СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ ТОКОВЫХ ЗАЩИТ Российский патент 2005 года по МПК H02H3/38 

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к технике релейной защиты, и может найти применение для защиты линий электропередачи (ЛЭП) с двухсторонним питанием или кольцевых с односторонним питанием от междуфазных коротких замыканий (КЗ).

Известен способ защиты электроустановки [1], в котором непрерывно измеряют величину тока электроустановки и сравнивают с эталонной величиной тока, каждый период определяют продолжительность несовпадения сигналов тока и напряжения и сравнивают с первой и второй эталонными величинами продолжительности несовпадения, если величина тока больше эталонной величины тока, продолжительность несовпадения сигналов больше первой эталонной и меньше второй эталонной величин продолжительности несовпадения, то через заданную выдержку времени подают сигнал на отключение электроустановки.

Использование двух анализируемых электрических величин - тока и напряжения - уменьшает функциональные возможности данного способа, уменьшает надежность устройств, созданных для осуществления данного способа.

Наиболее близким по технической сущности является способ, реализованный в устройстве [2], в котором непрерывно измеряют величину тока электроустановки и сравнивают с эталонной величиной тока, каждый период определяют временной эквивалент угла между током и сформированным опорным сигналом и сравнивают с первой и второй эталонными величинами углового эквивалента, если величина тока больше эталонной величины тока, временной эквивалент угла больше первой эталонной и меньше второй эталонной величин углового эквивалента, то через заданную выдержку времени подают сигнал на отключение электроустановки. В устройстве по данному способу опорный сигнал формируют также с использованием цепей напряжения, а для устранения мертвой зоны при близких КЗ (когда напряжение поврежденной фазы снижается до нуля) вектор напряжения запоминают на время от 1 до 10 периодов промышленной частоты за счет постоянной времени фильтра, питающегося от неповрежденных фаз. Поэтому запоминание вектора напряжения в некоторых случаях повышает надежность устройств, реализованных по данному способу.

Однако при перегорании предохранителей в цепях напряжения устройства, реализующего данный способ, оно становится неработоспособным. К тому же по данному способу невозможно определить направление мощности при трехфазном КЗ, когда напряжение всех фаз снижается до нуля, а также через время более 1-10 периодов промышленной частоты. Поэтому использование двух анализируемых электрических величин - тока и напряжения - уменьшает функциональные возможности данного способа, уменьшает надежность устройств, созданных для осуществления данного способа.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение надежности токовых направленных защит электроустановок, созданных для реализации данного способа за счет уменьшения количества анализируемых величин.

Поставленная задача достигается тем, что опорный сигнал формируют путем запоминания продолжительности предыдущего периода тока, а временной эквивалент угла определяют как приращение между сформированным опорным сигналом и продолжительностью текущего периода тока.

Сущность изобретения можно рассмотреть с использованием диаграмм, на которых представлены основные режимы работы: фиг.1 - рабочий режим, с малым приращением угла нагрузки; фиг.2 - рабочий режим, с большим приращением угла нагрузки; фиг.3 - режим КЗ в зоне действия защиты, с большим приращением угла; фиг.4 - режим КЗ вне зоны действия защиты, с большим приращением угла, где t_n-1, t_n и t_n+1 - продолжительности предыдущего, текущего и последующего периодов (временной эквивалент угла); Δt - приращение угла (приращение временного эквивалента угла); t_э1 и t_э2 - первая и вторая эталонные величины углового эквивалента; I_Л - ток линии; I_э - эталонная величина тока.

При этом положительное приращение между продолжительностью предыдущего периода и текущего Δt=t_n-1-t_n означает включение индуктивной нагрузки, а отрицательное - емкостной. Условиями для срабатывания защиты являются: Δt>t_э1, Δt<t_э2, I_Л>I_Э. С учетом вышесказанного рассмотрим режимы:

а) В этом режиме (фиг.1) приращение между продолжительностью предыдущего периода и текущего незначительна, то есть приращение временного эквивалента угла меньше первой и второй эталонных величин углового эквивалента, одновременно ток линии не увеличивается и не превышает эталонную величину тока - защита не срабатывает:

Δt<t_Э1, Δt<t_Э2, I_Л<I_Э;

б) Режим на фиг.2 может возникнуть, например, при подключении мощной индуктивной нагрузки, изменение перетоков мощности ЛЭП и т.д. При этом временной эквивалент угла больше первой и меньше второй эталонных величин угловых эквивалентов, но ток при этом меньше эталонной величины тока - защита не срабатывает:

Δt>t_Э1, Δt<t_Э2, I_Л<I_Э;

в) В режиме, изображенном на фиг.3, временной эквивалент угла больше первой и меньше второй угловых эталонных величин, одновременно ток превышает эталонную величину тока - условие срабатывания выполняется, защита селективно срабатывает:

Δt>t_Э1, Δt<t_Э2, I_Л>I_Э;

г) Это аварийный режим (фиг.4), который может возникнуть, например, при коротком замыкании “за спиной” защиты, на смежной ЛЭП. В этом случае ток превышает эталонную величину тока, а приращение временного эквивалента угла больше угловых эталонных величин (это условие несрабатывания), поэтому защита не работает:

Δt>t_Э1, Δt>t_Э2, I_Л>I_Э.

Таким образом, токовые защиты по предлагаемому способу реагируют на КЗ в зоне действия защиты, надежно не срабатывают при КЗ вне зоны действия защиты и при изменении направления мощности в линии в рабочем режиме.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Федосеев А.М., Федосеев М.А. Релейная защита электроэнергетических систем: Учеб. для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1992. - 528 с.: ил.

2. Молчанов В.В., Голанцов Е.Б. Панели дистанционных защит типа ПЗ-5 (ПЭ2105). - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 88 с.: ил.

Использование: для защиты линий электропередачи (ЛЭП) с двухсторонним питанием или кольцевых с односторонним питанием от междуфазных коротких замыканий (КЗ). Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и повышении надежности. Способ заключается в том, что непрерывно измеряют величину тока электроустановки и сравнивают с эталонной величиной тока, каждый период определяют временной эквивалент угла между током и сформированным опорным сигналом и сравнивают с первой и второй эталонными величинами углового эквивалента, если величина тока больше эталонной величины тока, временной эквивалент угла больше первой эталонной и меньше второй эталонной величин углового эквивалента, то через заданную выдержку времени подают сигнал на отключение электроустановки, опорный сигнал формируют путем запоминания продолжительности предыдущего периода тока, а временной эквивалент угла определяют как приращение между сформированным опорным сигналом и продолжительностью текущего периода тока. 4 ил.

Способ определения направления мощности токовой защиты, заключающийся в том, что непрерывно измеряют величину тока электроустановки и сравнивают с эталонной величиной тока, каждый период определяют временной эквивалент угла между током и сформированным опорным сигналом и сравнивают с первой и второй эталонными величинами углового эквивалента, если величина тока больше эталонной величины тока, временной эквивалент угла больше первой эталонной и меньше второй эталонной величин углового эквивалента, то через заданную выдержку времени подают сигнал на отключение электроустановки, отличающийся тем, что опорный сигнал формируют путем запоминания продолжительности предыдущего периода тока, а временной эквивалент угла определяют как приращение между сформированным опорным сигналом и продолжительностью текущего периода тока.