Устройство для защиты фильтров высших гармоник

 

О П И С А Н И Е (957349

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВНДЕТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик (6E ) Дополнительное к авт. санд-ву 1 892571 (22) Заявлено 12, 02. 81 (21) 3245282/24-07 с прнсоеаинением заявки РЙ (23) Приоритет (5E)M. Кл.

H 02 Н 7/16

1ЪиуАирстиеииыи квинтет

СССР аа делам иэавритеиий н оирытий (53) УДК 621 ° 316, .925 (088. 8) Опубликовано 07.09.82. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 07.09. 82 (72) Автор изобретения

К.M.Äoáðoäååâ

Горьковское отделение Всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-H4caego9yTegscxoro института "Энергосетьпроект" — --- — „;. . (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ФИЛЬТРОВ

ВЫСШИХ ГАРМОНИК

Изобретение относится к электротехнике, конкретно к релейной защите фильтров высших гармоник преобразоват ельных подстанций.

По основному авт. св. N 892571, известное устройство для защиты Филь5 тров высших гармоник, содержащее входные блоки тока и напряжения, включенные соответственно на трансформаторы тока и трансформаторы напряжения фильтра, пофазные пусковые блоки, подключенные к указанным входным устройствам, причем аналоговые дифференциальные выходы пофазных пусковых блоков соединены через четырехпозиционный переключатель с входами сумматора, сигнал íà выходе которого пропорционален току нулевой последовательности фильтра высшей гармоники, на выход суммато- 2о ра включены соединенные последовательно фильтр нижних частот и формирователь модуля, выходы формирователя модуля соединены с индикатором на2 стройки защиты и двумя реагирующими блоками, причем на выход первого реагирующего блока включен первый элемент выдержки времени, выход второ.го реагирующего блока включен на первый вход элемента И, логические выходы пофазных пусковых блоков подключены через соединенные последовательно элемент ИЛИ и расширитель импульсов ко второму входу элемента

И, выход которого через второй элемент времени соединен с прямым входом элемента ЗАПРЕТ, запрещающий вход этого элемента соединен с выходом первого элемента времени, а выход - с входом исполнительного блока (lj.

Вследствие конечной величины напряжения небаланса на входе реа- гирующих блоков известное устройство имеет недостаточную чувствительность в:лучае применения дпя фильтров, ко ценсаторные батареи ко95734 торых содержат повышенное число последовательных рядов.

Расчет допустимого числа последовательных рядов и батареи конденсаторов по условию чувствительности известного устройства защиты выполняется следующим образом.

При коротком замыкании одного ряда батареи конденсаторов приращение первой гармоники тока равно !о ! где I — ток батареи конденсаторов

Ьк в предшествующем короткому замыканию режиме. !5

Первая гармоника тока небаланса иб пРедшествУющего Режима, соответствующая напряжению небаланса на входе реагирующих блоков, имеет произвольную фазу, поэтому при коротком щ замыкании ряда батареи конденсаторов токи „ и !иц могут оказаться в противофазе. В этом случае положительное приращение напряжения на входе реагирующих блоков может быть толь-р5

КО при условии 6 I ) 2 иЯ . При Других углах сдвига этих токов положительное приращение этого напряжения достигаетСя при меньших токах д .„, поэтому такие углы не являются расчетными.

С учетом расчетного режима получаем выражение для определения тока срабатывания защиты на отключение (!, „„)

Ь 15v -21 иь (2) сз отк

4 35 где К4 — коэффициент чувствительности„

Допустимый ток небаланса защиты должен быть меньше тока срабаты ио.доп вания защиты на сигнал Ics си,и сэ сигн сз отк (3)

1 1

"отс 14согл oõo где К, - коэффициент отстроенности, К - коэффициент согласования согл ! сз orv + сз. сиги

Используя (1) — (3), получаем

45 пы1+ 1иб.доп„.(2 4 согл Котс где

1и6 доп иБ доп

16к

Лабораторные испытания макета из50 вестного устройства защиты показали, что достаточно реальным является небаланс и „=0, 53.

При этом, если принять величины коэффициентов K4=1,5; Ксоп =1,1; К Ф

=1,3, то получим и и 50. Фильтры высших гармоник на напряжений 500 кВ и выше имеют более 50 последователь9

4 ных рядов, в этих условиях становится затруднительным обеспечение требуемой чувствительности.

Цель изобретения - повышение чувствительности защиты фильтров высших гармоник.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для защиты фильтров высших гармоник дополнительно введены инерционный элемент, безынерционный элемент и сумматор, причем цепь из инерционного и безынерционного элементов, соединенных параллельно между собой и последовательно с сумматором, подключена между выходом формирователя модуля и входом второго р е а ги рующе го бло ка.

На чертеже приведена блок-схема предла гае мого уст рой ст ва.

Устройство содержит фильтр высшей гармоники (ФВГ) 1, трансформаторы тока (ТТ) 2, трансформаторы напряжения (ТН) 3, входные устройства 4 тока, входные устройства 5 напряжения, пофазные пусковые органы 6, состоящие из физических моделей ФВГ датчиков 8 тока моделей, сумматоров

9, режекторных фильтров и дифференциаторов 10 и реагирующих органов 11, нетырехпозиционный переключатель 12, сумматор 13, фильтр 14 нижних частот, формирователь 15 модуля, индикатор

16 настройки защиты, реагирующие блоки 17 и 18, элементы 1с! и 20 времени с задержкой на срабатывания 2логический элемент ИЛИ 21, расширитель 22, импульса, логический элемент И 23, логический элемент ЗАПРЕТ 24, исполнительный орган 25, инерционный элемент 26, безынерционный элемент 27 и сумматор 28.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. В нормальном режиме на выходе формирователя 15 модуля существует сигнал, пропорциональный первой гармонике тока небаланса g . .Этот сигнал через безынерционный элемент 27,(например, резистор) поступает на один из входов сумматора 28 и через инерционный элемент 26 (например, RC-интегрирующее звено) - на другой..вход сумматора. Выбор коэффициентов передачи элементов 26 и 27, а также согласование полярностей выходных сигналов этих элементов с входами сумматора выполнены таким образом, что сигнал небаланса на входе реагирующего блока 18 (!, „„„) примерно

957349

Savn Ф (7) 5 в 10 раз меньше сигнала небаланса входе блока 17 (! иБсигн ) иб си к (5)

В режиме короткого замыкания ряда батареи конденсаторов сигнал на вход блока 18 поступает через безынерционный элемент с небольшой задержкой, которая определяется постоянными времени фильтра 14 нижних частот и формирователя 15 модуля и на несколько порядков ниже постоянной времени инерционного эле л мента с,з .

Таким образом, в режиме короткого замыкания ряда батарей конденсаторов сигнал на входе блока 18 быстро нарастает практически до максимально возможной величины, а затем весьма медленно спадает. В этом режи- 20 ме срабатывает пусковой блок 6 защиты и она с выдержкой времени элемента 28 срабатывает на отключение.

Расчетным для выбора тока срабаты- И вания защиты на отключение также является режим, в котором первая гармоника тока I - противоположна по фазе иь приращению первой гармоники тока Ь IБ< при коротком замыкании ряда конден- Э0 саторов. В этом режиме приращение сигнала на входе реагирующего блока

18 в начале короткого замыкания

А 1 возрастает до величины (tt, l <РБ отк

21и6 и„), а затем затухает с постоянной времени <э! 1 ) рв отк = (Бк 1u8 curtt) t- " () (6)

"вэ

Введем коэффициент затухания

4$

C учетом (5) ток срабатывания защиты на отключение 1 „„ равен сьоткл сь атс MScttrH,gott

$0

К моменту срабатывания защиты должна быть обеспечена необходимая чувствительность рБ отк 4 сз отк (8) Из (5) - (8) имеем расчетное выражение для и

1 иб„cur. доп М согл отс 4 Вот 1 u6. сигн доп где !Иб сцгн.АОИ= 6K

Выдержка времени элента 20 принимается равной 1 с по условию согласования с временем отключения предохранителя при пробое конденсатора, при этом для „э =2 с в момент срабатывания защиты имеет К =1/ехр("0,5)

=1,67, Если величины других коэффициентов и тока небаланса принять такими же, как в расчете для известного устКф=1 5" Ксо 1 Кот =1 3; ! 6 -0 54 то йолучим и „сигн.доп и й86

Таким образом, предлагаемое решение позволяет применить защиту ФВГ с батареей конденсаторов, имеющей в

1,7 раза больше последовательных рядов по сравнению с известным устройством, что дает возможность осуществить защиту фильтров на напряжении

500 кВ.

Предлагаемое устройство может найти широкое применение как для защиты фильтров на напряжение 500 кВ, так и для защит фильтров более низкого напряжения, для которых можно допускать повышенный небаланс защиты в установившемся режиме, что упроща— ет эксплуатацию защиты.

Формула изобретения

Устройство для защиты фильтров высших гармоник по авт. св. Н 892571, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, в него дополнительно введены инерционный элемент, безынерционный эле" мент и сумматор, причем цепь иэ инерционного и безынерционного элементов, соединенных параллельно между собой и последовательно с сумматором, подключена между выходом формирователя модуля и входом второго реагирующего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 892571, кл. H. 02 H 7/16, 1979.