Устройство для защиты балансного типа параллельных линий электропередач

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 1864413 (61) Дополнительное к @sr, свид-ву(22) Заявлено 1502.78 (21) 2579550/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 150981.Бюллетень М 34

Дата опубликования описания 15.09.81

{51)м, кл.3

Н 02 Н 3/28

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

{53) УДК 621. 316. .925(088.8) (72) Автор изобретения

A.Ф.Березовский

Ярославский политехнический инСтитут (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ БАЛАНСН ОГО ТИПА

ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

Изобретение относится к устройствам для релейной защиты, в частности защиты параллельных линий, и может быть применено на подстанциях и элек5 тростанциях.

Известны поперечные дифференциальные направления защиты для ускоренного отключения повреждений на одной из параллельных линий (1J, 12, 3) и $4) .

Известна также поперечная дифференциальная токовая защита балансного типа E5).

Однако в данных устройствах необходимы особые блок-контакты на валах 15 выключателей, а также особые накладки, требующие от дежурного персонала сравнительно частой манипуляции, уппмянутые защиты могут неправильно действовать при обрывах проводов,сопро- 20 вождающихся коротким замыканием, и при каскадном отключении некоторых видов двойных замыканий на землю.

Цель изобретения — повышение надежности, чувствительности и расширение 2з области применения устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем на каждой линии трансформаторы тока, токовые реле н реле направления мощ- 30 ности, токовые направленные балансные реле, входы которых подключены ко вторичным обмоткам трансформато-. ров тока. своей и соседней линии, реле времени и реле направления мощности к источнику оперативного питания и промежуточные реле, контакты которых включены в цепь отключения выключателей линий, первый контакт балансного реле подключен между контактом токового реле и обмоткой выходного промежуточного реле токовой направленной защиты соседней линии, а второй контакт токового балансного реле подключен между контактрм токового реле направления и обмоткой выходного промежуточного реле токовой направленной защиты своей линии.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема одной фазы предлагаемого устройства, на фиг. 2 - пример исполнения направленного токового балансного реле Л,.

На подстанции A (фиг. 1) устройство содержит направленные токовые балансные реле 1 и 2. Здесь и далее нечетные элементы (фиг.1) относятся к линии С, а четные — к линии О. Кбнтакты 2 и 3 упомяйутых балансных реле являются контактами первого типа, 864413 а контакты 5 и 6 — второго типа. Контакты 7 и 8 принадлежат токовым реле, а контакты 9 и 10 — направленным реле .токовых защит соответственно линий !

С и О. Выходные промежуточные реле 11 и 12 принадлежат к быстродействую5 щим токовым защитам соответственно линий С и D, а реле 13 и 14 времени — токовым направленным защитам тех же линиИ. На линии С (фиг. 1) ускорение токовой защиты может происходить или через контакт 4 первого типа,принадлежащий балансному реле 2 и включенный помимо контакта 9 реле направления между контактом 7 токового реле и обмоткой выходного реле 11, или через контакт 5 второго типа,при- 15 надлежащий своему балансному реле 1 и включенный через контакт 9 реле направления между упомянутыми контактом 7 и обмоткой реле 11. На линии D ускорение токовой защиты выполнено Щ аналогично: может происходить или через контакт 3 первого типа, принадлежащий балансному реле 1 и включенный помимо контакта 10 реле направления между контактом 8 токового реле и обмоткой выходного реле 12, или через контакт 6 второго типа, гринадлежащий своему балансному реле 2 и включенный через контакт 10 реле направления между упомянутыми контактом 8 и обмоткой реле 12. Также осуществляется предложенная защита на подстанции Б.

В направленном токовом балансном реле (принципиапьная схема) Л,его включение соответствует реле 1 (см. фиг. 1) .

Устройство защиты балансного типа работает следующим образом.

Если у балансного реЪ»е 1 ток I>

l) другой линии совпадает по фазе с током !„ своей линии и превышает его по величине, то происходит замыкание контакта 3 первого типа. Когда у балансного реле 1 разность тока l2 другой линии и доли противоположного по фазе тока i своей линии превышает по величине ток !, то произойдет замыкание контакта 5 второго типа.

При отсутствии в этом балансном реле одного из токов !„или (,2 не может зам $Q кнуться ни один из его контактов.

Рассмотрим следующие случаи.

1. Короткое замыкание вне параллельных линий или нагрузка со стороны подстанции Б.

ТЯки обеих параллельных линий одинаковы и направлены оба на подстан— ции А от шин, а на подстанции Б — к шинам. Устройства защиты на обеих подстанциях не создают неправильного убыстрения токовых направленных за- 6О щит. Это происходит потому, что для контактов первого типа на обеих подстанциях ток другой линии, взятый с коэффициентом меньше единицы, меньше тока своей линии, а для контактов 65 второго типа раз ность "o»» »»;.óã ой линии и доли совпадающего па фазе своей линии меньше тока своеи линии и совпадает с ним по фазе, кроме того, на подстанции Б разомкнуты контакты реле направления токовых защит,контролирующие цепи ускорения.

2. Как в п.1 описания работы или другие условия, причем нет тока в одной из параллельных линий, короткое замыкание с обрывом проводов или каскадное отключение двойного замыкания на землю, когда одна фаза замы кается в зоне параллельных линий, а другая — вне их зоны.

Поскольку нет одного из токов, то балансные токовые направленные реле в предложенном устройстве сработать не могут и устройство не создает неправильного убыстрения токовых направленных защит.

3. Короткое замыкание (к.з.) на линии D.. !

На подстанции А токи !2,, 1„ направлены от шин, причем ток l больше тока . В этих условиях замыкается контакт 3 первого типа в балансном реле 1 линии С и создает правильное убыстрение токовой защиты линии 0, которое не контролируется контактом

10 реле направления и потому не имеет мертвой зоны по напряжению. На линии

С у балансного реле 1 контакт 5 второго типа не может сработать (замкнуться), потому, что разность между большим током i другой линии совпадает по фазе с током . На линии 0 у балансного реле 2 контакт 6 второго типа не может сработать, потому что разность между меньшим током I другой линии и долей совпадающего по фазе тока !» своей линии или совпадает по фазе с током !2, или, имея противоположную фазу, меньше тока

На подстанции Б необходимо, чтобы для поврежденной линии в этих условиях ток был.направлен от шин в линию, а ток !„ — к шинам подстанции.

При одностороннем питании от подстанции А и при отсутствии нагрузки на подстанции Б эти токи по величине одинаковы, при таком же питании и наличии нагрузки на подстанции Б ток I„ немного больше !, при двухстороннем питании ток !0 может быть больше . При всех упомянутых соот » ношениях по величине токов I„ и на подстанции Б необходимо, чтобы для поврежденной линии разность между током другой линии и долей противоположного по фазе тока своей линии была бы по величине больше тока своей линии, а по фазе — противоположна ему. Благодаря этому на (подстанции Б и балансном реле 2 линии 0 замкнется контакт 6 второго типа, причем у балансного реле 1 линии C также замыкается контакт 5 такого же типа. Поскольку на линии С

864413

:5

60 б5 подстанции Б разомкнут контакт 9 реле направления. токовой защиты, то ускорения токовой защиты этой линии не произойдет. На линии А той же подстанции контакт 10 реле направления

3амкнут, вследствие чего замкнувшийся контакт 6 второго типа создает правильное ускорение токовой защиты линии D. На подстанции Б контакты

3 и 4 первого типа у балансных реле

1 и 2 линий С и 0 не могут замкнуться, потому что токи l и lg находятся в противофазе.

4. Особые случаи к.з. на линии D. а) К. з. вблизи подстанции Б ° Если при этом на подстанции A не выполнено условие: ток lg по величине больше тока l, то сначала происходит отключение линии 0 на подстанции Б, а затем — каскадно на подстанции А.

При этом в случае одностороннего питания от подстанции А балансное реле 1 на подстанции A замыкает свой контакт 3 первого типа и создает цепь ускоренного отключения линии 0 при условии, что на линии С остается ток нагрузки. В таком режиме могут потребоваться резисторы 30 (см.фиг.2) для уменьшения слишком большого сдвига фаз между током 1,1 повреждения и током I< нагрузки. б) К.з. вблизи подстанции A. При двухстороннем питании работа устройств аналогична п.4а, но поменяются условия протекания токов относительно подстанций. При одностороннем питании or подстанции А ток 1 на линии С может быть настолько малым, что контакт 3 первого типа у балансного реле в комплекте подстанции А не сработает, при отсутствии одного из токов, В таком случае предложенное устройство защиты балансного типа имеет мертвую зону, причем после срабатывания токовой отсечки линии D на подстанции

А предложенное устройство каскадно обеспечивает ускоренное отключение линии 0 на подстанции Б, кроме того, по- ышение надежности из-за отсутствия особых блок-контактов на валах выключателей и особых накладок, требующих относительно частых манипуляций дежурного персонала, в) К.з. на середине линии О. В этих условиях при двухсторонне-симметричном питании от совпадающих по фазе ЭДС, а также при наличии одинаковых сопротивлений и нагрузок с обеих сторон, возможен, хотя и мало вероятен, случай, когда близок к нулю ток линии С и потому предложенное устройство отказывает в работе, но снова продолжает работать после отключения одного из выключателей линии 0 от токовой отсечки. Могут быть и другие исполнения балансного токового реле, удовлетворяющего требованиям данного устройства защиты балансного типа. В тех случаях, когда балансная защита устанавливается только в месте одностороннего питания параллельных линий, однофазное токовое балансное реле с возможностью срабатывания только при наличии обоих токов и с контактом первого типа целесообразно выполнить ненаправленным.

Данное устройство защиты балансного типа имеет следующие преимущества перед известными: повышение надежности иэ-Эа отсутствия неправильных действий при коротких замыканиях с обрывом провода, а также при каскадном отключении двойного замыкания на землю, когда одна фаза повреждена в зоне параллельных линий, а другая — вне их зоны, повышение чувствительности из-за того, что это устройство не может ложно подействовать при отсутствии тока в одной из линий и срабатывает только при повреждениях в зоне параллельных линий, ускоряя токовые защиты с выдержкой времени, которые требуют меньшего коэффициента надежности для отстройки от токов самозапуска двигателей, чем пусковые органы токовой защиты беэ выдержки времени, а также известная токовая балансная защиты 5). Расширение области применения устройства 51 можно устанавливать только со стороны подстанций, связанных с постоянно включенными источниками питания достаточно большой мощности, а данное устройство не требует такого ограничения. формула изобретения

Устройство для защиты балансного типа параллельных линий электропередач, содержащее на каждой линии трансформаторы тока, токовые реле и реле направления мощности, токовые направленные балансные реле, входы которых подключены ко вторым обмоткам трансформаторов тока своей и соседней линии, реле времени„ обмотки которых подключены через контакты токового реле и реле направления мощности к источнику оперативного питания и промежуточные реле, контакты которых включены в цепь отключения выключателей линий, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения надежности, чувствительности и расширения области применения, первый контакт токового балансного реле под- ключен между контактом токового реле и обмоткой выходного промежуточного реле токовой направленной защиты соседней линии, а второй контакт балансного реле подключен между контактом реле направления и обмоткой выходного промежуточного реле токовой направленной защиты своей линии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Федосеев A.M. Основы релейной защиты. Госэнергоиздат, 1961, с. 244 рис. 5-24.

864413

2. Авторское свидетельство ÑÐ

М 444126, кл, G 01 R 25/00, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

9 603044, кл. Н 02 Н 3/40, 1978.

4. Авторское свидетельство СССР и 192292, кл. G 01 R 25/00, 19б7, 5. Федосеев А.М. Основы релейной защиты. Госэнергоиэдат, 1961, с.252, рис. 5-32 °

884413 Г "Ъ

Х вЂ” эО б

Рие.2

Составитель В. Зимаков

Редактор H.Минко Техред Л.Пекарь Корректор Н. Швыдкая

Заказ 7815/78 Тираж 678 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4