Устройство для резервной защиты транзитных ЛЭП с ответвлениями от междуфазных коротких замыканий Советский патент 1987 года по МПК H02H3/08 

Изобретение относится к релейной защите трехфазных сетей и может быть использовано для защиты транзитных линий с ответвлениями при коротких замыканиях на низком напряжении трансформаторов ответвлений.

Цель изобретения - повышение чувствительности защиты.

На фиг.1 и 2 приведены структур- Ная и принципиальная схемы устройства соответственно, на фиг.З - транзитная линия.

Устройство содержит блоки 1 и 2 вычисления тока соответственно для фаз А и С, блок 3 приращения тока, блокирующий орган 4, исполнительньй орган 5, выключатель 6 линии, логический элемент И 7 блокирующего органа 4, реле 8 положения Включено выключателя 6, элемент ВРЕМЯ 9 блокирующего органа 4, приемник 10, передатчик 11 (приемник 10 и передатчик

11выполнены типовыми, например АНКА- АБПА), измерительные преобразователи

12и 13 тока фаз А и С, измерительный преобразователь 14 напряжения, выход 15 фазы А измерительного пре- .

образователя напряжения, выход 16 фазы С измерительного преобразователя напряжения, реле 17 направления мощности, контакт 18 реле 17 направления мощности, реле-повторитель 19 реле 17 направления мощности, контакты 20 и 21 реле-повторителя 19, контакт 22 реле-повторителя реле направления мощности блока 2 вычисления тока, линейный преобразователь 23 -тока в постоянное напряжение, трансреактор 24, балластный резистор 25, выпрямительный диодный мост 26, сглаживающий фильтр 27, ограничительный стабилитрон 28 для ограничения напряжения при больших токах К3,цифроана- логовый преобразователь 29, аналого- цифровой преобразователь 30, вспомогательное реле 31, контакты 32 вспомогательного реле, резисторы 33-36, дифференциальный усилитель 37, измерительные органы 38-43, пусковые органы 44-46, элементы ВРЕМЯ 47-50„ логические элементы ИЛИ 51-54, логические элементы НЕ 55-57, логические элементы И 58-60.

Соотношения выдержек времени в устройстве таковы:

1

9 («,; 50;

-4

t t

13

Между параметрами срабатывания пусковых и измерительных органов бло

ка приращения тока имеют место следующие соотношения: П

i.Tl

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

п ,,

с Пз8-П ,

ПЗУ 0 ,

где П - параметр срабатывания элемента, отмеченного номером К.

На фиг.З изображена транзитная линия с ответвлениями применения предлагаемого устройства, установленного по концам линии, где обозначены электрические системы 61 и 62, трансформаторы 63-66 на ответвлениях линии, КЗ 67 за маломощным трансформатором, комплекты 68,69 предлагаемого устройства защиты.

Устройство работает следующим образом.

В режиме, когда нагрузка линии не потребляет мощности и когда мощность передается из одной системы в другую (например, из 61 в 62), устройство не срабатывает. В комплекте 68 реле 17 направления мощности не замыкает контакт 18, так как оно настроено на срабатывание при направлении мощности от линии к шинам, и сигнал от линейного преобразователя 23 тока, выполненного на элементах 24-28, поступает через замкнутый контакт 20 реле-повторителя 19 и резистор 33 на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 37, поскольку в комплекте 69 реле 17 срабатывает (мощность направлена от линии к щинам), то в комплекте 68 срабатывает вспомога- -| тельное реле 31.

Из комплекта 69 сигнал о величине тока преобразуется из аналогового в цифровой в преобразователе 30, передается через передатчик комплекта 69, поступает в приемник комплекта 68, в преобразователе 29 преобразуется из цифрового в аналоговый через контакты 32 вспомогательного реле 31 и резистор 36 поступает на инвертир - ющий вход дифференциального усилителя 37. Если мощность направлена от шин в линию, то сигнал о величине тока поступает на неинвертирующий вход усилителя 37, если мощность направлена от линии к шинам, то сигнал поступает на его инвертирующий вход. Таким образом, на выходе дифференциального усилителя 37 сигнал пропорционален либо сумме модулей токов по концам линии, либо их разности. В рассматриваемом случае сигналы равны и вычитаются:

1|гс13)

и,к(1,

1(4)

где - выходное напряжение дифференциального усилителя; К - коэффициент пропорциональности; l (-,31 - ток, протекающий через трансформаторы 12 и 13 тока в комплекте 68 (сигнал поступает на неинвертирующий вход усилителя 37); ,2 (/}) ток, протекающий через трансформаторы 12 и 13 тока в комлекте 69 (сигнал поступает на инвертирующий вход усилителя 37), знак минус характеризует направление мощности, его учитьшает реле 17 направления мощности, реле-повторитель 19 и вспомогательное реле 31 другого комплекта.

Если в этом случае возникает КЗ за одним из трансформаторов, то сигнал на выходе усилителя 37 пропорционален току КЗ

.I

так как на выходе усилителя 37 сигнал пропорционален току, потребляемому нагрузкой линии. В рассматриваемом случае дрзможны два варианта: когда мощность по-прежнему передается в систему 62

K(i

IZ (/If

II

f 3)

),

тогда

- -43 И(П)

-I

izc s;

когда мощность от систем 61 и 62 направлена к месту КЗ

т т

- KJ - ii.fi37

+1

U((3) I

АУ (гпз) I lafij) )

Это изменение (возникновение напряжения , пропорционального току КЗ) на выходе усилителя 37 фиксирует блок 3 вычисления приращения тока и через время работы элемента 50 подает сигнал на отключение выключателя

6, Аналогично устройство ведет себя 50 °Рган 4 поступает непосредственно с

при КЗ на самой линии.

От токов самозапуска нагрузки за одним из трансформаторов защита отстраивается выбором вьщержки времени

реле 8 положения.Включено

При срабатывании устройства сигнал должен также поступать на блокироваt элемента ВРЕМЯ 50, которая выби- gg ние АПВ, поскольку в цикле АПВ устрается больше, чем время самозапуска нагрузки.

Наиболее вероятен такой режим, когда нагрузка линии потребляет ток

ройство йе может различить включение нагрузки от возникновения КЗ,

Таким образом, устройство обладае высокой чувствительностью к токам КЗ

.лэп мощность передается, например, от системы 61 в систему 62, и возникает КЗ 67 за маломощным тран- сформатором 64 ответвления. Причем направление передаваемой мощности не изменяется До возникновения КЗ сигнал от блоков вычисления тока, потребляемого нагрузкой линии, равен

UAS K(I ,2аз) IiJCfi; )

I( 1н«гр.л,п -тр 1гр) К Хиагр.лэп ,

где Х-кагр.лэп ток, потребляемый нагрузкой линии, Ifp - ток, передавае- мьш через линию от одной системы в другую.

После возникновения КЗ ток равен

I

и К( 1|2(1з К((1

1 и(Ч) )

НС1Г(;.ЛЭП -Тр КЗ

К(1

нягр.лап -tj

Блок 3 вычисления тока фиксирует приращение тока и , поскольку это не самозапуск, то через ty, время работы элемента 50, сигнал подается на отключение выключателя одного конца линии и через систему передатчик - приемник на отключение выключателя другого конца линии,.Одно- должен сработать комплект 69 защиты, который работает аналогично комплекту 68, Благодаря дублирова- нию, повьщ1ается надежность защиты. Аналогично устройство работает при

КЗ на линии. При включении выключатея 6, нагфимер, со стороны системы 62 оперативным персоналом или от АПВ ( до этого линия была полностью отключена) в комплект 68 защиты поступает сигнал, фиксирующий толчок тока, но в этот же момент поступает сигнал из приемника 10 на блокирующий орган 4, и комплект 68 не срабатывает, В омплекте 69 сигнал на блокирующий

°Рган 4 поступает непосредственно с

реле 8 положения.Включено

При срабатывании устройства сигнал должен также поступать на блокироваройство йе может различить включение нагрузки от возникновения КЗ,

Таким образом, устройство обладает высокой чувствительностью к токам КЗ

за трансформаторами ответвлений и правильно работает в других режимах.

Формула изобретения

1 о Устройство для резервной заищ- ты транзитных ЛЭП с ответвлениями от междуфазных коротких замыканий, содержащее измерительные преобразовггте-IQ является первым входом блока вычисли тока и напряжения, блок приращения тока, блокирующий орган, подключенный первым входом к выходу блока приращения тока, а вторым входом к управляющему выходу выключателя линии, исполнительный орган, подключенный входом к выходу блокирующего органа, а выходом к цепи отключения выключателя линии, отличающееся

тем, что, с целью повьшения чувстви- 20 образователя тока в постоянное напря- тельно.сти, в него дополнительно вве- жение подключен через первый замыка- дены канал связи, цередатчик с шестью ющий и размыкающий контакты реле-пов- входами и выходом, подключенным к каналу связи, приемник с шестью вькоторителя рел€; направления мощности соответственно к прямому и инверснодами и входом, подключенным к каналу 25 му входам дифференциального усилите- связи, первый и второй блоки вычисле- ля, выход которого является первым ния тока, первые входы которых под- выходом блока вычисления тока, выход ключены к разным фазам измерительно- цифроаналогового преобразователя под- го преобразователя напряжения, вторые ключен через размыкающий и замыкаю- входы подключены к измерительным пре- зо Щ™ контакты вспомогательного реле

образователям тока соответствуюпщх фаз, третий и четвертый входы первого блока вычисления тока подключены соответственно к третьему и четвертому выходам приемника, третий и четвертый входы второго блока вычисления тока подключены соответственно к пятому и шестому вьгходам приемника, первые выходы первого и второго бло- ,ков вычисления тока подключены соответственно к первому и второму входам блока приращения тока, второй и третий выходы первого блока вычисления тока подключены соответственно к третьему и четвертому входам передатчика, а второй и третий выходы второго блока вычисления тока подключены соответственно к пятому и шестому входам передатчика, второй выход приемника подключен к третьему входу блокирующего органа, первый выход приемника подключен к входу исполнительного органа, первый вход передатчика подключен к выходу исполнительного органа, второй вход передатчика подключен к второму выходу блокирующего органа,

2. Устройство по П.1, о т л и ч а- ю ще е с я тем,что блок вычисления тока

34916

содержит реле направления мощности с релё-новторителем с двумя замыкающими и одним размыкающим контактами, линейный преобразователь тока в постоянное напряжение, цифроанапоговый и аналого-цифровой преобразователи, вспомогательное реле, вход по цепи напряжения реле направления мощности

ления тока, вход по цепи тока реле направления мощности и вход линейного преобразователя тока в постоянное напряжение -ЯВЛЯЮТСЯ вторым входом бло- 15 ка вычисления тока, входы вспомогательного реле и цифроаналогового преобразователя являются соответственно третьим и четвертым входами блока вычисления тока, выход линейного преобразователя тока в постоянное напря- жение подключен через первый замыка- ющий и размыкающий контакты реле-пов-

торителя рел€; направления мощности соответственно к прямому и инверсно5

соответственно к прямому и инверсному входам дифференциального усилителя, выход линейного преобразователя тока в постоянное напряжение подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого является третьим выходом блока вычисления тока, первый зажим второго замьжающего контакта реле-повторителя реле напра- Q вления мощности подключен к источнику

оперативного постоянного напряжения, , второй зажим является вторым выходом блока вычисления тока.

3„ Устройство по п„1, о т л и ч а- 5 ю щ е е с я тем, что блок приращения тока содержит первый, второй и третий измерительные органы одной фазы, входы которых являются первым входом блока приращения тока, подключенные Q выходами соответственно к первым входам первого, второго и третьего элементов ИЛИ, первый, второй и третий измерительные органы второй фазы, входы которых являются вторым .входом 5 блока приращения тока, подключенные выходами соответственно к вторым входам первого, второго и третьего элементов ИЛИ, выходы первого, второго и третьего элементов ИЛИ подключены

13

соответственно к первым входам первого, второго и третьего элементов -, И, первый, второй и третий пусковые органы, подключенные своими входами к первому входу блока приращения тока, а выходами подключенные соответ-- ственно через первый, второй и третий элементы ВРЕМЯ к первому, второму и третьему элементам НЕ, подключенным соответственно к вторым входам первого, второго и третьего элементов И, выходы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему

входам четвертого элемента ИЛИ, под- 15блокирующего органа, второй выход реключенного выходом к входу четверто-ле положения Включено выключателя

го элемента ВРЕМЯ, выход котороголинии является вторьм выходом блокиявляется выходом блока приращения тока.рующего органа выход пятого элемента

4. Устройство по П.1, о т л и ч а-ВРЕМЯ подключен к второму входу четю щ е е с я тем, что блокирующий ор- 2овертого элемента И.

ган содержит реле положения Включено выключателя линии, четвертый элемент И, пятый элемент ВРЕМЯ, первьй вход четвертого элемента И является первым входом блокирующего органа, а выход этого элемента является первым выходом блокирующего органа, вход реле положения Включено выключателя линии является вторым входом блокирующего органа, первый выход реле положения Включено выключателя линии подключен к входу пятого элемента ВРЕМЯ, являющемуся третьим входом

Изобретение относится к релейной защите трехфазных сетей и может быть использовано для защиты транзитных линий с ответвлениями при коротких замыканиях на низком напряжении трансформаторов ответвлений. Целью изобретения является повышение чувствительности. Цель достигается введением в устройство передатчика 11 с шестью входами и выходом, приемника 10, первого 1 и второго 2 блоков вычисления тока. При включении выключателя 6 оперативным персоналом в ком- плект защиты поступает сигнал, что произошел толчек тока, но в этот же момент поступает сигнал из приемника 10 на блокирующий орган 4, Защита срабатывает правильно. 3 з,п.ф-лы, 3 ил. О) с

-Х.

kixir

У

5У

i

tcs

Ж

Лзон

Г

г с

12

-ООН

s.

Редактор НоЛазаренко

Составитель В.Плотников

Техред Л.Сердюкова Корректор И. Муска

Заказ 4832/53Тираж 617Подписное

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