Устройство для защиты линии электропередачи постоянного тока высокого напряжения

 

В\ СЕ гГ и

IATFEi ..A EE AAI 4 . о и и с А к к иИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советски к

Соцкалнстическмк

Респубпкк

2470

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 31.10;78(21)2679952/24-07 (gE ) Щ. К . с присоединением заявки .нй

Н 02 Н 7/26

Гааудврстааниый камитет (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.80. Бюллетень М 48

Дата опубликования описания 30.12.80 по данам изабретеиий и атнрытий (53 ) УДК 6 21.316. .925(088.8) Г. С. Нудельман, М. А, Шамис, В. М. Маранчак и С, П. Вейский (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ЛИНИИ

ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ПОСТОЯННОГО

ТОКА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к релейной за». щите электропередач постоянного тока и предназначено для защиты линии электро передачи постоянного тока (ЛЭП ПТ) от коротких замыканий.

В практике релейной защиты ЛЭП ПТ сравнительно широкое применение нашли защитные устройства, выполненные в виде минимального реле напряжения (или компенсированного напряжения} с блокировкой по току ф.».

Регулирующие уставку части указанных реле представляют собой блоки формирования постоянной величины. При этомi уставки реле являются постоянными, не

-,,15 зависящими от значений параметров пред- аварийного режима работы электропередачи величинами. При такой реализации регули .рующей части у известных устройств име» ет место зависимость времени их срабатывания от значений параметров предаварийного режима работы электропере- дачи постоянного тока (ППТ). Так как у ППТ значения параметров предаварийного режима могут изменяться в широких пределах, например при отключении части мостов на преобразовательных подстанциях, то наличие указанной зависимости вызывает отклонение времени срабатывания защиты от оптимального значения, снижая тем самым эффективность функциони

У рования устройства.

Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для защиты линии электропередачи постоянного тока высокого напряжения, содержащее подключенное к измерительным преобразователям напряжения и тока защищаемой линии минимальное реле компенсированного напряжения и подключенное к измерительному преобразователю тока защи щаемой линии минимальное реле тока и исполнительный орган, при этом минималь ное реле компенсированного напряжения выполнено на последовательно соединен ных блоке формирования компенсирован« ного напряжения, блоке формирования

3 79 247 характеристической величины и органе сравнения, причем второй вход органа сравнения связан с выходом блока, регулирующего уставку реле. Регулирующий уставку блок реле представляет собой инерционное звено

В таком устройстве при изменении параметров предаварийного режима изменяется и уставка реле компенсированноВ го напряжения, что обеспечивает времена срабатывания устройства, близкие к оптимальному.

Однако это устройство не обеспечивает эффективного функционирования защиты при возникновении повреждения в течение некоторого интервала времени, отсчитываемого с момента включения защищаем ой Л ЭП в раб оту.

Это обусловлено тем, что при сравнительно длительном отключении ППТ, когда компенсированное напряжение в начале линии равно нулю равным становится и значение уставки реле. Поэтому в течение указанного интервала, когда происходит переходный процесс, текушее зна- 5 чение уставки может значительно отличаться от своего установившегося значения, что при возникновении повреждения, например при включении полуцепи перецачи на короткое замыкание приведет к отказу в срабатывании или значительному эамецлению в срабатывании защиты. Учиты.- вая это, цля обеспечения правильной работы защиты в отмеченном режиме в состав устройства приходится вводить дополнительное реле, функционирующее только в течение заданного интервала времени, непосредственно слецующего за моФ ментом включения ЛЭП.

Целью изобретения является расшире- 4о ние функциональных воэможностей устройства путем повышения устойчивости функционирования при изменении рабочего напряжения эашишаемой линии.

Поставленная цель достигается тем, 45 что в предлагаемом устройстве зашиты линии электропередачи постоянного тока высокого напряжения, блок, регулирующий уставку реле, компенсированного напряжения выполнен иа максиселекторе, один из входов которого подключен через инер= ционное звено к блоку формирования компенсированного напряжения в начале линии, а другой вход подключен к блоку формирования постоянной величины.

Кроме того, с целью повышения чувствительности блок формирования чостоянной величины может быть выполнен управляемым, например, посредством мини0 4 малЬного реле тока, соединенного с управляющим входом указанного блока через дополнительно введенный элемент выдержки времени на возврат. .На фиг. 1, .2 приведены блок-схемы данного устройства соответственно для случаев, когда блок формирования посто янной величины выполнен неуправляемыми управляемым or минимального реле тока.

Устройство содержит минимальное реле тока 1, элемент НЕ 2, блок 3 формирования компенсированного напряжения, блок

4 формирования постоянной величины, инерционное звено 5, формируюшее зависимую составляющую уставки, блок,6 формирования характеристической величины, например инерционное звено 1 порядка или фильтр первой гармоники максиселектор 7, органФ сравнения 8, реагирую.ций орган 9, элемент

И 10 и исполнительный орган 11.

Выход минимального реле тока 1, вход которого присоединен к датчику тока линии через элемент НЕ 2 подключен к одному иэ входов элемента И 10. Наличие элемено та HE 2 обеспечивает правильную логику действий реле тока 1. Ко второму входу элемента И 10 подключен выход мини «. мального реле компенсированного напряжения, которое образовано блоками 3-9.

К выходу элемента И 10 присоединен исполнительный орган 11. Блок формирования компенсированного напряжения 3, к выходу которого подключены блок формирования характеристической величины 6 и инерционное звено 5, подсоединен к датчикам напряжения и тока в начале линии. Выход инерционного звена 5 подключен к одному из входов максиселекто-. ра 7, ко второму входу которого подключен блок формирования постоянной величины 4. Блоки 4, 5, 7 образуют регулируюшую уставку часть реле компенсированного напряжения. Вы ход максиселектора 7, а так же как и выход блока формирования характеристической величины

6, подключен к органу сравнения 8, на . выходе которого включен реагирующий орган. 9.

При данной реализации блока, регулирующего уставку устройства, уставка опре—

Ъ деляется следующим образом: где А - сигнал на выходе инерционного звена 5;

А - сигнал на выходе блока формиIt рования постоянной величины 4, 2470 6

10 !

2S

4О

Ю

5 79

В случае, если звено 5 представляет собой инерционное звено, порядка, ииеем rn+ (СП7 p = у -/(ы, где У, — компенсированное напряжение в начале линии, Г

Уд Ф вЂ” соответственно. напряжение и ток в начале линии, P - оператор дифференцирования; постоянная времени звена. (б фУР

Значение7уо определяют, исходя из выполнения условий . ИМИ

A ()= "м с ) сФ О где А (1)- значение сигнала А в моИ о мент возникновения повреждения;

A U It 1 минимальное возможное зна- . чение сигнала А в момент срабатывания защиты ср, Kp — постоянный безразмерный коэффициент K2 = Оа 85-0, 05 i (- постоянный безразмерный коэффициент a(= Оа1-0,3;

К - постоянный коэффициент, имеющий разномерность сопротивле ния.

Таким образом, независимо от изменения значения компенсированного напряжения Ц значения уставки А ф не может снизиться ниже значения постоянной величины А

Для того, чтобы указанное ограничение .не сказывалось на изменении уставки в рабочих режимах ППТ, когда значение уставки А должно определяться значением сигнала А, значение постоянной величины Алвыбирают следующим образом: ./ Мин, мми,. п л и.роо <„О . puE> > где А" <" — минимальное возможное в ус4 0Ь ановившемся рабочем режиме значение сигнала на выходе инерционного звена 5, Ц - минимальное возможное в уск.раьтановившемся рабочем режиме среднее значение компенсированного напряжения в начале

Ок ° — коаффициент надежности.

B ормальном режиме работы ППТ минимальное реле напряжения (реагирующий орган 9) находится в несработанном состоянии, так как значение сигнала на выходе блока формирования характеристической величины У 1 х превышает значение уставкиА, О„у1 вследствие чего устройство защиты так же находится в несработанном

СОстОянииз При этОм о о A ии ° соответственно,А < - А, Установившееся значение сигнала ф g, на выходе инерционного звена 5 изменяется пропорционально установившемуся значению компенсированного напряжения в нормальном режиме работы ППТ, что обеспечивает поддержание оптимальных значений времени срабатывания устройс1 ва в случае возникновения поврежденияе

В течение интервала времени ф отсчитываемого от момента включения

ПГГ, имеет место выполнение условйй

А„ А„.

При этом Aye=-8

Поэтому, если повреждение возникает и в течение указанного интервала д устройство защиты будет функционировать правильно.

Дополнительное повышение чувствительности устройства может быть достиг. нуто введением регулирования постоянной величины Д . Как,показал опыт эксплуатации ППТ, в течение интервала 7 вероятность уменьшения значения характеристической величины ниже значения уставки вследствие возникновения повреждения значительно превышает вероятность указанного снижения вследствие возникновения событий, при которых отк почение ППТ не требуется. По этой причине имеет место возможность с момента отключения ППТ до момента окончания интервала Я,у (момент р ) выбирать значение постоянной величины

А не по условию (1), а по следующему условию: „г An =Anz =g - м.ра3 нар

Ape (Вил, При этом na + An+ > д Ап гзе 4 а — значение онгнаае 4 разное оо условию 1).;

Так как значение постоянной составляющей уставки A больше, чем значение постоянной составляющей у „,, то до момента окончания интервала Т минимальное реле компенсированного иапря1 жения будет обладать повышенной чувсгвительиостью к аварийным процессам.

Моменты отключения и выключения .ППТ могут быть определены, например, по моментам исчезновения и появления тока в линии. При атом блок формиро792470

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мелик-Саркисов Б. С. Защиты электропередачи постоянного тока."Известия НИИ постоянного тока", N 2 „

4 ГЭИ, 1 95 7. вания постоянной величины 4 должен быть выполнен управляемым от минимального реле тока.

И случае, если блок формирования постоянной величины. 4 выполнен управляе мым (см. фиг. 2), устройство дополнительно к элементам, приведенным на фиг. 1 включает в себя элемент выдержки времени на возврат 12. Вход элемента времени 12 подключен к выходу минимального реле тока 1., а выход — к управляющему входу блока формирования постоянной величины 4, который выполнен дискретно регулируемым: сигнал на выходе блока 4 может принимать два значения в зависимос и от сигнала на выходе минимального реле тока 1.

В нормальном режиме работы ППТ минимальное реле тока 1 находится в неср аботанном состоянии. Соответственно, в несработанном состоянии находится и элемент времени 12. При таком управляющем воздействии

Л П

При отключении ППТ реле минимального тока 1 срабатывает, вызывая срабатывание элемента времени 12. При этом происходит иэменение значения сигнала на выходе блока формирования постоянной величины 4 Д

При последующем включении ППТ минимальное реле тока возвращается.

Однако элемент времени 12 будет находиться в сработанном состоянии вследствие наличия выдержки на возврат.

Возврат элемента времен 12 и измене.ние сигнала на выходе блока формирования постоянной величины 4- произойдет по истечении указанной выдержки, длительность которой равна Tg

Таким образом, сохраняя оптимальное быстродействие независимо от значений параметров предаварийного режима работы ППТ, данное устройство обеспечивает и надежную ликвидацию аварий, возникающих непосредственно после включения электропередачи. Тем самым данное устройство сокращает ущерб, при иняемый авариями на ППТ, повы« шает надежность функционирования ППТ.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты линии электропередачи постоянного тока высоко-, 3 го напряжения,.содержащее подключенное к измерительным преобразователям напря V. жения и тока защищаемой линии минимальное реле компенсированного напряжения и подключенное к измерительному преобразсМ вателю тока эащищаемойлинии, минимальное реле тока и исполнительный орган,при этом минимальное реле компенсированного напряжения выполнено иа последовател ьио со единенных блоке формирования компенсированиоro напряжения, блоке формирования характе ристической величины и органе сравнения, причем второй вход органа сравнения связан с выходом блока, регулирующего .уставку реле, . î т л и ч а ю щ е е с я

26 тем, что, с целью расширения функциональных воэможцостей путем повышения устойчивости функционирования при изменении рабочего напряжения защищаемой линии, блок, регулирующий уставку, выполнен на максиселекторе, подключенным одним входом через инерционное звено к блоку формирования компенсированного напряжения, в начале линии, а другим— к блоку формирования постоянной величины„

30 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, блок формирования постоянной величины выполнен управляемым посре дством мин им аль н о го реле тока, соединенного с управляющим Вхо» дом указанного блока через вновь введенный элемент выдержки времени на возврат.

2. Технические требования к оборудованию электропередачи постоянного тока

1500 кВ, Экибастуэ - центр. Ленинград, %0 1973

79 2470 фиг.1

Фиг,2.

Составитель Т.Щеголькова

Редактор 3. Ходакова Техред М.Голинка Корректор М.Шароши

Заказ 9594/59 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фн лмл ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4