Предметом изобретения -является устройство для быстродействующей направленной высокочастотной защиты линий Эочектропередачи, содержащее органы направ аения мощности отрицательной последовательности, дистанционные органы, элементы логических схем и приемопередатчики для высокочастотной блокировки.
Известные устройства защиты этого типа не удовлетворяют ряду требований, выдвинутых в связи с увеличением мощности энергосистем и протяженности линий, а также в связи с несинхронным АПВ линий. К числу этих требований относятся: повышение чувствительности и обеспечение быстродействия защиты, уменьшение габаритов защитного устройства, возможность каскадного действия защиты при малых токах короткого замыкания с одной из сторон линии и правильность действия при несинхронном АПВ линии, в особенности на смежных с АПВ участках, а также при коротких замыканиях в процессе качаний.
Основная особенность предлагаемого устройства, обеспечивающая повышение чувствительности и надежности действия защиты при трехфазных коротких замыканиях, заключается в наличии триггера, включенного между органом направления мошности и элементом логической схемы И, служащего для удлинения импульса органа направления мощности на время порядка 0,15-0,2 сек. и для образования на это время цепи для срабатывания дистанционного органа на отключение.
Для предотвращения неправильного действия защиты на неповрежденном участке линии при работе несинхронного АПВ в системе органы направления мощности в предлагаемом устройстве включаются через схему НЕ, блокирующуюся сигналом по высокочастотному каналу.
На фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемой защиты; на фиг. 2-ее развернутая схема.
№ 122196- 2 -
На фиг. 1 приняты обозначения: /-орган нанравления мощности отрицательной тюследовательности; 2-пусковой орган тока отрицательной последовательности; 3-направленный дистанционный орган ео смещением; 4-логическая схема И; 5-логическая схема НЕ; 6-усилитель пуска высокой частоты; 7-усилитель отключения; 8-схема задержки на 5 м1сек; 9-триггер, удлиняЕОЩИй короткий импульс на 0,15- 0,20 сек; 10-логическая схема НЕ; 11-усилитель дистанционного органа; 12-логическая схема И; 13-логическая схема ИЛИ; 14- выходной усилитель; 15-поляризованное реле Орган направления мощности / выполнен (фиг. 2) па трехобмоточном суммирующем трансформаторе с отпайками на одной из вторичных Обмоток для компенсации емкостных токов длинной линии.
При всех впдах несимметричных повреждений, а также в первый момент симметричного короткого замыкания в зоне и вне зоны действ ие на отключение или пуск высокой частоты производится органом «анравления мощности /, жестко включенным на филь-пры тока и напряжения отрицательной последовательности.
Защита имеет пусковой орган 2 тока отрицательной носледовательности с малым временем возврата, что позволяет отстроить защиту от действня разрядников. Для действия защиты при трехфазных коротких замыканиях используется триггер 9, продлевающий короткий импульс органа направления мощности / и позволяюЩНй работать дистанционному органу 3. Для отстройки от разрядников дистанционный орган 3 также имеет малое время возврата.
При коротком замыкании в зоне зануск высокочастотного аппарата ВЧА .не производится; при внешнем коротком замыкании запуск ВЧА производится безынерционно. Вследствие этого может действовать каскадно и может работать, если линия переходит на режим одпостороннего питания.
Дистанционный орган 3 при коротком замыкании в зоне может работать на отключение только совместно с триггером 9. При внешних трехфазных коротких замыканиях на время несимметричного режима нроизводится пуск аппарата ВЧА и схема триггера блокируется. В связи с этим защита принцитаиально не действует при качаниях и в цикле несинхронного АПВ на смежных участках. Селективность действия защиты при внешних коротких замыканиях обеспечивается большей чувствительностью органа направления мощности 1 в сторону пуска, безынерционным пуском приемопередатчика ВЧА и запаздыванием сигнала на отключение на 5 м1сек.
После отключения короткого замыкания время возврата органа нанравления, осуществляющего пуск нриемопередатчика ВЧА, составляет 30-40 м/сек, а сигнал на отключение прекращается через 5- 6 м/сек после отключения короткого замыкания. Поэтому при внешних повреждениях сигнал от аппарата ВЧА всегда перекрывает сигнал отключения как при возникновении, так и после отключения короткого замыкания.
Взаимодействие отдельных органов между собой и с высокочастотным приемопередатчиком выполнено бесконтактно при помощи логических схем и усилителей на полупроводниковых диодах и триодах. Логические схемы на полупроводниковых диодах и триодах действуют безынерционно, вследствие чего время действия защиты сводится ко времени срабатывания основных органов защиты. На выход логической схемы ИЛИ включено поляризованное реле 15, которое действует на выходное реле защиты или непосредственно на отключающую катушку и на схему АПВ. Высокочастотная блокировка защиты производится в двух точках: в начале логической части схемы для предотвращения неправильного действия защиты при «есннхрониом АПВ и в конце схелсы, то есть на поляризованном реле.
При нормальном режиме работы линии тока и напряжения симметричны и на выходе органа направления мощности / и пускового органа 2 тока отрицательной последовательности напряжения нет. На выходе дистанционного органа 3 имеется напряжение блокирующей полярности. Все органы защиты подготовлены к действию, передатчики не запущены. В логической части защиты в этом режиме два триода Т-3 и Т-6 (фиг. 2) закрыты и четыре триода Т-1, Т-2, Т-4 и Т-5 открыты.
При возникновении несимметричного короткого замыкания в зоне защиты органы ./ и 2 направления мощности « тока отрицательной последовательности срабатывают на отключение. Это означает, что «а выходе этих органов появляется вьшрямленное напряжение с плюсом соответственно в точках а и б.
Отключающий сигнал проходит через схемы 4 И и 5 НЕ, усилитель отключения 7, схему задержки 8, схему 13 ИЛИ, усиливается в выходном усилителе 14 и п.риводит в действие поляризованное реле 15, которое через выходное реле производит отключение выключателей.
При появлении напряжения на входе схемы 4 И (точки а и б) открывающие токи /1 и /2 переключаются. Поскольку нриемопередатчики ВЧА остаются незапущеннЫми (ток /з равен нулю), триод Т-2 закрывается. Сопротивление перехода коллектор-эм иттер этого триода .резко возрастает, ток /4 практически прекращается, а ток /з переключается на заряд конденсатора Cj; так /о при этом равен нулю.
несколько м/сек конденсатор Cj заряжается до Зв, т. е- до уровня срабатыва.ния выходного усилителя 14.
Ток /5 начинает переключаться по направлению тока IB, который, проходя ,по сопротивлению Ri и диоду DI, поступает в базу триода Т-6 вььходного усилителя 14, открывая его. Ток в коллектрре триода Т-6 резко возрастает, срабатывает поляризованное реле 15 и через выходное реле отключает выключатели.
Работа триггера 9 и дистанционного органа о в этом релчиме не рассматривается, так как отключение происходит без их участия.
Если несимметричное короткое замыкание произошло в момент проверки исправности высокочастотного канала, то логическая часть защиты работает следующим образом.
В нормальном режиме от руки нажимается кнопка К При этом разрывается путь открывающего тока / и триод Т-1 закрывается, запуская тем самым приемопередатчик.
При возникновении несимметричного короткого замыкания в зоне орган нап ра1вления мощности 1 срабатывает на отключение и открывающий ток /1, который раньше поступал через диод DZ на базу триода Т-2, теперь переключается по направлению тока &, .проходит через схему сравнения органа направления мощности / и идет по направлению тока /9 на базу триода T-l, открывая его. Триод Т-} прекращает запуск приемопередатчика, позволяя защите действовать на отключение.
При несимметричном повреждении вне зоны на конце линии, ближайщем к месту короткого замыкания, орган направления мощности действует на запуск высокочастотного приемопередатчика. На выходе органа направления мощности 1 появляется напряжение с плюсом в точке в. Открывающий ток / переключается на -схему органа /, триод Т-1 закрывается, производя пуск приемопередатчика.
На втором конце линии органы мощности и тока срабатывают в сторону отключения, и открывающие токи /i и /2 переключаются на схемы органов. Однако высокочастотные приемники принимают сигналы передатчиков и посылают в схему открывающий ток /з, вследствие чего триод
Я приемнику ВЧв
220Й 5
r,pue««u«yflV/,
№ 122196- 6 -
Т-2 остается открытым. Остальная часть логической схемы при этом тоже бездействует. Поскольку вследствие наличия высокочастотной блокировки триод Т-2 остается открытым и триггер 9 не запускается, действие дистанциояного органа 3 не .влияет на поведение защиты.
При возникновении симметричного короткого замыкания в зоне защиты в первый момент кратковременно протекают составляющие тока отрицательной последовательности. Пусковые органы тока и .органы мощности срабатывают в сторону отключения.
Триод Т-2 в обоих полукомнлектах на время несимметричного режима закрывается- Ток /s переключается на заряд конденсатора С.
Через 5 м1сек напряжение на конденсаторе Cj достигает Зв, т. е. уровня срабатывания выходного усилителя 14 и триггера 9. Ток /5 начинает разветвляться но двум путям: в выходной усилитель 14 поступает ток /а и на запуск триггера 9-ток /ю, заряжающий за 2-3 конденсатор GZ. Ток /10 идет в базу триода Т-3 и открывает его. Потенциалы коллектора и эмиттера этого триода становятся равными, и конденсатор Сз, заряженный до 10в, о-казывается включенным между базой и эмиттером триода Т-4. Открывающий ток /ц переключается на переза ряд этого конденсатора, и триод Т-4 закрывается. Папряжение на коллекторе этого триода возрастает, и триод Т-3 удерживается током Iiz в открытом состоянии вне зависимости от входного сигнала. Это положение триггера 9 сохраняется в течение 0,15 сек., то есть до тех пор, пока конденсатор Сз не перезарядится до минус Зв. После перехода короткого замыкания в трехфазное сигнал с входа триггера 9 снимается, однако последний в течение 0,15 сек|. остается в опрокинутом состоянии.
В это время работает дистанционный орган 3, и на его выходе .появляется напряжение с тьгпосом в точке г. Открывающий ток /is ответвляется в схему органа 3j и триод Т-5 закрывается. Поскольку теперь закрыты оба триода Т-4 и 7-5, потенциалы точек (9 и е схемы 12 (И) повышаются до минус 6-7в.
Ток /н переключается через диод D на базу.триода Т-6 выходного усилителя 14 и открывает его. Поляризованное реле 15, срабатывая, производит отключение.
Работа схемы 1При других режимах поясняется схемой на фиг. Ь
При симметричном повреждении вне зоны действия защиты в первый момент короткого замыкания также возникают составляющие тока отрицательной последовательности и на конце линии, ближай1щем к месту короткого замыкания, орган направления мощности на время несим-метричного режима производит запуск высокочастотного приемопередатчика. Вследствие наличия высокочастотной блокировки в схеме 5 (НЕ) запуск триггера не производится, а следовательно, даже нри появлении внешнего трехфазного короткого замыкания в зоне одного или обоих дистанционных органов защита не действует.
При внешнем повреждении в сложной сети или на параллельной линии при каскадном отключении выключателей на неповрежденной линии может произойти перемена 1на1правления мощности. Органы направления мощиости при эгом переориентируются, и селективность действия обеспечивается тем, ч го орган мощности быстрее переориентируется с отключения иа запуск, чем с запуск|а на отключение, так как чувствительность органа в сторону запуска больше, а время действия меньше. Дополнительный запас селекткъности создается задержкой отключающего импульса на 5 .«/се/с.
При неуспешном АПВ с одной стороны линии защита Воспринимает утот реж.нм как внешнее симметричное короткое замыкание. При успешном АПВ с од-iofl стороны режим линии не меняется. При успешном АПВ со второй стороны линии за счет неодновременного включения фаз вы
