Устройство для защиты линии электропередачи с ответвлениями от обрыва фазных проводов Советский патент 1983 года по МПК H02H5/10 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты воздушных линий 0,38 кВ от обрыва одного или двух фазных проводов.

Известно устройство для защиты трехфазной сети от обрыва фазы/ содержащее датчики тока в кгикдой фазе, выходы которых через трехфазный однополупериодный мост, фильтр нижних частот и пороговый элемент присоединены к исполнительному элемен- ту С1..

Нагрузки воздушных линий с глухозаземленной нейтралью 0,38 кВ городских и сельских с.етей являются, как правило, однофазными, включенными между тем или иным фазным проводом и нулевым проводом на напряжение 220 В. При гаком включении нагрузок (потребителей ) в сеть нагрузка по току каждого .фазного провода зависит от того, какое количество токоприемников и какой мощности присоединено в каждый данный момент к соответствующей фазе сети. Поэтому, практически, всегда величины токов в фазных проводах сети неодинаковы, что может привести к ложному срабатыванию защиты.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для защиты sj4acTKa трехфазной линии от обрыва одного из фазных проводов , содержащее источник оперативного тока в виде искусственной трехфазной симметричной нагрузки, в цепь которой включен фильтр токов обратной последовательности, выход которого подключен к блоку защиты, соединенному с исполнительным органом С2

Недостатками этого устройства являются невозможность осуществления заветы от обрыва фазных проводов разветвленной воздушной линии (двухфазной или однофазной линии ), а также необходимость передачи сигнала на отключение из конца линии к началу, в подстанцию.

Цель изобретения - расширение области использования устройства путем обеспечения возможности его применения на линиях с ответвлениями, содержащими неполное число фаз.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты линии электропередачи с ответвлениями от обрыва фазных провоцов, содержащее основные источники оперативного тока непромышленной частоты, включенные в коуце каждого защищаемого ответвления линии электропередачи между фазными проводами и землей, а также установленные в начале линии электропередачи последовательно включенные трансформатор тока нулевой последовательности, фильтр оперативной частоты, селективный усилитель, пороговый орган и исполнительный орган, введены дополнительные источники оперативного тока, установленные в начале линии электропередачи и включенные между фазными проводами и землей, причем Количество дополнительных источников выбрано из условия равенства общего количества основных и дополнительных источников, подключенных к каждой фазе, а фазные провода дополнительных источников пропущены через окно магнитопровода упомянутого трансформатора тока нулевой последовательности.

На чертеже изображена схема защиты от обрыва фазных проводов воздушной линии, состоящей из трехфазно магистрали, однофазного и двухфазного ответвлений.

Силовой трансформатор 1 с помощью исполнительного органа 2 соединён г; воздушной линией 3. На подстанции ( в начале линии ), устанавливается транс форматор тока нулевой последовательности 4, через окно которого проходят все фазные провода и нул.ёвой провод линии, а выход соединен с фильтром оперативной частоты 5, который связан через селективный усили тель б и пороговый орган 7 с исполнительным органом 2. В конце линии 3 и в конце Кс1ждого ответвления между каждым фазным проводом и землей включены одинаковые основные источники оперативного тока 8. Недостающие для Создания симметрии оператив ных токов аналогичные дополнительные источники 9 присоединены к соот ветствующим фазам в начале линии, а присоединяющие их к фазам провода проходят через окно трансформатора тока нулевой последовательности 4. Количество дополнительных источников 9 выбрано из условия равенства общего количества источников оперативного тока.

Устройство работает следукицим образом.

В нормальном режиме оперативные токи нёпромшпленнбй частоты в каждой фазе в начале линии равны по величине и сдвинуты друг относительно ДРУ га на +120 эл.град, вследствие чего сигнал на оперативной частоте, снимаемый с выходных зажимов .трансформатора тока нулевой последовательности 4 отсутствует. Линия 3 находится под нап яжением и снабжает электроэнергией потребителей.

При обрыве одного или двух фазных проводов в любом месте защищаемой воздушной линии 3 нарушается симметрия оперативных токов, поэтому появляется сигнал на оперативной частоте на выходящих зажимах трансформатора тока 4, который выделяется фильтром 5 и усиливается селективным усилителем б, подающим сигнал на срабатывание порогового органа 7 и отключение исполнительного органа 2 Исполнительный орган 2 представляет собой автоматический выключатель. Источники оперативного тока 8 и 9 в простейшем случае представляют собой цепь, состоящую из после довательно соединенных диода и резистора, в однополупериодном выпрям ленном токе которой содержится значительная составлякацая второй гармоники (ЮйГц), которая и принимает оя в качестве оперативного тока, апоскольку фазные напряжения сети сдвинуты по фазе друг относительно друга на +120 эл. град,, то операти ные токи источников 100 Гц,разных фаз оказываются также сдвинуты ли по фазе друг относительно друга на +120 эл.град. Стабильность npoNftjmленной частоты (50+0,1 Гц ) и жесткость связи пофазе оперативного тока с напряжением сети обеспечивае высокую стабильность частоты оперативного ,2 Гц ),а следова- Тельно, и высокую надежность и четкость работы устройства эаизиты. Воз можно включение параллельно резисто конденсатора, что значительно увеличивает содержание второй гармоники при неизменной потребляемой активной мощности за счет увеличения амплитуды выпрямленного тока,- Применение искусственной системы токов на оперативной частоте, протекающих по трем фазным проводам и земле и обладакяцих свойствами симметрии независимо от величины рабочих токов в фазных провоДс1х и углов между ними, позволяет расширить область применения защиты, воздушной линии от обрыва фазных проводов, так как в этом случае можно осуществить защиту от обрыва ,как одного, так и двух фазных проводов воздушной линии 0,38 кВ какой бы разветвленной она ни была. Использование устройства позволяет выполнить надежную защиту трехфазной разветвленной воздушной линии от обрыва одного и двух фазных проводов. Безопасность людей и животных при случайном прикосновении к оборванному проводу обеспечивается путем автоматического отключения повреждений линии.

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ЗАВДТЫ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С ОТВЕТВЛЕНИЯМИ ОТ ОБНЫВА ФАЗНЫХ ПРОВОДОВ, содержащее . основные источники оперативного тока непромьзшленной частоты, включенные в конце каждого защищаемого ответвления линии электропередачи между фазйыми проводами и землей, а так-же установленные в начале линии элекBCPCi/W f « ffATEHT iy. КИКДМОГЁКД тропередачи последовательно включенные трансформаТ р тока нулевой последовательности, фильтр оперативной частоты, селектиЫйлй усилитель, пороговый орган и исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью расааирения области использования , введены дополнительные источники оперативного тока, установленные в начале линии электропередачи и включенные между фазными проводами и землей, причем количество дополнительных источников выбрано из уелоВИЯ равенства общего количества OCHQB-. ных и дополнительных источников, подключенных к каждой фазе, а фазные провода дополнительных источников § пропущены через окно магнитопровода (/) упомянутого трансформатора тока нулевой последовательности. А J 3 DO ел vj 0 :л V