СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СЕЛЕКТИВНОСТИ ТОКОВОЙ НАПРАВЛЕННОЙ ЗАЩИТЫ НУЛЕВОЙ ЗАЩИТЫ ПРИ РАБОТЕ НА МАГНИТНОСВЯЗАННЫХ ЛИНИЯХ Российский патент 2025 года по МПК H02H7/26 H02H3/32 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к релейной защите и автоматике (РЗА) линий электропередачи (ЛЭП). Решает проблему обеспечения чувствительности токовой направленной защиты нулевой последовательности (ТНЗНП) при удаленных коротких замыканиях (КЗ) для случая ее применения на ЛЭП, связанных магнитно.

Согласно [1], на ЛЭП высокого и сверхвысокого напряжения с двухсторонним питанием необходима установка ТНЗНП. Селективность ТНЗНП обеспечивает разрешающее реле направления мощности нулевой последовательности (РНМНП), реагирующее на короткие замыкания (КЗ) в прямом направлении. При удаленных КЗ на землю уровень напряжения нулевой последовательности (U₀) защищаемой ЛЭП, может быть недостаточен для срабатывания разрешающего РНМНП.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ «смещения в зону» разрешающего РНМНП с целью повышения его чувствительности по напряжению нулевой последовательности [2]. В этом случае РНМНП использует в своей работе расчетное напряжение U_0,РНМНП=U₀-I₀Z_CM,0 (I₀ - ток нулевой последовательности в защищаемой ЛЭП, Z_CM,₀ - сопротивления смещения), которое увеличивает по модулю измеряемое напряжение U₀, при КЗ в прямом направлении. На основании анализа угловых соотношений между U_0,РНМНП и I₀ делается вывод о направлении КЗ.

Для случая, когда защищаемая ЛЭП не имеет магнитные связи с другими элементами, напряжение U_0,РНМНП близко к фактическому (U_0,ФАКТ) напряжению нулевой последовательности ЛЭП в точке, отдаленной от шин подстанции на сопротивление Z_CM,0 В свою очередь, сопротивление смещения Z_CM,0 выбирается таким образом, чтобы модуль напряжения U_0,РНМНП был достаточен для срабатывания РНМНП при удаленных КЗ. Этот способ выбран в качестве прототипа изобретения.

Для случаев, когда защищаемая ЛЭП связана магнитно с другой ЛЭП, расчетное напряжение (U_0,РНМНП в точке, отдаленной от шин подстанции на сопротивление Z_СМ,₀, будет значительно отличаться от фактического напряжения (U₀,_ФАКТ) в этой точке, поскольку магнитносвязанная ЛЭП наводит дополнительную электродвижущую силу протекающим в ней током нулевой последовательности (I_{0,ПАР ЛЭП}). Также при протекании в магнитносвязанной ЛЭП тока нулевой последовательности, модуль которого сопоставим или превышает ток в защищаемой ЛЭП (I₀≤I_{0,ПАР ЛЭП}), расчетное напряжение U_0,РНМНП и фактическое U_0,ФАКТ будут отличаться не только по уровню, но и могут быть противоположны по фазе. Это приведет к срабатыванию разрешающего РНМНП при КЗ в обратном направлении («за спиной»).

Указанное несоответствие между расчетным напряжение (U₀, _РНМНП) и фактическим (U₀,_ФАКТ) устраняется за счет введения в формулу расчета напряжения РНМНП тока магнитносвязанной ЛЭП (I_{0,ПАР ЛЭП}) U_0,РНМНП=U₀-I₀Z_СМ,0-I_{0,ПАР ЛЭП}Z_СМ,1 (Z_СМ,₁ - сопротивление смещение, учитывающее взаимную индукцию между магнитносвязанными ЛЭП по нулевой последовательности), с помощью которого учитывается электродвижущая сила, наводимая в защищаемой ЛЭП магнитносвязанной ЛЭП. Дополнительно выполняется сравнение токов нулевой последовательности магнитносвязанной и защищаемой ЛЭП. Если ток нулевой последовательности магнитносвязанной ЛЭП больше тока нулевой последовательности защищаемой ЛЭП, выполняется блокировка разрешающего РНМНП.

Таким образом, по принципу своего действия предложенный способ позволяет обеспечить селективную работу РНМНП с сохранением необходимой чувствительности при защите магнитносвязанных ЛЭП.

Источники информации

1. СТО 56947007-29.240.10.248-2017. Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35-750 кВ (НТП ПС). Стандарт организации ПАО «ФСК ЕЭС».

2. Разработка рекомендаций по расчету и выбору параметров защит на микроэлектронной элементной базе ВЛ 110-750 кВ. Том 1. Рекомендации пор расчету защит ВЛ 110-220(330) кВ. № 11735 тм-т1. Энергосетьпроект, 1985 г.

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к релейной защите и автоматике (РЗА) линий электропередачи (ЛЭП). Решает проблему обеспечения чувствительности токовой направленной защиты нулевой последовательности (ТНЗНП) при удаленных коротких замыканиях (КЗ) для случая ее применения на ЛЭП, связанных магнитно. Для решения проблемы используется ток магнитносвязанной линии. Технический результат - обеспечение селективности токовой защиты нулевой последовательности с обеспечением требуемой чувствительности. Технический результат достигается за счет того, что селективность токовой направленной защиты нулевой последовательности при работе на магнитносвязанных линиях электропередачи (ЛЭП) обеспечивается за счет наличия разрешающего реле направления мощности нулевой последовательности (РНМНП). В РНМНП измеряют напряжение нулевой последовательности (U₀), ток нулевой последовательности в защищаемой ЛЭП (I₀) и выполняют смещения в зону подключения РНМНП за счет увеличения напряжения, подводимого к РНМНП. При этом измеряют ток нулевой последовательности, протекающей в магнитносвязанной ЛЭП и определяют рабочее расчетное напряжение разрешающего РНМНП. Кроме того, выполняют сравнение токов нулевой последовательности защищаемой и магнитносвязанной ЛЭП и, если ток нулевой последовательности магнитносвязанной ЛЭП больше тока нулевой последовательности защищаемой ЛЭП, выполняют блокировку разрешающего РНМНП.

Способ обеспечения селективности токовой направленной защиты нулевой последовательности при работе на магнитносвязанных линиях электропередачи (ЛЭП) с использованием разрешающего реле направления мощности нулевой последовательности (РНМНП), в котором измеряют напряжение нулевой последовательности (U₀) и ток нулевой последовательности в защищаемой ЛЭП (I₀), выполняют смещения в зону подключения РНМНП за счет увеличения напряжения, подводимого к РНМНП, отличающийся тем, что измеряют ток нулевой последовательности, протекающей в магнитносвязанной ЛЭП (I_{0,ПАР ЛЭП}), определяют рабочее расчетное напряжение разрешающего РНМНП по выражению U_0,РНМНП=U₀-I₀Z_СМ,0-I_{0,ПАР ЛЭП}Z_СМ,1, где Z_СМ - сопротивления смещения, кроме того, выполняют сравнение токов нулевой последовательности защищаемой и магнитносвязанной ЛЭП и, если ток нулевой последовательности магнитносвязанной ЛЭП больше тока нулевой последовательности защищаемой ЛЭП, выполняют блокировку разрешающего РНМНП.