Устройство для выбора поврежденной фазы при однофазных коротких замыканиях в линиях электропередачи переменного тока Советский патент 1983 года по МПК H02H3/26 

вой последовательности меньше 90, а угол сдвига фай между симметричны №1 составляющими напряжения прямой и обратной последовательности боль.ше ЭО-з з. Недостатком известного устройств является его низкая селективность (при удаленных коротких замыканиях и углах передачи, близких к ЭО, что характерно для длинных сильно нагруженных линий электропередач. В этом случае угол между напряжением прямой и обратной последователь ности в месте включения устройства может приближаться к 90 как при однофазных, так и при двухфазных коротких замыканий на землю, т.е. устройство в указанных условиях может не различать однофазные и двухфазные короткие замыкания на землю и функционировать неправильно. Причинойнеправильной работы является искажающее влияние токов нагрузки, которые представляют собой систему прямой последовательности. Цель изобретения.- повышение селективности работы устройства выбора поврежденной фазы при оаяофазных. коротких .замыканиях. Поставленная цель достигается тем что в устройство для выбора поврежденной фазы при однофазных коротких замыканиях в линиях электропередач переменного тока, содержащее измерительные преобразователи, тока, подключенные выходами к входам трехфазного фильтра токов обратной последовательности, выходы которого подключены к одним входам трех элементов сравнения электрических величин по фазе, к другим входам которых подключены выходы фильтра тока нулевой последовательности, три логических элемента И, один вход каждого из которых подключен к одному из выходов соответствующего элемента сравнения электрических величин по фазе и три исполнительных органа, каждый из которых подключен к выходу соответству ющего элемента И, дополнительно введены блок запрета, три элемента памя ти, три элемента сравнения электрических величин по абсолютному значению и блок формирования аварийных составляющих фаз ных и линейных токов, при этом блок формирования аварийных составляющих фазных и линейных токов подключен . входами к выходам измерительных преобразователей тока, а выходами аварийных составляющих фазных и линейны токов каждой из Фаз подключен к входам соответствующих элементов сравне ния электрических величин по абсолют ному значению, выходы которых через элементы памяти подключены к другим входам упомянутых логических элементов И, к третьим, входам которых подключены выходы блока запрета, подключенного входами к другим выходам элементов сравнения электрических величин по фазе. На фиг. 1 изобргикеиа функциональная схема устройства выбора поврежденной фазы при однофазных коротких замыканиях на землю в линиях Злектропередач переменного тока; на фиг. 2 принципиальная схема блока запрета. Устройство содержит измерительные преобразователи 1-3 фазных токов, имеющие два выхода, один из которых подключен к входам трехфазного фильтра 4 токов обратной последовательности, три выхода которого подключены к одним входам элементов 5-7 сравнения электрических величии по фазе, другие входы которых под ключены к выходам фильтра 8 тока нулевой последовательности, блок 9 запрета и логические элементы И 10-12. Другие выходы измерительных преобразователей фазных токов 1-3, подключены к входам блока 13 формирования, аварийных составляющих фазных и линейных токов, шест-ь выходов которого попарно подключены к элементам 14-15 сравнения электрических величин по абсолютному значению,выходы которых через элементы 17-19 па: мяти подключены к другим входам логических элементов И 10-12, третьи входы которых подключены к выходам блока 9 запрета, -а выходы - к исполнительным органам 20-22. Устройство работает следующим образом. Преобразователи 1-3 фазных токов подключены к трехфазному фильтру 4 симметричных составляющих обратной последовательности, который выделяет симметричные составляющие токов обратной последовательности фаз А, В, С, т.е. 1рд/1гвИ12л которые подводятся к элементам 5-7 сравнения электрических величин по фазе, на вторые входы которых подводится величина, пропорциональная току нулевой последовательности 1 о от фильтра 8 тока нулевой последовательности. сигнал на вьЬсоде элементов 5-7 сравнения электрических величии, по фазе появится только в том случае, если угол между векторс1МИ токов обратной и нулевой последовательности близок к нулю. Т.акое фазовое соотношение между симметричными составляющими токов обратной и нулевой последовательности имеет место для особой фазы. Tie. для поврежденной фазы при однофазном коротком замыкании и неповрежденной - при двухфазном коротком замыкании на землю.Таким образом, при симметричных коротких .замыканиях сигнал срабатывания появится на выходе того элемента 5-7 сравнения электрических величин по

фазе, который соответствует особой фазе.

Для того, чтобы отличить однофазные короткие замыкания от двухфазных коротких замыканий на землю, используются количественные соотношения между аварийной составляющей в токе особой фазы и аварийной составляющей разности токов двух других фаз (линейного тока): при однофазном коротком замыкании аварийная составляющая тока особой фазы ( в данном случае поврежденной ) пропорциональна току короткого замыкания, в то время как аварийная составляющая разности токов двух других фаз близка к нулю, а при двухфазных коротких замыкания на землю аварийная; составляющая в токе особой фазы (неповрежденной ) значительно меньше аварийной составляющей разности токов двух других фаз.

С.целью выявления поврежденной фазы вторые выходы датчиков фазных токов подводятся к блоку формирования аварийных составляющих фазных и линейных токов.

Выделение аварийных, составляющих может быть произведено известным способом в схеме с использованием инерционных элементов: линии задержки, частотного фильтра, фазоповоротных звеньев и др.

Выделенная аварийная составляющая каждого из фазных токов и аварийная составлякяцая разности токов двух других фаз попарно подводятся к элементам 14-16, сравнения электрических величин по абсолютному значению сигнал на выходе которых появляется только в том случае, если аварийная составляющая фазного тока преобладает над аварийной составляющей линейного тока (разности токов двух других фаз).

Сигналы с выходов блоков 14-16 сравнения электрических величин по абсолютному значению через блоки 17 памяти поступают на одни входы логических элементов И 10-12, на другие входы которых поступают сигналы с выходов элементов 5-7 сравнения электрических величин по фазе.

Сигнал на выходе логических зле-п ментов 10-12 может появиться только в том случае, если на один его вход поступит сигнал, фиксирукнций особую фаз.у, а на другой - сигнал, фиксирующий преобладание аварийной составляющей фазного тока особой фазы над аварийной составляющей разности токо двух других фаз, что соответствует однофазному короткому замыканию на (данной фазе.

При этом производится воздействие на соответствующий исполнительный орган 20-22.

При двухфазных коротких залмканиях на землю сигнала на выходе логических элементов И 10-12 не появляются .

Блок 9 запрета служит для повышения селективности работы устройства при двухфазных коротких замыканиях на землю через большое переходное сопротивление, когда возможно срабатывание элементов 5-7 сравнения электрических величин по фаэе по двум каналам: по каналу особой фазы, и каналу отстающей (по сравнению с особой) фазы.

Схема блока 9 представлена на фиг. 2, где 23-25 логические элементы И, на которых осуществляется циклическая блокировка каналов.

На входах и выходах логических .элементов И 23-25 показаны логические сигналы О и 1 в нормальном режиме.

Разрешающий сигнал О на выходе элементов 23-25 появляется только в том случае, если на его обоих входах одновременно существуют логические сигналы 1. Блоки 26-28 представляют собой логические элементы НЕ и служат для согласования входньщ сигнглов логических элементов И 1012.

Таким образсш устройство выбора поврежденной фазы при однофазных коротких замыканиях в линиях электропередач переменного тока обладает высокой селективностью. На работу устройства не влияет нагрузочный режим, так как оно реагирует только на аварийные составляющие фазных и линейных токов.

Формула изобретения

Устройство для выбора поврежденной фаэы при однофазных коротких замыканиях в линиях электропередачи переменного тока, содержащее измерительные преобразователи тока, подключенные одними выходами к входам трехфазного фильтра токов обратной последовательности, выходы которого подключены к одним входам трех элементов сравнения электрических величин по фазе, к другим входгм которых подключены выходы фильтра тока нулевой последовательности, три логи« еских элемента И,один вход каждого из ко торых подключен к одному из выходов соответствующего элемента сравнения электрических величин по фазе,и три исполнительных органа, каждый из которых подключен к выходу соответствующего элемента И, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности работы устройства, дополнительно введены блок запрета, три элемента памяти, три элемента сравнения электрических величин по абсолютному значению и блок формирования .аварийных составляющих фазных и линейных токов, при этом блок формирования аварийных составляющих фазных и линейных токов подключен входами к другим выходам измерительных преобра эователей тока, а выходами аварийных составляющих фазных и линейных токов каждой из фаз подключен к входам соответствующих элементов сравнения электрических величин по абсолютному значению, выходы которых через элементы памяти подключены к другим входам упомянутых логических элементов И, к третьим входам которых подключены выходы блока запрета, подключенного входами к другим выходам элементов сравнения электрических величин по фазе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Техническое описание и инструк ция по эксплуатации Панель типа АПВ-503УЧ, ОБК 469.517-02. 2.Атабеков Г.И. Теоретические основы релейной защиты высоковольтных сетей. М., Госэнергоиздат,1957. 3.Авторское свидетельство СССР №610224, кЛ. Н 02 Н 3/26, 1976.

..I

I ъ

(

фиг.2