Устройство для токовой защиты от замыкания на землю в сети переменного тока с заземленной нейтралью

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ ф:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 180281 (21) 3272712/24-07 (511М. Кл.з с присоединением заявки ¹

Н 02 Н 3/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (S3) УДК 821. 316. .925(088.8) Опубликовано 230982. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 230982 (72) Автор изобретения,рцтiз)т g q

А.П.Малый

1 е1 ЫЛТЕ1Г !1II" Я

И,. д т - 1 "" III!- ".. ф

Всесоюзный -научно-исследовательский, про тно-Б" ) л110TE1" конструкторский и технологический институт р я (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗМЦИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЯ

НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ЗАЗЕМЛЕННОЙ

HEATPAJlbI0

1 2

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для релейной защиты электроэнергетических систем, в частности для защиты линий электропередач от одно- и двухфазных замыканий на землю в сетях с глухозаземленной нейтралью.

Известны токовые ступенчатые защиты нулевой последовательности, включаемые на выход трансформаторного фильтра токов нулевой последовательности, содержащие оеле тока разной чувствительности (грубые и чувствительные, элементы задержки реле времени) и выходные промежуточные реле. 15

В защите в качестве реле тока для сту. пеней без выдержки времени или с малой выдержкой времени для отстройки от бросков тока намагничивания использованы реле с насыщающимися трансформаторами тока(1).

Недостатком такой защиты является возможность ложного срабатывания в том числе, когда при броске тока намагничивания трансформатора в нуле- 25

ВоМ проводе протекает не однополярный, а двуполярный ток, а также возможное .замедление защиты при включении выключателя линии на замыкание на землю в случае, если ток замыка- 30 ния имеет больщую апериодичес кую слагающую.

Наиболее близким к предлагаемому является четырехступенчатая токовая направленная защита нулевой последовательности, содержащая четыре реле тока нулевой последовательности разной чувствительности, не реагирующие на апериодическую слагающую тока, реле ускорения, логические элементы ИЛИ и И, элементы задержки и выходной орган. В этой защите для отстройки от бросков така намагничивания (БТН) в качестве реле тока третьей ступени, ускоряемой при включении выключателя, использовано реле тока с косвенным торможением по второй гармонике и насыщающимся трансформатором тока. В таком исполнении защита отстроена как от одно- так и от двухполярного ВТН.

В защите предусмотрено также замедление действия, пои ее ускооении во время включения выключателя лля отстройки от неодновременного. включения фаз выключателя(2).

Недостатком известной защиты, как и предыдущей, является возможность замедления при включении вьп<лючателя на замыкание на землю в лучае, 961022 если ток замыкания имеет большую апериодическую слагающую, а также использование сложного реле, уставка которого должна эагрубляться при наличии в токе нулевой последовательности признаков БТН: апе,риодической слагающей или второй гармоники.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для токовой защиты от замыкания на землю в сети переменного тока с заземленной нейтралью, содержащее реле ускорения, трансформатор тока нулевой последовательности, выход которого подключен к двум основным реле то10

15 ка с различными устанками срабатыва.ния, три реле времени, выходы которых через первый логический элемент

ИЛИ подключены к входу исполнительного органа, причем входы двух реле времени подключены соответственно к выходам двух указанных оснонных реле тока, а вход третьего реле времени — к выходу логического элемента И, первый вход которого подключен к выходу реле ускорения, второй - к выходу второго логического элемента ИЛИ, а третий к выходу основного реле тока с меньшей уставкой срабатывания, введены трансформаторы фазных токов и третье реле тока с тремя входами, подключенными к выходам трансформаторов фаэных токов, причем инверсный выход третьего реле тока подключен к первому входу второго логического эле35 мента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу основного реле тока с большей уставкой. 40

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройства содержит три реле тока 1, 2 и 3. Входы реле тока 2 и подключены к трансформатору тока нулевой последовательности, а реле

45 тока 1 — к трансформаторам фазных то ков (не показаны) . Логические элементы ИЛИ 4 и И 5 объединяют выходы реле тока 1,2 и 3. Выходы реле времени 6,7 и 8 через логический элемент ИЛИ 9 подключены к исполнительному органу 10, Реле 11 ускорения подключено к логическому элементу «и 5.

В нормальном рабочем режиме работы защищаемой линин к устройству поцведены токн фаэ, па величине не превышающие номинальный ток линии.

Ток нулевой последовательности отсуствует. Реле ускорения 11 не работает. На инверсном выходе реле то= ка 1, регулирующега на максимальный иэ фаэных тонов, сигнал имеет высс— кий уровень, на выходах грубага 2 и чувстнительного 3 реле тока нуле- 65 вой последовательности — низкий, на выходе элемента ИЛИ 4 — высокий, на выходах элементов И 5, реле времени 6,7,8 элементы ИЛИ 9 и исполнительного органа 10 — низкий, устройство не работает на отключение выключателя линии. При замыкании на землю во время работы линии отсутстнует сигнал от реле 11 ускорения, поэтому на выходе элемента И 5 не появляется сигнал с высоким уровнем, реле тока 2 и

3 работают каждое со своей выдержкой времени, без ускорения.

При подаче напряжения на линию выключателем предыдущего участка, а также при трехфаэном коротком замыл анин на линии, питающей силовые трансформаторы, которые могут в

Эта время не нести нагрузку, после отключения этого замыкания по линии протекает бросок тока намагничивания трансформаторов. Цепь ускорения (через элемент И 5 и элемент задержки 6) не работает. Грубое реле тока 2 срабатывает в течение времени разновременности включения или отключения фаз выключателя, включающего в транзит или отключающего короткое замыкание, но после включения (отключения) третьей фазы отпадает. Это объясняется тем, что при форме броска тока намагничивания в нулевом проводе, характерной для трехфазных сетей с заземленной нейтралью, уставка грубого реле тока 2 выше максимально возможной величины переменной составляющей тока нулевой последовательности после установления полнофазного режима, а на затухающую со временем апериодическую слагающую тока реле не реагирует благодаря поглощению ее входным трансформатором тока реле. Чувствительное реле тока 3 может в зависимости от его уставки остаться в сработанном состоянии на время существования переменной. Однако это время составляет 0,15-0,3 с, а выдержка времени неускоренной чувствительной ступени эначительио больше этого времени (больше 1 c), поэтому исполнительный орган 10 защиты не срабатывает, При включении линии с трансформатором посредством защищаемого выключателя действие обоих реле тока 2 и 3 по цепям собственных выдержек времени через реле времени 7 и 8 аналогично предыдущему случаю. Однако, цепь ускорения работает, но защита заблокирована, так как если периодическая слагающая тока нуленай последовательности (после довключения третьей фазы) превышает уставку чувствительного реле тока 3, то это означает, чта, 961022 по крайней мере, в одной из фаз протекает ток, превышающий номи-. нальный (фазный ток при броске тока намагничивания) . Длительность существования большого фазного тока (7-8 c) значительно превышает длительность нахождения чувствительного реле тока 3 в сработанном состоянии. Поэтому защита заблокирована элементом И 5.

При включении линии на неустраненное замыкание на землю посредством защищаемого выключателя работает реле 11 ускорения, работают грубое реле тока 2 (так как место замыкания, расположено на защищаемой линии ) и чувствительное реле тока 3. Защита срабатывает с выдержкой времени реле времени 6, предназначенной для отстройки от неодновременности включения фаз выключателя.

В этом режиме устройство имеет большее быстродействие, чем защиты, использующие реле, уставка которых загрубляется при наличии в токе апериодической слагающей или второй гармоники, которые могут присутствовать не только в броске тока намагни. чивания, но и в токе замыкания, особенно, при насыщении трансформатора тока апериодической слагающей тока.

Кроме того, отсутствие реле тока защиты фильтров основной или второй гармоники приводит к тому, что в защите нет дополнительных замедлений, вызванных переходными процессами в этих фильтрах.

Использование устройства для защиты трехфазных линий переменного то; ка в сетях с заземленной нейтралью позволит уменьшить время отключения выключателя при его включении на замыкание на землю, что уменьшит ущерб, причиняемый высоковольтному оборудо,ванию, от такого включения. Упростится настройка и наладка защиты, а соответственно, и расходы при изготовлении и эксплуатации защиты. формула изобретения

Устройство для токовой защиты от

5 замыкания на землю в сети переменного тока с заземленной нейтралью, содержащее реле ускорения, трансформатор тока нулевой последовательности, выход которого подключен к

10 двум основным реле тока с различными уставками срабатывания, три реле времени, выходы которых через первы логический элемент ИЛИ подключены к входу исполнительного органа, при15 чем входы двух реле времени подключены соответственно к выходам двух указанных основных реле тока, а вход третьего реле времени — к выходу логического элемента И, первый вход которого подключен к выходу реле ускорения, второй — к выходу второго логического элемента ИЛИ, а третий — к выходу основного реле тока с меньшей уставкой срабатывания, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, введены трансформаторы фазных токов и третье реле тока с тремя входами, подключенными выходам трансформаторов фазных токов, причем инверсный выход третьего

ЗО реле тока подключен к первому входу второго логического элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу основного реле тока с большей уставкой.

35 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кожин A.Н., Рубинчик В.A..

Релейная защита линий с ответвлениями. М., "Энергия", 1967, с. 32-33.

40 2. Малый A.Ï., Нудельман Г.С. и Найман A.Н. Полупроводниковая токовая направленная защита нулевой последовательности, Труды ВНИИР, вып. 5, Чебоксары, 1976, с.192-204.

961022

Составитель Барабанов

Техред A .A÷., Редактор A.Шандор

Корректор О.Билак

Тираж 669

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7305/69

Подписное

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