СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Российский патент 2006 года по МПК H02H3/40 G01R31/08 

Изобретение относится к электрической защите энергосистемы, а именно к способу электрической защиты линии электропередачи (ЛЭП) на дистанционном принципе действия.

В известных дистанционных защитах ЛЭП используются реле сопротивления, реагирующие на величину полного сопротивления поврежденного участка линии - Z, реактивного сопротивления - X или активного - R [Л1 стр.362]. Измеренное сопротивление в каждой фазе линии от места установки реле защиты до места короткого замыкания - Zpк пропорционально длине этого участка - Lpк, так как Zpк=Zy·Lpк, где Zy - удельное сопротивление линии (Ом/км). Реле контролирует напряжение, ток и угол между ними и измеряет сопротивление по выражению:

Zp=Up/Ip.

При срабатывании пускового реле защиты в момент возникновения короткого замыкания защита действует на отключение ЛЭП при условии, если заданная уставка срабатывания реле - Zcp>Zp (Л1 стр.363), где Zcp=0.85 Zл.

В настоящее время на практике применяются дистанционные защиты с измерением только полного сопротивления. Для исключения ложного действия дистанционных защит от токов нагрузки нормального режима измерительные дистанционные органы выполняют с характеристиками, имеющими зоны срабатывания на комплексной плоскости координат в осях R, jX в виде окружности, четырехугольника и др. (Л1 стр.376-378 и 424).

На дистанционные органы полного сопротивления оказывают влияние следующие факторы, которые вызывают искажение пропорциональности замеров расстояния до места короткого замыкания:

- переходные активные сопротивления Rп в месте повреждения электрической дуги и элементов, через которые произошло короткое замыкание (земли, деревьев и других);

- реактивные сопротивления взаимоиндукции Хом между параллельными ЛЭП, через которые в поврежденной ЛЭП наводится напряжение при коротком замыкании от тока нулевой последовательности, протекающего по параллельной неповрежденной линии.

В случае большей величины любого из указанных сопротивлений значение измеренного полного сопротивления увеличивается и при превышении значения заданной уставки срабатывания происходит отказ дистанционной защиты с органом полного сопротивления.

Для исключения указанного недостатка и повышения надежности работы предлагается новый способ дистанционной защиты путем одновременного измерения двух сопротивлений - активного и реактивного в момент пуска защиты при возникновении короткого замыкания. В случае срабатывания только одного из измерительных дистанционных органов (ДО) при значении измеренного сопротивления меньше его уставки срабатывания защита отключает линию при условии, если измеренное сопротивление второго дистанционного органа меньше сопротивления линии (или увеличенного с учетом нормативного коэффициента чувствительности - Кч=1.2 (чертеж) по алгоритмам:

Rp<Rcp и Хр<Хл (1.2Хл);

Хр<Хср и Rp<Rл (1.2Rл).

При невыполнении этих условий в первый момент пуска защита продолжает контролировать параметры анормального режима до ее возврата при восстановлении нормального режима работы ЛЭП или действует на отключение ЛЭП при срабатывании второго ДО при скачкообразном изменении аварийных параметров из-за возникновения повреждения на защищаемой линии до окончания процесса отключения внешнего кроткого замыкания.

Для повышения надежности отстройки ДО от токов нагрузки, от токов при самозапуске нагрузки и в других анормальных режимах зона срабатывания характеристики ДО должна иметь ограниченную площадь многоугольника [Л.1]. При этом для обеспечения нормативного коэффициента чувствительности защиты Кч=1,2-1,5 при коротком замыкании на ЛЭП его основания должны быть параллельны вектору полного сопротивления Zл (чертеж) и смещены относительно него по осям координат R и jX на величины (0.2-0,5) Rл, Хл соответственно в обе стороны.

После отключения ЛЭП при необходимости по удельным сопротивлениям ЛЭП и измеренным сопротивлениям при коротком замыкании Rрк и Хрк рассчитываются расстояния Lpk до места короткого замыкания и определяются погрешности его измерений [Л2], значения Rп и Хом.

Данный способ может быть реализован на микропроцессорной технике.

Литература

1. Н.В.Чернобровов и В.А.Семенов. "Релейная защита энергетических систем", Москва, Энергоатомиздат, 1998 г.

2. Е.А.Аржанников и A.M.Чухин. "Методы и приборы определения мест повреждения па линиях электропередачи", Библиотечка электротехника - приложение к журналу "Энергетик", Москва, НТФ "Энергопрогресс", "Энергетик", 1998 г.

Использование: для дистанционной защиты линии электропередачи. Технический результат заключается в повышении надежности работы дистанционной защиты линии электропередачи при коротком замыкании с большим переходным сопротивлением в месте короткого замыкания и наличием взаимоиндукции с другой линией электропередачи. Согласно способу одновременно измеряют активное и реактивное сопротивления двумя дистанционными органами с индивидуальными уставками срабатывания при скачкообразном изменении параметров аварийного режима в момент повреждения. В случае срабатывания только одного дистанционного органа или плавном изменении параметров в асинхронном режиме и при самозапуске нагрузки действие защиты блокируется. 1 ил.

Способ дистанционной защиты линии электропередачи при коротком замыкании путем измерения сопротивления до места короткого замыкания по аварийным значениям тока, напряжения и угла сдвига между ними в момент возникновения повреждения и сравнения его с заданной уставкой срабатывания, отличающийся тем, что в момент возникновения короткого замыкания одновременно измеряют двумя дистанционными органами значения сопротивлений - активного и реактивного, сравнивают их с соответствующими заданными уставками срабатывания и дополнительно с уставками, учитывающими искажающие измерения факторы и, если значения замеренных сопротивлений обоих дистанционных органов меньше уставок срабатывания или только одного дистанционного органа, а второго меньше дополнительной уставки, производят отключение линии электропередачи, а при отсутствии этих условий в момент короткого замыкания или плавном изменении параметров режима работы линии блокируют действие защиты до возврата защиты при восстановлении нормального режима работы линии электропередачи.