Устройство для волновой направленной защиты линии электропередачи с высокочастотной блокировкой

 

О П И С А Н И Е 9361

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (5! )М. Кд. (22) Заяe «o 12. 06. 80 (21)2939861/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Н 02 Н 3/28

Госуаерствекьи1 комитет

СССР по делам нзаоретенкх н открытей

Опубликовано 15 06.82, Бюллетень ре 22

Дата опубликования описания 15.06.82 (53) УДК621. 316. .925(088,8) В.Г.Богрунов, Ю.ф.Королюк и А.П.Шибанов к

Сибирский научно-исследоаателнскийс инститиут энергетики

{72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЛНОВОЙ НАПРАВЛЕННОЙ

ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

С ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ БЛОКИРОВКОЙ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты линий электропередачи переменного тока.

Известно устройство для направленной фильтровой защиты с высокочастотной блокировкой, содержащее измерительные преобразователи тока, и напряжения, орган направления мощности обратной последовательности, фильтры то1о ка и напряжения обратной последова": тельности, реле сопротивления, приемопередатчик. Действие устройства осб новано на сравнении направлений мощностей обратной последовательности по

15 концам защищаемой линии. При симметричных коротких замыканиях орган нап-. равления мощности обратной последовательности фиксирует направление короткого замыкания в режиме кратко- > временной несимметрии, предшествующей симметричному короткому замыканию, сигнал на отключение выдается в этом случае от реле сопротивления. При несимметричных коротких замыканиях блокирующие или отключающие сигналы вырабатывает орган направления мощности об-. ратной последовательности (1 1.

Недостатком данной защиты является ее .пониженная чувствительность к двухфазным коротким замыканиям на землю вблизи шин мощных энергосистем,примыкающих к линии, если в схеме замеще" ния этих систем сопротивление обрати ной последовательности значительно больше сопротивления нулевой последовательйости.

Известна защита использующая волновые переходные процессы, содержащая измерительные преобразователи тока и напряжение, импульсный орган направления мощности, приемопередатчик и орган отключения, в котором направле ние короткого замыкания определяют по направлению распространения волны переходного процесса Г2 3.

Недостатком данной защиты является то, что защита не отключает линию

936163 электропередачи при несимметричных коротких замыканиях.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является сверхбыстродейст- g вующая релейная защита для ВЛ высоко.го и сверхвысокого напряжения. Действие направленной сверхбыстродействующей защиты основано на сравнении знаков аварийных составляющих фазных 10 токов и напряжений при коротком замыкании в энергосистеме. При выбранном положительном направлении токов от шин в линию, знаки аварийных составляющих тока и напряжения разнополярны при внутреннем коротком замыкании и однополярны при внешнем коротком замыкании. Такое соответствие знаков в течение времени двойного пробега электромагнитной волны вдоль защищаемой линии электропередачи, в дальнейшем оно нарушается из-за наложения падаю" щих и отраженных электромагнитных . волн, поэтому защита по истечении времени двойного пробега блокируется. 2

Защита содержит аналоговый сопрягаю-. щий блок, элемент подавления составляющей промышленной частоты, режекторные фильтры в фазах А, Ь и С, уси.-. лители, направленный орган обнаружения короткого замыкания, сравнивающийзнамя аварийных составляющих фазных токов и напряжений, логический орган, приемопередатчик, выходной орган защи. си.

Устройство работает следующим образом. фазные токи и напряжение через датчики тока и напряжения подают на режекторные фильтры, где выделяют ава рийные составляющие тока и напряжения, которые через соответствующие усилители подают на направленный орган обнаружения короткого замыкания. В случае внутреннего короткого замыкания нап

45 равленный орган через логический орган и выходной орган защиты выдает сигнал на отключение линии электропередачи. В случае внешнего короткого замыкания направленный орган выдает сигнал на блокирование действия защиты на передатчики, и логические органы. обоих полукомплектов блокируют отключение линии.

Недостатком защиты является необходимость блокирования ее в цикле однофазного автоматического повторного включения (САПВ)вследствие того,что в данном устройстве при коммутационныхпереходных процессах цикла САПВ срабатывает окно, так как процессы коммутации поврежденной фазы сопровождаются появлением разнополярных аварийных составляющих фазных токов и напряжений.

Цель изобретения -. использование устройства для защиты неотключенных фаз линии электропередачи в цикле

ОАПВ.

Поставленная цель достигается тем, .что в устройство для волновой направленной защиты линий электропередачи с высокочастотной блокиров-. кой содержащее в каждом полукомплекте, устанавливаемом на соответствующем конце линии электропередачи, измерительные трансформаторы тока и напряжения, подключенные входами к фазам защищаемой линии электропередачи, а выходами через блок сопряжения — к входам органа выделения аварийных составляющих, токов и напряжений, выходы которого. через усилители подключены к входам элемента Чравнения знаков аварийных составляющих токов и напряжений, логический орган, подключенный входами к выходам элемента сравнения знаков аварийных составляющих токов и напряжений и к выходу высокочастотного приемника, а выходами соответственно к входу высокочастотного пере-. датчика и выходному органу, дополнительно введен элемент сравнения значений аварийных составляющих токов и напряжений с заданными значениями подключенный входами к выходам упомянутых усилителей, а выходом - к одному из входов логичеекого органа,а орган выделения аварийных составляющих токов и напряжений выполнен в виде блока выделения аварийных составляющих линейных токов и напряжений.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Каждый полукомплект защиты содержит измерительные трансформаторы тока 1 и напряжения 2 и блок 3 сопряжения входы которого подключены к выходам трансформаторов 1 и 2, а выходы к входам органа 4 выделения аварийных составляющих линейных токов и напряжений, выходы которого через усилители 5 тока и напряжения 6 подключены к входам элемента 7 сравнения знаков аварийных составляющих линейных токов и напряжений и элемента 8 сравнения значений аварийных составляющих линейных токов и напряжений с

5 9 Ь1 заданными значениями, логический орган 9 подключенный входами к выходам элементов 8 и высокочастотного приемника 10, один выход органа 9 подключен к входу выходного органа

11, а другой выход к высокочастотному передатчику 12.

Устройство работает следующим образом.

Токи и напряжения с трансформато- 1В ров 1 тока и 2 напряжения поступают через блок 3 сопряжения на входы ор-. гана 4 выделения аварийных составляющих, на выходе которого в нормальном . режиме сигнал отсутствует,- так как органом 4 подавляются составляющие тока и напряжения промышленной частоты.

Последуюцие элементы защиты в нормальном режиме не работают.

В случае внешнего короткого замы- 20 кания орган 4 выделяет аварийные сос-. тавляющие линейных токов и напряжений, которые усиливают усилители 5 тока, напряжения 6 и подают на входы эле" ментов 7 и 8, Так как знаки аварийных1 составляющих линейных токов и напряжений при внешнем коротком замыкании . одинаковы, то с одного выхода элемента 7, через логический орган 9 сигнал поступает на вход передатчика 12, ко"O торый передает его на приемник противоположного полукомплекта, с вы. хода этого приемника сигнал поступает на блокирующий вход логического орга-. на 9 и другого полукомплекта и блоки-1з рует прохождение сигнала на отключение в этом полукомплекте. Элемент 8 сравнивает с заданными значениями вели. чины трех аварийных составляющих линейных токов д1аЬ, ь.ibc, ь ica и нап,.- ар ряжений й0 1, 0 с1, h0@ . Линия остается включенной, так как первый полукомплект не выдает сигнала на отключение, а во втором - отключении блокируется высокочастотным сигналом переданным с противоположного конца.

В случае короткого замыкания на защищаемой линии знаки аварийных составляющих линейных токов и напряжений различны, элемент 7 вырабатывает ° сигнал на отключение линии, который поступает на один вход логического органа 9 и,при отсутствии блокирующего сигнала на выходе приемника 10, с

SS выхода органа 9 сигнал поступает на вход выходного органа защиты 11, который отключает линию электропередачи. Линия отключается с двух

65 0 сторон так как на другой полукомплект не выдается блокирующий сигнал.

При однофазном коротком замыкании на защищаемой линии и последующем цик ле OAllB аварийные составляющие линейного тока и напряжения не связан-. ные с поврежденной фазой равны нулю

Например, при коротком замыкании в фазе А аварийные составляющие тока

bi g и напряжения ь0 4,с равны нулю.

При возникновении повреждения на неотключенных фазах эти аварийные составляющие отличны от нуля и знаки их определяются местоположением короткого замыкания. Элемент 8 сравнивает величины аварийных составляющих линейных токов и напряжений с заданными значениями, и в цикле ОАПВ контролирует работоспособность неотключенных фаз, а также через орган 9 блокирует действие защиты .при отсутствии короткого замыкания в цикле ОАПВ, когда одна из аварийных составляющих линейного тока и напряжения равна йулю.

При возникновении короткого замыкания на неотключенных фазах, появляются аварийные составляющие тока и напряжения, знаки которых одинаковы в случае внешнего повреждения и различны в случае внутреннего короткого замыкания.

Элемент 8 разрешает действие защиты и с выхода логического органа 9 сигнал; поступает либо на вход передатчика 12 для блокирования защиты, если повреждение внешнее, либо на вход органа 11 для отключения линии электропередачи, если короткое замыкание внутреннее.

Данное устройство обладает высокии быстродействием, время срабатывания защиты не более времени двойного пробега электромагнитной волны по линии электропередачи. Контроль неотключенных циклов ОАПВ позволяет отключать линию электропередачи при возникнове-.. нии коротких замыканий в цикле ОАПВ, что .увеличивает. надежность энергоснаб," жения потребителей.

Формула изобретения

Устройство для волновой направленной защиты линии электропередачи с высокочастотной блокировкой, содержащее в каждом полукомплекте, устанавливаемом на соответствующем конце линии электропередачи, измерительные трансформаторы тока и напряжения, подключенные входами к фазам защищаемой ли-

5/63

7 9361 нии электропередачи, а выходами через блок сопряжения к входам органа выделения аварийных составляющих, токов и напряжений, выходы которого через усилители подключейы к входам элемента сравнения знаков аварийных составляющих токов напряжений, логический орган, подключенный входами к выходам элемента сравнения знаков аварийных составляющих токов и напряжений и к выходу высокочастот- 1О ного приемника, а выходами соответст-: венно к входу высокочастотного передатчика и выходному органу, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью использования устройства для защиты З неотключенных фаз линии электропередачи в цикле однофазного автоматического повторного включения,.в него дополнительно введен элемент сравнения значений аварийных составляющих .токов щ и напряжений с заданными значениями

) подключенный входами к выходам упомянутых усилителей, а выходом — к одному из входов логического органа, а орган выделения аварийных составляющих токов и напряжений выполнен в виде блока выделения аварийных составляющих линейных токов и напряжений.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Левиуш А.И., Медведева Л.Н. и

Сапир E,Ä. Принципы выполнения однопериодной высокочастотной защиты ВЛ

750 кВ,"Электричество", 1973, N 8.

2. Авторское свидетельство СССР и 56&107, кл. Н 02 H 3/28, 1977.

3. Сверхбыстродействующая релейная защита типа RALDA для ВЛ высокого и сверхвысокого напряжений, "Энергожзяйство за рубежом", 1979, 4, с. 27-30.

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Пооен гная, 4