Устройство для продольной дифференциальной токовой защиты линии электропередачи

 

970539

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

° Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 0104.81 (21) 3269852/24-07 с присоединением заявкм ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано Зц1082. Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 30. 10. 82 (31) M.Nil з

Н 02 Н 3/28

Государственный комитет

СССР во делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 316. .925 (088.8) 1

Ю.И.Кедяров

Ф сс с с

L 1

Горьковское отделение Ордена Октябрьской Р волюции всесоюзного государственного проектно-изы катейьсиогр и научно-исследовательского института энергегй тевыи систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ

ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к электротехнике, а конкретно к устройствам для продольной дифференциальной токовой защиты линии электропередачи с проводным каналом связи.

Известно устройство для продольной дифференциальной токовой защиты, содержащее два полукомплекта и соединительные провода, причем каждый полукомплект содержит комбинированный фильтр-преобразователь токов, дифференциальное реле и изолирующий трансформатор (1 ).

Однако при длине соединительных проводов более 5 км не удается достичь коэффициента чувствительности равного двум.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для продольной дифференциальной токовой защиты линии электропередачи, обеспечивающее требуемый коэффициент чувствительности при длине соединительных проводов

5 — 10 км.

Это устройство содержит соединительные провода и два полукомплекта, каждый из которых содержит подключенный к трансформаторам тока защищаемой линии входной преобразователь токов с вторичной обмоткой,. конец которой подключен к одному из зажимов соединительных проводов, промежуточный трансформатор тока, первичная обмотка которого подключена между входным преобразователем токов, и зажимом соединительных проводов, первая вторичная обмотка подключена к тормозной обмотке реагирующего органа, а вторая -.к последовательной цепочке из резистора и конденсатора, являющейся аналогом соединительных проводов и соединенной с зажимом соединительных про15 водов через рабочую обмотку pears-, рующего органа (2g.

Недостатком данйого устройства является низкая чувствительность при длине защищаемых линий, превышаю2О щей 12-15 км, обусловленная шунтирующим влиянием емкости между жилами соединительных проводов.

Цель изобретения — повькаение чувствительности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для продольной дифференциальной токовой защиты линии электропередачи, содержащее соединительные провода и два полукомплекта, каждый иэ которых содержит подключен970539 иый к трансформаторам тока защищаемой линии входной преобразователь токов с вторичной обмоткой, конец которой подключен к одному иэ зажимов соединительных проводов, промежуточный трансформатор тока, начало первичной обмотки которого объединено с началом вторичной обмотки входного преобразователя токов, а конец под.ключен к второму зажиму .соединительных проводов, последовательную цепочку иэ резистора и конденсатора, яв-, ляющуюся аналогом линии соединительных проводов для режима внешнего короткого замыкания, один вывод которой подключен к началу вторичной обмотки промежуточного трансформатора тока, а второй - к первому входному зажиму рабочего блока реагирующего органа, содержащего также тормозной блок, выход которого вместе с выходом рабочего блока подключен через блок сравнения к исполнительному блоку, в каждый из полукомплектов дополнительно введены два переменных резистора, вторая последовательная цепочка из резистора и конденсатора; являющаяся аналогом линии соедини; тельных проводов для режима короткого замыкания в зоне действия защиты, а входной преобразователь токов снаб" жен второй дополнительной вторичной .обмоткой с отпайкой, начало второй дополнительной обмотки через первый переменный резистор подключен к концу вторичной обмотки промежуточного трансформатора тока, а конец — через второй 1зременный резистор к началу вторичной обмотки промежуточного трансформатора тока, прйчем вторая последовательная цепочка из резистора. и конденсатора соединена с вторым выводом первой последовательной цепочки из резистора и конденсатора и с концом вторичной обмотки: промежуточного трансформатора тока, при этом первые вхьдные зажимы рабочего и тормозного блоков соединены между собой и подключены к отпайке второй дополнительной обмотки входного преобразователя токов, а вторые входные зажимы тормозного и рабочего блоков подключены к движкам соответственно первого и второго переменного резисторов.

На чсртеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство.для продольной дифференциальной токовой защиты линий 1 электропередачи с выключателями 2 и трансформаторами 3, тока выполнено по схеме на циркуляцию токов и состоит из двух одинаковых полукомплектов 4 и соединительных проводов 5.

Полукомплект устройства защиты содержит входной преобразователь б токов с первичной обмоткой 7, первой вторичной обмоткой 8 и второй дополнительной вторичной обмоткой 9 с отпайкой, промежуточный трансформатор 10 тока, резисторы 11 и 12,конденсаторы 13 и 14, переменные резисторы 15 и 1б,,реагирующий орган 17, 5 включающий в себя рабочий блок 18, формирующий абсолютное значение рабочего сигнала, тормозной блок 19, формирующий абсолютное значение тормозного сигнала, блок 20 сравнения и исполнительный блок 21.

Устройство защиты выполнено на причципе сравнения рабочего сигнала,, пропорционального напряжению на зажимах соединительных проводов с тор 5 мозным сигналом, пропорциональным току в соединительных проводах. Сравнейкв осуществляется реагирующим органом 17. Рабочий сигнал снимается с вторичной обмотки 9 преобразователя б токов. Для компенсации напряжеО.ния небаланса от тока циркуляции используется аналог линии соединительных проводов режима внешнего корот-кого замыкания, выполненный в виде резистора 11 и конденсатора 13. Точная настройка компенсации выполняется вторым переменным резистором 16.

Тормозной сигнал снимается с последовательной цепочки иэ резистора 12 и конденсатора 14, подключенной к втоЗО ричной обмотке промежуточного трансформатора тока

Для случаев короткого замыкания в режиме двустороннего питания с равными токами векторы напряжения на за35 жимах соединительных проводов полукомплектов защиты равны по амплитуде и встречно направлены (уравновешены).

При небольшой длине соединительных проводов ток в соединительных прово40 дах и трансформаторе 10 отсутствует.

Следовательно, отсутствует и тормозной сигнал, а защита имеет максимальную чувствительность.

При данных соединительных проводах через первичную обмотку трансформа45

-тора 10 протекает ток вследствие шунтирующего влияния емкости между жилами соединительных проводов. По аналогии с напряжением небаланса в режиме внешних коротких замыканий этот ток может быть обозначен как ток небалакса в режиме корьткого замыкания в зв ке. действия защиты. Очевидно,чем длиннее соединительные провода, тем больше ток небаланса, тем ниже чувствительность устройства защиты.

Повышение чувствительности устройства достигается путем компенсации в тормозном сигнале укаэанного тока небаланса. Для этого предназначена цебО почка из резистора 12 и конденсатора 14, расчитываемая по параметрам линии СП в режиме короткого замыкания в зоне действия защиты при двустороннем питании. (аналог линии в укаэанном режиме . Напряжение от тока

970539 формула изобретения небаланса на цепочке иэ резистора 12 и конденсатора 14 уравновешивается напряжением, снимаемым с дополнительной обмотки 9 входного преобразователя токов с помощью первого переменного резистора 15. 5

К движкам переменных резисторов

15 и 16 могут быть подключены лишь реагирующие органы, обладающие высоким входным сопротивлением, например, выполненные на интегральных мик- 10 ,росхемах. 3 этом случае для сравне,ния целесообразно использовать абсолютные значения рабочего и тормозного сигналов, формируемые соответственно блоками 18 и 19. Блок 18 под- 15 ключен к движку второго переменного резистора 16, а блок 19 — к движку первого переменного резистора 15.При превышении рабочим сигналом тормозного на выходе блока 20 сравнения появляется сигнал, вызывающий срабатывание исполнительного блока 21.

Б случаях, когда защищаемая линия работает только в режиме одностороннего питания (и отсутствия подпитки при коротком замыкании в зоне действия защиты )параметры аналога линии соединительных проводов, исполь" зуемого для компенсации тока небаланса, расчитываются для этого режима.

При настройке торможения защиты .в режиме внешних коротких замыканий, с учетом погрешностей трансформаторов тока линии, для получения необходимых соотношений между рабочим и тормозным сигналами на входах блока 20 сравнения могут быть применены активные делители напряже. ния.

Таким образом, путем компенсацни 40 тока небаланса в устройстве для продольной дифференциальной токовой за-. щиты при коротком замыкании в зоне ее действия, уменьшается величина тормозного сигнала, что приводит к 45 увеличению чувствительности защиты.

Технико-экономические преимущества применения предлагаемого устройства заключаются в повышении ее чувствительности. 50

Это, ° в свою очередь, расширяет область применения продольной дифференциальной защиты и способствует повышению надежности систем электроснабжения промышленных предприятий с непрерывным технологическим процессом (химические и металлургические заводы ), где недопустимы даже кратковременные перерывы более 0,15 с устройство для продольной дифференциальной токовой защиты линии электропередачи, содержащее соединительные провода и два полукомплекта, каждый иэ которых содержит подключенный к трансформаторам тока защищаемой линии входной преобразователь токов с вторичной обмоткой, конец которой подключен к одному иэ зажимов соединительных проводов, промежуточный трансформатор тока, начало первичной обмотки которого объединено с началом вторичной обмотки входного преобразователя токов, а конец подключен к второму зажиму соединительных проводов, последовательную цепочку из резистора и конденсатора — аналог линии соединительных проводов для режима внешнего короткого замыкания, один вывод которой подключен к началу вторичной обмотки промежуточного трансформатора тока, а второй - к первому входному зажиму рабочего блока реагирующего органа, содержащего также тормозной блок, выход котсрого вместе с выходом рабочего блока подключен через блок сравнения к исполнительному блоку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в каждый из полукомплектов дополнительно введены два переменных резистора, вторая последовательная цепочка нз резистора и конденсатора - аналог линии соединительных проводов для режима короткого замыкания в зоне действия защиты, а входной преобразователь токов снабжен второй дополнительной вторичной обмоткой с отпайкой,. начало второй допол-, нительной обмотки через первый переменный резистор подключено к концу вторичной обмотки промежуточного трансформатора тока, а конец — через второй переменный резистор к началу вторичной обмотки промежуточного трансформатора тока причем вторая последовательная цепочка из резистора и конденсатора соединена с вторым выводом первой последовательной цепочки из резистора H конденсатора и с концом вторичной обмотки промежуточного трансформатора тока, при этом первые входные зажимы рабочего и тормозного блоков.соединены между собой и подключены к отпайке второй дополнительной обмотки входного преобразователя токов, а вторые входные зажимы тормозного и рабочего блоков подключены к движкам соответственно первого и второго переменного резисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чернобровов Н.В. Релейная защита. М., "Энергия", 1971,с.248-254.

2. Гельфанд Я.С. Релейная защита распределительных сетей. N.,"Ýíåðгия", 1975, рис. 8-3.

970539

Составитель A.Áîíäàpåíêî

Редактор Ю.Ковач Техред Ж.Кастелевич Корректор И.Ватри

И.Ват ушкина

Заказ 8405/68 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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