Быстродействующая дистанционная защита длинных, сильно нагруженных линий электропередач

 

ВОВЗим."

° arEjjtj,jj М З91 ткхиичга.дд IlI

3HW3 0TLRA

Класс 21с, 686о

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

С. Я. Петров и to. А. Гаеве що

БЫСИЮДЕЙСТВУЮЩАЯ ДИСТАНЦИОННАЯ ЗАЩЫЩ

ДЛИННЫХ, СИЛЬНО 1АГРУЖЕННЫХ ЛИНИИ.

ЭЛ ЕКТ РО П Е И,"ДАЧ

Заявлено, 18 Ilj;j1aIJps, 1952 г, за, № 5005/448758, в Министерство электростанций., СССР

Проблема передач болыыкх мощностей по линиям цапряжеци@1ц 110 и, 229. кв„а также создание сверхдальних ливший э11ектродередач; 499» i в1 I1: особь остротой поставили: вопрос о, разработке специальньы защит длщдных, сильно. нагруженных линий.

Цри рдзработ1 Е этих aaljljlIIT @@офдодиьр, выполнение, ря ча специфических условий...

В частности нербходимо, чтофр1 время действи1я защиты при самь1и неблагоприятных условиях не превыщало двух щр@одов (О;О4 сек.)„что@.ь

o@a, по qopljjIoжности, с большим; запасом, отстраивалась, от могуших быть

В СИСТЕМЕ СтатИЧЕСЩХ И Дна аМИЧЕСКИХ КаЧаЩф„ДОНУСКаЕМЫХ С TOugljlj ЗРЕг ния устойчивости llapBJIJI

Существующие защиты не удовлетворяют предъявляемь1м тронова; ниям. Та1, для,, отСтройК@ 0Т перегрузок и, качаний, прнменяются кщфиниРОВаННЫЕ ДИСтаНЦИОННЫЕ ОРГаНЫ, СОСТОЯЩИЕ ИЗ, Н аПРаВЛЕННЫХ РЕЛЕ CIjjgPQ;. тивления Q фазоограничнтелей, что позволяет получить тр буем цр, Ijlzстройку, o+I$BKo усложняет за диту и, вызываетг 1 еОбходимость, соглдрдаг ния действия указанных органов между собой. Это обстоятельств .неирг бежно, вводит задержку времени, несовмест имун с требуемым; быстродействием.

С целью, ускорения, действия дистанцион1 ой, защить1 гущиных, (jIIp+IjlljI нагруженных линий электропередач с днстанцуррными органами, имею; щими эллиптическую характеристику в комплексной, плоскости, и упрощения ее схемь1, предлагается выполнит1,указаннь1е дистанционные органы с независимыми друг от друга регулировками полного сопротивления уставки, угла максимальной чувствительности и эксцентрицитета, и с реле типа чувствительных трехобмоточных поляризованных реле с нейтрально расположенным якорем и сердечником из,пермаллоя.

¹ 99391

Момент на таком реле определяется выражением: "1 = (I (Z(+ Zg) ) IZil IZz) 1лсех> где: U u I — напряжение и ток в петле короткого замыкания;

Zi и 22 — радиусы-векторы фокусов эллипса;

Z + Z =2 — сопротивление уставки;

М „, — механический момент реле, обусловливаемый трением, сопротивлением пружинки, остаточным намагничиванием и т. д.

Дистанционный орган с эллиптической характеристикой имеет независимую регулировку трех параметров: полного сопротивления уставки, равного расстоянию от начала координат до конца защищаемой зоны; угла максимальной чувствительности, т. е. угла наклона большой о=и эллипса, и эксцентрицитета или соотношения длин малой и большой осей эллипса.

На чертеже представлена схема предлагаемой защиты, В схему входят три идентичных дистанционных органа, включенные на линейные напряжения и соответствующие разности линейных токов.

Каждый из дистанционных органов обладает характеристикой, изображаемой в комплексной плоскости R и Х элли псом, проходящим через начало координат и имеющим большую ось, расположенную в направлении отрезка линии, изображающего в той же плоскости сопротив,ление защищаемой зоны.

С целью обеспечения независимости регулировки полного сопротивления уставки, угла максимальной чувствительности и эксцентрицитета, схема содержит следующие узлы.

Для регулировки полного сопротивления уставки служит регулировочный трансформатор напряжения Тн с тремя изолированными обмотками, во вторичных цепях которого производит"я переключение диапазона, а в первичных — точная регулировка длины защищаемой зоны.

Для регулировки угла максимальной чувствительности реле применен набор активно емкостных шунтов R и Сq, С„", Сy" к постоянной по величине индуктивно.активной нагрузке промежуточных трансформаторов тока, создаваемой остальной схемой защиты.

При отсутствии шунтов угол максимальной чувствительности имеет величину 90 - Шунты подключены к коммутатору ср, позволяющему поворачивать ток на 10, 20 или 30 без изменения его величины, т. е. получать углы максимальной чувствительности 60, 70 или 80 . Эти углы имеют величину, не зависящую от уставки, и, в свою очередь, не влияют на величину уставки.

Для подачи в контуры обмоток реле трех э.д.с. компенсации, равных падениям напряжения от тока короткого замыкания в сопротивлениях линий до первого, до второго фокуса эллипса и до конца его большой оси, а также для регулирования эксцентрицитета характеристики служат трансформаторы Ть Т и Т> с воздушным зазором в магнитопроводах.

Два из этих трансформаторов Т> и Т> имеют по две изолированных обмотки с первичными отпайками, а третий Тз является нерегулируемым автотрансформатором с коэффициентом трансформации, равным единице, т. е. представляет собой параллельно включенный нагрузочный дроссель.

Отпайки трансформаторов Ti и Т подведены к коммутатору соотнов шения осей эллипса — и соединены так, чтобы при любом положении № 99391 — 3— переключающей пластины сумма двух э.д.с. на их вторичных обмотках равнялась э.дс. на зажимах третьего трансформатора (дросселя) Т: при от;утствии на них нагрузки.

Величины э.д.с. трансформаторов Т, и Т> геометрически вычитаются из напряжения и дают таким образом выражение второй и третьей скобок (U — IZ ) и (U — IZg) в общем выражении момента.

Величина э.д.с. третьего трансформатора Тз соответствует при этом первой скобке 1(Z> + Z ) в выражении момента.

Но эти э.д.с. являются переменными, а выражение момента требует постоянных величин, пропорциональных модулям данных переменных величин.

С целью осуществления данного условия, в защите осуществляется выпрямление токов, пропорциональных указанным э.д.с., осушествляемое выпрямителями Вь В и Вз, и их сглаживание, т. е. практическое устранение переменной слагающей в выпрямленном токе.

С целью избежания задержек, вносимых при применении сглаживающих конденсаторов или дросселей, применены схемы предварительного расщепления переменного тока на сдвинутые по фазе слагающие и их раздельное выпрямление.

Схемы расщепления, состоящие из сопротивлений К Х С, К Х Сг и

КзХзСз, построены так, чтобы выпрямлять три тока, сдвинутых относительно друг друга на 120 . При этом кривая выпрямленного тока соответствует шестифазному выпрямлению, при котором влияние остаточной пульсации весьма незначительно.

Выпрямленные и сглаженные токи подаются на три идентичные обмотки !Г„Wz, (V> поляризованного реле Р с нейтрально расположенным якорем и магнитопроводом из пермаллоя, производящего требуемое сравнение указанных токов и представляющего собой исполнительный орган защиты.

Так как время действия защиты в основном определяет"я постоянными времени обмоток реле, то, с целью ускорения протекания переходных процессов, последовательно с этими обмотками включены активноемкостные буферные сопротивления RI, CI i и RI;, CI Кроме описанных узлов в схеме защиты, применены:

1) Промежуточный трансформатор тока Тт, служащий для подачи в схему тока, пропорционального разности первичных токов двух фаз.

2) Выравнивающий трехобмоточный дроссель Xg для стабилизации нагрузки на трансформатор напряжения при изменении эксцентрицитета.

3) Компенсирующий трап -форматор Тк с подстроечным сопротивлением Rr. для устранения взаимного влияния цепей тока и напряжения.

Таким образом обеспечивается независимость регулировки параметров защиты и возможность подачи на поляризованное реле токов, соотвстственно пропорциональных модулям трех напряжений

UAB (1Л 1В ) 1! . ЛВ (1А 1В ) Z2 и (1А — 1В ) (Z1 + Z2)

Поляризованное реле сравнивает суммарные ампервитки от двух первых токов с ампервитками последнего тока. Равенство этих ампервитков соответствует короткому замыканию на грани зоны, т. е. расположению точки короткого замыкания на эллипсе, изображающем характеристику реле. Преимущество последнего тока соответствует короткому замыканию в зоне защиты, преимущественно, первых двух токов — короткому замыканию вне зоны.

Следовательно, действие защиты определяется одним механическим перемещением якоря реле, что обеспечивает быстродействие защиты. № 99391

Предмет изобретения

1. Быстродействующая дистанционная защита длинных, сильно нагруженных линий электропередач с дистанционными органами, имеющими эллиптическую характеристику в комплексной плоскости, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью ускорения действия и упрощения схемы защиты, дистанционные органы имеют независимые друг от друга регулировки полного сопротивления, угла максимальной чувствительности и эксцентрицитета и реле, выполненные по типу чувствительных трех обмоточных поляризованных реле с нейтрально расположенным якорем и магнитопроводом из пермаллоя.

2. Форма выполнения защиты по .п. 1, отличающаяся тем, что для регулировки полного сопротивления уставки служит трансформатор напряжения с тремя изолированными обмотками, во вторичных цепях которого производится переключение диапазона, а в первичных — точная регулировка длины защищаемой зоны.

3 Форма выполнения защиты по п. 1, отличающаяся тем, что для регулировки угла максимальной чувствительности применен набор переключаемых активно-емкостных шунтов к постоянной .по величине индуктивно-активной нагрузке, создаваемой схемой защиты.

4, Форма выполнения защиты по и. 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что для регулировки эксцентрицитета характеристики служат три трансформатора с воздушным зазором в магнитопроводе, два из которых имеют отпайки на первичной стороне, подведенные к коммутатору соотношения осей эллипса, и соединены так, чтобы при любом положении переключающей пластины сумма двух э.д.с. на их вторичных обмотках при отсутствии на них нагрузки равнялась э.д.с. на зажимах третьего нерегулируемого трансформатора.

5. Форма выполнения защиты по п. 1, о тлич ающ ая ся тем, что для ускорения протекания переходных процессов в реле последовательно с его обмотками включены активно-емкостные буферные сопротивления. № 99391