Устройство выбора поврежденной фазы для однофазного автоматического повторного включения линии электропередачи с двухсторонним питанием

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социвлмстичесних

Республик и877682 (6! ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 20.02.80 (2! ) 2884729/24-07 (51)M. Кл. с присоединением заявки №

Н 02 Н 3/06

)Ъеударстввнный квмнтвт

СССР (28) Приоритет (Я) УДК 621.316. .925 (088.8) нв делам нэобретеннй н втврьпнй

Опубликовано 30.10 81 Бюллетень № 40

Дата опубликования описанйя 30.10.81 (72) Автор изобретения

В. А. Зильберман (71 ) заявитель (54) УСТРОЙСТВО ВЫБОРА ПОВРЕЖДЕННОЙ ФАЗЫ

ДЛЯ ОДНОФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО

ВКЛЮЧЕНИЯ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ДВУСТОРОННИМ

ПИТАНИЕМ

Изобретение относится к устройствам релейной защиты и системной автоматики линий электропередачи с двусторонним питанием напряженнем свыше 110 кВ и может быть применено для выбора поврежденной фазы в случае применения на этих линиях устройств однофазного автоматического повторного включения.

Известны избирательные устройства, основанные на дистанционном принципе (1);

Однако при этом в ряде случаев не обеспечивается селективность действия реле неповрежденных фаз при однофаэных к. 3., сопровождающихся большими токами нулевой последомтельностн, а также при качаниях в неполнофазном режиме.

Известны также токовые избиратели поврежденной фазы, реагирующие на питающем по нагрузке конце линии на отношение полных фазных токов, а на приемном по нагрузке конце

ЛЭП вЂ” на отношение комбинаций фазных токов и тока нулевой последовательности (2).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее три трансреактора, первый из которых под ключен к рабочей стороне реагирующего орФан второй, включенный на сумму токов двух фаз, соединен с тормозной стороной реагируюшего органа, куда подключен вторичной обмоткой третий трансреактор, первичная обмотка которо го включена в рассечку нулевого провода (3).

Однако такие избиратели, как и дистанционные, могут отказывать при однофазных к.э. через большие переходные сопротивления (например, в зоне вечной мерзлоты, в зоне скальных грунтов и т.д.).

Бель изобретения — повы шение надежности и чувствительности токовых избирателей поврежденной фазы как при металлических однофазных к. з., так и нри однофазных к. з. через большие переходные сопротивления.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство выбора поврежденной фазы для однофаз- ного автоматического повторного включения линии электропередачи с двусторонним питанием, реагирующее на отношение комбинаций полных фазных токов и тока нулевой последовательности, содержащее первый преобразователь тока в напряжение, включенный своим входом в одну

877б82

55 из фаз, выход которого функционально связан с рабочей стороной реагирующего органа, выполненного по схеме сравнения абсолютных значений двух электрических величин, с тормозной стороной .которого функционально связан выход второго преобразователя тока в напряжение, вход которого подключен к двум другим фазам на сумму токов этих фаз, третий преобразователь тока в напряжение, включенный своим входом в рассечку нулевого провода, снабжено дополнительно четвертым преобразователем тока в налряжение с двумя выходами и релеповторителем, при этом выход первого упомянутого преобразователя соединен с рабочей стороной реагирующего органа через первый замыкающий контакт реле -повторителя, параллельно которому подключен первый выход четвертого преобразователя через первый размыкающий контакт реле-повторителя, выход второго преобразователя соединен с тормозной стороной реагирующего органа через второй замыкающий контакт реле-повторителя, параллельно которому подключены последовательно соединенные выход третьего преобразователя и второй выход четвертого преобразователя через второй размыкающий контакт реле-повторителя, а вход четвертого преобразователя подключен к двум фазам на разность токов этих фаз, причем контакты реле-повторителя выполнены с выдержкой времени на отпадание, превышающей цикл

ОАПВ.

При этом первый, второй и третий преобразователи выполнены на трансформаторах, а четвертый — на трансреакторе.

На чертеже представлена блок-схема устройства, срабатывающего при однофазном к. з. на, фазе А, Устройство содержит трансформаторы 1 — 3, трансреактор 4, блок 5 сравнения абсолютных значений электрических величин при помощи выпрямления, исполнительный орган 6 (нульиндикатор) и реле-повторитель 7 устройств выбора поврежденной фазы.

Контакты 8 — 11 реле-повторителя 7 имеют выдержку времени на отпадание, превышающую цикл ОАПВ.

Трансформаторы 1 — 3 выполнены таким образом, что напряжения на резисторах, на которые нагружены их вторичные обмотки, сдвинуты о относительно первичных токов на 180, а трансреактор 4 выполнен так, тго его вторичные напряжения сдвинуты относительно первичных токов на 90 . Первичные обмотки трансформаторов 1 — 3 и трансреактора 4 имеют одинаковое число витков, яисло витков вторичных обмоток трансформаторов 1 и 3 выбирается в "13 раз больше числа витков вторичных обмоток трансреактора 4 и в 3 раза больше числа витков вторичных обмоток трансформатора 2.

Д

Таким образом, при обозначенных на чертеже полярностях включения обмоток трансформаторов 1 — 3 и трансреактора 4, блок 5 сравнения абсолютных значений двух электрических величин устройства, включенного для выбора фазы А, срабатывает при (a - (з -5Д э! !zv,д+О 1В+ С 1о+3ЛВ 1с)ИМ I o 2OgA, 1

Соответственно устройство выбора фазы В срабатывает при

Ф l S 3 (>ñ А) I " 1 2 о к С+ А.- О43(С- д)Щ (О-24В! а устройство выбора фазы С при

l с- { 1д- В) Ь I I 2c+ о! ъК, A :1в о+)Ид ь)Я1 1.1о-2дас

I С где К вЂ” коэффициент запаса выбирается с уче том 10% погрешности трансформаторов тока и существующей на данной линии несимметрии нагрузочного режима в пределах К = 1,15 — 1,25. .Коэффициент К регулируется изменением величин резисторов блока 5 сравнения.

В симметричном нагруэочном режиме, когда

Йодули токов фаз А, В и С равны между собой, а углы между токами равны 120, а слители и знаменатели всех неравенств равны нулю и на схему сравнения каждого устройства выбора поврежденной фазы поступают только напряжения небаланса, от которых устройства отстро-, ены с помощью коэффициента К. При несимметричных к. з. учет предшествующего тока нагрузки производится методом наложения и, сле-, довательно, устройства вь1бора поврежденной фазы надежно отстроены от влияния тока нагрузки при однофазном к. з. в полнофазном режиме как на передающем, так и на приемном (по нагрузке) концах линии. Предлагаемые избиратели правильно выбирают поврежденную фазу при однофазном к. з. в полнофазном режиме при любых углах к, з., если в месте установ. ки избирателя соблюдается неравенство

Э

OОВ» — <9 д где Jo и 3 — модули симметричных составляющих аварийного режима при однофазном к.з. без учета предшбствуюшего тока нагрузки, Так как на линиях беэ ответвлений при однофазных к. з. токораспределения дэ! 1о, как правило, находится в пределах 0,1 — 6, то предлагаемое устройство правильно определяет поврежденнуто фазу. при однофазных к. э. в полнофазном режиме через любые переходные сопро5 877682 6 тивления и при любых предшествующих токах нагрузки. При,этом избиратели, реагирующие на отношение комбинаций полных фазных токов, срабатывают одновременно на обоих концах линии независимо от величины переходного сопротивления в месте к. з., тем самым исключая каскадное отключение повреждения.

При двухфазных к. з., когда отсутствует ток

1е, избиратели не работают по принципу действия и так как их каскадная работа устране- to на, то линия отключается без выдержки времени тремя фазами по цепи резервирования отказа избирателей. При двухфазном к. з. на еемле„ в зависимости от величины переходного сопротивления в месте к. з. избиратели либо не работают, либо неправильно выбирают одну (неповрежденную) фазу. Поэтому в цепи трехфазного отключения линии последовательно с контактами каждого избирателя включаются контакты реле мощности, реагирующего на угол . между током нулевой последовательности и напряжением выбранной (неповрежденной) фазы таким образом, по оно срабатывает, когда ток опережает напряжение, что и имеет место при двухфазных к. з. на землю.

После срабатывания любого избирателя логическая часть ОАПВ кратковременно выводит из работы избиратели двух других фаз и вновь вводит в работу все избиратели после того, как отключается поврежденная фаза, и избиратели (в том числе и избиратель отключившейся фазы) контактами реле-повторителя 7 переключатся на сравнение модулей полных фаз, оставшихся в работе. Например, при отключении фазы А избиратель фазы В после переключения в его вторичных цепях реагирует на от1 ИВ! ношение

)К - с1 а избиратель фазы С вЂ” на отношение

Формула изобретения

lac I ! зв1

Так как при качаниях в неполнофазном режиме модули полных фазных токов, оставшихся в работе фаэ, равны между собой, то избиратели оставшихся в работе фаэ с учетом значений коэффициента К отстроены от цикла

ОАПВ как на передающем, так и на приемном но нагрузке концах линии.

При возникновении однофазного к.з. в цикле ОАПВ на питающем конце линии полный ток поврежденной фазы более, чем s два раза превышает максимальный ток нагрузки по остввшейся неповрежденной фазе. При этом избиратель фазы, повредившейся в цикле ОАПВ, срабатывает, отключает оставшиеся в работе две фазы, пускает передатчик ВЧТО и остаиав-i лнвает высокочастотный передатчик дифферен. циально-фазной защиты, На приемном (по нагрузке) конце. линии оставшиеся в работе две фазы отключаются от действия ВЧТО и дифференциально-фазной зашиты.

После окончания цикла ОАПВ реле-повторитель .7 отпадает и все избиратели вновь переключаются на сравнение первоначальных комбинаций полных фазных токов и тока нулевой последовательности, Построение устройств выбора поврежденной фазы, реагирующих на предлагаемую комбинацию полных фазных токов и тока нулевой последовательности, позволяет отстроить эти устройства от влияния предшествующих токов нагрузки в полнофазном режиме и создать надежные токовые избиратели, реагирующие .на однофазные повреждения, причем правильная работа избирателей не зависит от величины переходного сопротивления в месте к. з., и у этих избирателей устранена каскадная. работа. В результате появляется возможность сократить время отключения ликии при любых видах повреждений и в совокупности с дополнительными реле мощности, ВЧТО и дифференциально-фазной защитой обеспечить надежную защиту линии как в полнофазных режимах, так и в цикле ОАПВ при замыкающих через большие переходные сопротивления.

Это повышает культуру эксплуатации и надежность работы межсистемных транзитов 220—

750 кВ, проходящих в районах с большим сопротивлением грунтов и оборудованных устройствами ОАПВ.

1, Устройство выбора поврежденной фазы для, однофазного автоматического повторного вклю40 чения (ОАПВ) линии электропередачи с,двусторонним питанием, реагирующее на отношение комбинаций полных фаэных токов и. тока нулеI вой последовательности, содержащее первыи преобразователь тока в напряжение, включенный своим входом в отшу из фаз, выход которого

45 функционально связан с рабочей стороной реагирующего органа, выполненного по схеме сравнения абсолютнь1х значений двух электрических величин, с тормозной стороной которого функционально связан выход второго преобразовате50

as тока в напряжения, вход которого подключен к двум другим фазам на сумму токов этих фаэ, третий преобразователь тока в напряжение, включенный своим входом в рассечку нулевого провода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 55I с целью повышения надежности и чувствительности при однофазных коротких замыканиях через переходные сопротивления, оно снабжено дополнительно четвертым преобразователей тока

К prghmgKI7ymf 1едеб цй рагаепей ра

1д

Составитель Й. Васькова

Техред ТМаточка

Корректор М,немчик

Редактор В. Пилипенко

Подписное

Заказ 9631/80 Тираж 678

ВНИИПИ 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

7 877682 8

Ь напряжение с двумя выходами и реле-повто- токов этих фаз, причем контакты реле-повторирителем, при этом вь1ход первого упомянутого теля выполнены с выдержкой времени на отпапреобразователя соединен с рабочей стороной -дание, превыщающей цикл ОАПВ. реагирующего органа через первый замыкающий 2. Устройство по н. 1, о т л и ч а ю щ еконтакт реле-повторителя, параллельно которо- g е с я тем, что упомянутые первый, второй му подключен первый выход четвертого преоб- и третий преобразователи выполнены на трансразователя через первый размыкающий контакт форматорах, а четвертый — на трансреакторе. реле-повторителя, выход второго преобразовате- Источники информации, ля соединен с тормозной стороной реагирующего принятые во внимание при экспертизе органа через второй замыкающий контакт реле- to 1. Атабеков Г. И. Теоретические основы реповТорителя, параллельно которому подключены лейной защиты высоковольтных сетей.М.— Л., последовательно соединенные выход третьего Госзнергоиздат, 1957, с. 285-295. преобразователя и второй выход четвертого пре- 2. Авторское свидетельство СССР N 514388, образователя через второй размыкающий контакт Ka, H 02 H 3/06 реле-повторителя, а вход четвертого преобразо- 35 3, Авторское свидетельство СССР N 559327, вателя подключен к двум фазам на разность кл. Н 02 Н 3/06, 1975 (прототип).

b