А . и А 2 соответственно и длительностью, рав ной половине периода промышленной частоты. Положение этих импульсов вс времени характеризует фазы укаэанных скмм7етркчных составляющих токов TIo концам защищаемой линии. Для правильной работы устройства необходимо выполнить условие А 3- А -А прк А 7 А 2 1 Б проводном канале 9 связи действует разностный сигнал 25, который выпрямляется выпрямителями 10 и поступает на входы амплитудных селекторов 11-14. Каждый амплитудный селектор срабатывает в том случае, если УЫовень сигнала .превышает уро-вень el.o порога,. но остается меньше соседнего большего порога. Например, амплитудный селектор 12 срабатывает тогда, когда сигнал 26 больше его порога 29 и меньше соседнего большего порога 28 селектора 13. Б результате на выходах селекторов 11-13 образуются импульсные сигналы 31, 32 и 33 соответственно. Эти сигналы поступают на входы элементов 15, 16 ИЛИ и преобразуются в сигналы 34, 35, длительность и положение во времени которых соответствует сдвигу фаз токов прямой и обратной последовательностей по концам защищаемой линии. Сигнал 34, представляющий собой логическую сумму сйгналов на выходах се775811 лекторов 12, 13 и 14, соответствует сдвигу фаз токов прямой последовательности или сигналов 21 и 22 на выходах формирователей 7,а сигнал 35, представляющий собой логическую сумму сигналов на выходах селекторов 11, 12 и 14, соответствует сдвигу фаз токов обратной последовательности или сигналов 23 и 24 на выходах формирователей 8. Длительность сигналов 34 и 35 сравнивается с заданной элементами 17 и 16. При сквозных коротких замыканиях токи по концам защищаемой линии сдвинуты на угол, близкий к 180 . При этом сдвиги фаз сигналов 21, 22 и 23, 24 близки к нулю и, 15 следовательно, близка к нулю длительность сигналов 34, 35. При коротких замыканиях на защищаемой линии сдвиг фаз токов прямой и (или) обратной последова- 2О тельности близок к нулю, длительность сигналов 34 и (или) 35 превышает заданную и устройство срабатывает, действуя через исполнительные органы 19 на отключение линии 3. 25 Устройство может быть снабжено пусковыми органами 20, 21, реагирующими на токи прямой и обратной последовательности и блокирующими его срабатывание при малых уровнях тока по защищаемой линии. B этом случае обеспечивается отключение поврежденной линии с односторонним питанием только со стороны питания. Раздельное сравнение фаз симметричных составляющих токов при помощи данного устройства позволяет отказаться от использования комбинированных фильтров тока и за счет снижения погрешностей фильтров симметричных составляющих повысить 40 селективность устройства. Кроме того, в данном устройстве имеется возможность устанавливать разную ширину зоны блокировки. для токов прямой и обратной последовательности, чтo может способствовать повышению его селективности. Формула изобретения Устройство для продольной дифференциально-фаэной защиты линии электропередачи, содержащее два установленных по концам линии полукомплекта каждый иэ которых выполнен в виде преобразователя трехфазной системы токОВ в рднофазную и исполнительного Органа, входы преобразователя подключены к трансформаторам тока линии, а выход исполнительного органа подключен к цепям отключения выключателя линии, и проводной канал связи между полукомплектами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьыения селектнвности путем раздельного сравнения фаз токов прямой и обратной последовательности, протекающих по концам защищаемой линии, в нем преобразователь выполнен в виде двух фильтров токов прямой и обратной последовательности, а также дополнительно Введены два формирователя прямоугольных импульсов с различной амплитудой Выходного напряжения, выпрямительный мост, четыре амплитудных селектора, Выполненных с возрастающими порогами срабатывания, два элемента ИЛИ с тремя входами, два элемента сравнения длительности импульсов c "-а,-;ан,ной, причем Выход каждого из фн.!:ьтров тока подключен ко Входу Одного из формирователей прямоугол..-.— ных импульсов, Выходы указанных формирователей соединены,;ежду собой согласно-последовательнО и подключены к проводному каналу связи последовательно со входом вь!Нрямительного моста, выход этого моста соединен со входами амплитудных селекторов, входы первого элемента ИЛИ подключены к выходам второго, третьего и четвертогО ампл!!тудII!=-х селекторов, ВхОДы ВТОРОГО элемента ИЛИ подключены к выходам первого, второго и четвертого а!!!!литудных селекторов, а выходы каждого из элементов ViJIH через элемент сравнения длительнОсти имп льсов с зада! ной под!!Дюче ны ко Входам исполнительного Органа. Источники информации, IIpHHIITbIB B0 Внимание IIpH зкспе !тизе 1. Авторское свидетельстВО СССР Р 261526, кл. Н 02 H 3/28, 1965. 2. Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. !., "Энергия 1976, с. 231. 77581) Составитель Ю. Силаев Техред И.Петко Корректор B. Синицкая Редактор B. Левятов TH@BR 783 Подписное ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раумская наб., д. 4/5 Заказ 7778/бб Филиал ППП "Патент", r. Ултород, ул. Проектная,4
