Устройство для выбора поврежденной фазы для защиты воздушной линии электропередачи от короткого замыкания Советский патент 1986 года по МПК H02H7/26 

12298

жимах и при переходе одного вида повреждения в другой. Устройство содержит блок компенсации фазньтх токов током нулевой последовательности (БКФТ) 7, подключенный к сети через преобразователи 4, 5, 6 и трансформаторы тока (ТТ) 1,2,3. Выходы БКФТ 7 через блоки выделения аварийных составляющих (ББАС) 8, 9, 10, формирователи модулей аварийных составляющих (ФМАС) 11, 12, 13 и ключи 14, 15, 16

I

Изобретение относится к электротехнике, может использоваться для релейной защиты и линейной автоматики .энергосистем и является усовершенствованием устройства по основному авт. св. 1148071.

В известном устройстве выбора повреждённой фазы для защиты воздушной линии электропередачи от короткого замыкания возможны неправильные действия в неполнофазных режимах и при переходах одних видов повреждений в другие, а также замедление сра- батьтания при таких переходах.

Цель изобретения - повьш1ение надежности функционирования устройства путем увеличения селективности и быстродействия при неполнофазном режи ме и при переходе одного вида пов- реждения в другой.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит измерительные входы 1 - 3 фазных токов и подключенные к ним пофазно преобразователи 4-6 фазных токов, выходы которых подключены к блоку 7 компенсации фазных токов током нулевой последовательности. Выходы блока 7 пофазно соединены с входами блоков 8 - 10, выделения аварийных составляющих, выходы которых подключены к входам блоков 11-12 формирования модулей аварийных составляющих соответственно, выходы которых пофазно соединены с входами логических ключей 14 - 16. Выходы логических ключей 14 - 16 подключены пофазно непосредственно к первым входам двухвходовых компараторов 17 19 соподключены к двухвходовым компараторам (ДК) 17, 18, 19, выходы которых через элементы ИЛИ 24, 25, 26 присоединены к ключам 14, 15, 16. Вторые входы ДК 17, 18, 19 через миниселрк- тор 20 присоединены к выходам ключей 14, 15, 16. Устройство на основе использования сравнения величин аварийных составляющих фазных токов позволяет с малым временем выявлять одну или обе поврежденные фазы, i ил.

5

Q

ответственно и через блок формирования опорного напряжения, выполненный в виде миниселектора 20, к объединенным вторым входам указанных компараторов. Выходы компараторов 21 - 23, являющиеся одновременно выходами устройства, соединены с первыми входами логических элементов ИЛИ 24-26 соответственно, вторые входы 27 - 29 которых являются логическими входами устройства. К указанным логическим входам устройства подключаются сигналы от реле положения Отключено соответствующих фазных выключателей защищаемой линии электропередачи (не показаны). Выходы элементов ИЛИ 24-26 соединены с управляющими входами логических ключей 14 - 16 соответственно.

Измерительные преобразователи 4-6 токов обеспечивают на своих выходах напряжения, пропорциональные фазным токам во всем диапазоне их изменения. В блоке 7, представляющем собой суммирующее устройство, осуществляется Компенсация фазных токов током нулевой последовательности. При этом в блоке 7 предусматривается возможность регулирования коэффициента компенсации.

Блоки 8-10 вьщелеиия аварийных составляющих представляют собой схему, в которой суммируется ее входное напряжение с выходнь напряжением инерционного звеиа, подключенного к . входу блока вьщеления и выполненного либо в виде линии задержки, .либо в виде полосового фильтра. Инерционное звено настроено так, что в установившемся режиме промышленной частоты напряжение на его выходе равно по величине и противоположно по фазе входному напряжению. Поэтому при сложении этих напряжений в установившемся режиме на выходе блоков 8-10 выходной сигнал отсутствует.

Блоки 11-13 представляют собой вьшрямители со сглаживающими либо интегрирующими звеньями,

Каждый логический ключ 14 - 16 открыт, т.е. пропускает на выход подключенную к его входам величину,пока отсутствует сигнал на управляющем входе ключа. Когда же появляется сигнал на управляющем входе какого- либо ключа, то соответствующая аварийная составляющая тока исключается из работы устройства.

Блок 20 выполнен в виде миниселек тора, на выходе которого имеет место напряжение, пропорциональное минимальной фазной аварийной составляющей. Это напряжение является опорным для пофазных двухвходовых компарато- ров 17 - 19.

Устройство работает след5 ющим обра-зом.

При КЗ мгновенное значение электрических величин на выходах преоб

разователей 4 - 6, а также на выходе

блока 7 (т.е. на входах блока 8-10) изменятся скачкообразно, а другое (на выходе инерционного звена) за счет запоминающих свойств инерционного звена в течение некоторого вре- мени, определяемое параметрами звена сохраняет значение, пропорциональное доаварийному току. Таким образом,сумма указанных двух напряжений, пропорциональная соответствукяцей фазной аварийной составляющей тока, в режиме КЗ скачкообразно появляется на выходе блоков 8 - 10 и в течение некоторого времени сохраняется. В блоках 11-13 формируются напряжения постоянного тока, величина которых пропорциональна значениям соответствующих аварийных составляющих токов. Напряжения с выходов блоков 11 - 13 через открытые логические ключи 14 - 16 посту- пают на входы фазных компараторов 17 - 19, где производится их пофазное сравнение с минимальным из них, появляющимся на выходы миниселектора 20 и являющимся опорным напряжением KOM параторов.

В случае однофазных КЗ на землю аварийная составляющая тока повреж j

Q

5

2о 5

0

5 0

денной фазы, как показывают исследования для сетей высокого и сверхвысокого напряжения, в экстремальных условиях не менее чем в 1,2-1,3 раза Превышает аварийные составляющие токов неповрежденных фаз, которые равны между собой. Напряжение, пропорциональное аварийной составляющей тока одной из неповрежденных фаз, и является при этом опорным напряжением компараторов. Если в качестве критерия срабатывания фазного компаратора выбрать условие превьш1ения величины фазной аварийной составляющей в 1,2-1,3 раза по отношению к опорной, то в рассматриваемом случав срабатьшает только компаратор поврежденной фазы.

При двухфазных КЗ аварийные составляющие токов поврежденных фаз, хотя в общем случае и не равны между собой, но также не менее чем в 1,2-1,3 раза превьщ1ают аварийную составляющую трка неповрежденной фазы. Поэтому в этом случае срабатьшают два компаратора поврежденных фаз;

В случае неполнофазного режима сети, когда одна из фаз линии электропередачи, например фаза А, отключена от реле положения Отключено отключенной фазы, на логический вход 27 устройства, а значит, и на управляющий вход логического ключа 14 через элемент ИЛИ 24 поступает сигнал, в результате действия которого исключается влияние на работу устройства цепи отключенной фазы.

При КЗ на линиях электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения, в том числе и при переходах однофазных КЗ в двухфазные КЗ на землю, могут возникать интенсивные и длительные переходные процессы в линиях электропередачи, а также в пофазных цепях выделения аварийных составляющих тока рассматриваемого устройства. Такие переходные процессы в цепи в14Деленйя аварийной составлякицей первой поврежденной фазы, которая фиксируется появлением сигнала на. выходе 21 компаратора 17, могли бы привести либо к неправильному определению последующей замкнувшейся фазы, либо к замедлению в определении этой фазы. Поэтому влияние переходного процесса в цепи первой поврежденной фазы А на работу устройства исключается логическим ключом 14, на управляющий вход которого в этом Случае поступает сигнал через первый вход элемента ИЛИ 24 с -выхода 21 компаратора 17.

Таким образом, предлагаемое устройство на основе использования срав- нения величин ааарийных составляющих фазных токов, позволяет с малым временем (порядка полупериода промышленной частоты) выявлять одну поврежденную фазу при однофазных замыканиях, обе Поврежденные фазы при остальных видах несимметричных КЗ, а также правильно функционировать при неполнофаз ных режимах и переходах одних видов повреждений в другие,

Формула изобретения

. Устройство для выбора поврежденной

фазы для запреты воздушной линии электро передачи от короткого замыкания по . IP 1148071, отличающееся тем, что, с целью повышеРедактор В. Петраш Заказ 2456/56

Составитель В. Молчанов

Техред М.Ходанйч, Корректор М. Пожо

Тираж 612Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ния надежности функционирования путем увеличения селективности и быстродействия при неполнофазном режиме и при переходе одного вида повреждения в другой, дополнительно пофазно введены первый, второй и третий логические ключи и первый, второй и третий элементы ИЛИ, каждый логический ключ включен пофазно последовательно между выходом и входом соответствующих блока формирования модуля аварийных составляющих и блока формирования опорного напряжения на основе миниселектора, управляющий вход каждого логического ключа подключен к выходу соответствующего элемента ИЛИ, к первому входу которого подключен выход реле положения Отключено выключателя соответствующей фазы, а второй вход каждого элемента ИЛИ подключен к выходу двухвходового компаратора еоответствукяцей фазы.

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в релейной защите для выбора поврежденной фазы, при Коротком замыкании на воздушной линии электропередачи и является дополнительным к авт.св. № 1148071. Цель изобретения - повышение надежности функционирования путем увеличения селективности и быстродействия при неполнофазных ре(Л fsj