Устройство для блокировки защит от коротких замыканий на землю при неполнофазном режиме на смежном присоединении Советский патент 1987 года по МПК H02H7/28 H02H7/16 

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к ;релейной защите и предназначается для блокирования

устройств защиты и автоматики эле

ментов электрической сети при осуществлении неполнофазного режима на смежном присоединении.

Цель изобретения - повышение селективности к несимметричным режима на присоединении, смежном с защищаемой установкой.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройстваJ на фиг.2 блок-схема первого блока сравнения; на фиг.З - области изменения разнос фаз напряжения прямой и тока нулево последовательностей в условиях короткого замыкания фаз А, В и С.

Устройство содержит защищаемую электроустановку, например линию 1 э лектропередачи, смежную линию 2 в несимметричном режиме, измерительны трансформаторы тока 3 и напряжения 4, фильтр 5 тока нулевой посл едова- тельности, токовую защиту 6 нулевой последовательности, первый .блок 7 сравнения величины разности фаз напряжения прямой и тока нулевой после

довательностей С уставкой, элемент ЗАПРЕТ 8, фильтр 9 напряжения- прямой последовательности, второй блок 10 сравнения величин тока нулевой и напряжения прямой последовательностей с уставкой, второй элемент ЗАПРЕТ 11. Первый блок 7 сравнения содержит фа- зоповоротные цепи 12-14, фазосравни- вающие цепи 15-17 и элемент ИЛИ 18.

На фиг.З приведены области изменения разности фаз напряжения прямой и тока нулевой последовательностей в условиях короткого замыкания А, В и С (линия 2): области 19-21 отключени фаз А, В и С, области 22-24 короткого замыкания на землю фаа В и С, Си А, А и В, области 25-27 соответственно в зависимости от изменения места короткого замыкания на линии и нагрузке неполнофазного режима,

Устройство работает следующим образом.

При возникновении несимметричного . режима - короткого замыкания или отключения фазы на линии 2 - в сети возникает ток нулевой последовательности, величина которого может быть больше уставки резервной последней ступени токовой защиты 6 нулевой пас

g

5

5

0

ледовательности, что может вызвать ее ложное срабатывание в неполнофаз- ном режиме„

Ток нулевой последовательности с выхода фильтра 5, выделяющего составляющую промышленной частоты, поступает на входы токовой защиты 6 нулевой последовательности, первого блока 7 сравнения, определяющего величину разности фаз между напряжением прямой последовательности и током нулевой последовательности, и второго блока 10 сравнения, определяющего величины напряжения прямой и тока нулевой последовательностей. На вторые входы блоков 7 и 10 сравнения подается напряжение прямой последовательности с выхода фильтра 9 напряжения прямой посхгедовательности. Первый блок 7 сравнения состоит из фазопово- ротной цепи 12, с помощью которой учитываются условия работы конкретной защищаемой линии, фазоповоротных цепей 13 и 14, каждая из которых реализует поворот на их вход переменной электрической величины тока нулевой последовательности на угол 120°С, фа- зосравнивающих цепей 15-17 и трех- входового элемента ИЛИ 18,

Определение разности фаз напряжет ния прямой и тока нулевой последовательностей осуществляется в трех каналах фазосравнивающими цепями, напряжение прямой последовательности с выхода фильтра 9 подается через фазоповоротную цепь 12 во всех трех каналах на первые входы фазосравнива- ющих цепей 15-17. Ток нулевой последовательности с выхода фильтра 5 тока подается на второй вход фазосрав- нивающей цепи 15 первого канала и на вход фазоповоротной цепи 13 второго канала, выход которой соединен с вторым входом второй фазосравнивающей цепи 16. Выход второй фазоповоротной цепи 13.(Подключен к входу третьей фазоповоротной цепи 14 в третьем канале i, с ее выхода ток нулевой последовательности, развернутый на 240 , поступает на второй вход фазосравнивающей цепи 17 третьего канала. Все три фазосравниваю1чие цепи сравнивают разность фаз напряжения прямой и тока нулевой последовательностей с

уставкой, которая характеризует рабочую зону устройства, величина которой выбирается из условия работы линии в неполнофазном режиме при передаче мощности по двум фазам, причем величина мощности изменяется в заданном диапазоне, определяемом требованиями, которые предъявляются при обосновании необходимости неполнофазног режима.

Таким образом, блок 7 измеряет разность фаз напряжения прямой последовательности и тока нулевой последовательности, причем ток последней в первом канале учитывается без фазового сдвига, во втором канале - со сдвигом 120 , в третьем канале блока 7 - со сдвигом 240 , и сравнение полученных величин с уставками производится рабочими зонами 22-24 в трех каналах схемы соответственно. Выходы фазосравнивающих цепей 15-17 подключены к входам элемента ИЛИ 18 и блока 7, выход которого является выходом первого блока 7 сравнения. При попадании измеряемых разностей фаз в указанные Области. с выхода блока 7 выдается сигнал на блокирование защит, который через второй элемент ЗАПРЕТ 11 подается на второй вход первого элемента ЗАПРЕТ 8 и блокирует выдачу сигнала на отключение линии. В качестве опорного сигнала для измерения контролируемой разности фаз выбрано напряжение прямой последовательности, как составляющая, фаза которой подвержена наименьшим изменениям во всех несимметричных режимах.

В случае однофазного короткого замыкания на фазах А, В или С измеряемая разность фаз попадает в области 19 или 20, или 21. Значение разности фаз определяется местопч ложением точки короткого замыкания и поврежденной фазой, при этом сигнала на блокирование защиты 6 не вырабатывается и последняя осуществляет функции резервирования.

В случае неполнофазного режима на смежной линии 2 фаза тока нулевой последовательности изменяется на угол, близкий к 90°, при этом измеряемая разность фаз попадает в области 22 или 23, или 24. Значение разности фаз определяется величиной передаваемой мощности по неполнофазной линии и отключенной фазой. При условии попадания разности фаз в одну из указанных областей блок 7 сравнения вырабатывает сигнал, который поступает через элемент ЗАПРЕТ 11 на элемент ЗАПРЕТ 8, где блокирует прохождение

0

5

0

сигнала на отключение защищаемой установки, который вырабатывается зап1И- той 6.

В случае двухфазного короткого замыкания на землю измеряемая разность фаз попадает в области 25 или 26, или 27 при коротком замыкании фаз на землю - ВС, СА и АВ соответственно. Из диаграммьЕ (фиг.З) видно, что области 22 и 27 и соответственно остальные перекрываются, при этом возможно ложное локирование защиты 6. Исключить прохождение сигнала на блокирование защиты 6 позволяет второй элемент ЗАПРЕТ 1 1 , на второй вход которого по- дается сигнал с выхода второго блока 10 сравнения, в котором вырабатывает- . ся сигнал, если напряжение прямой последовательности оказывается меньще уставки, выбранной из условия двухфазного короткого замыкания на шинах удаленного конца линии 2, а ток нулевой последовательности больше устав- g ки, выбранной из условия максимального нагрузочного неполнофазного режима несимметричной линии 2. Использование модулей тока нулевой и напряжения , прямой последовательностей для исключения ложного срабатывания предлагаемого устройства возможно в условиях, когда в системе допускается неполно- фазный режим на отдельных, заранее выбранных -линиях электропередачи.

При этом сигнал с выхода блока 10 поступает на второй вход элемента ЗАПРЕТ -11 и запрещает прохождение блокирующего сигнала, чем и обеспечива-- ется достижение поставленной цели.

Устройство может быть использовано для автоматической блокировки защит и автоматики участков электрической сети при использовании неполнофазного режима линии электропередачи, входящей в эту сеть.

Устройство обеспечивает необходимую селективность и надежность вводимой блокировки, тем самым предотвращает развитие системной аварии.

При использовании предлагаемого устройства отпадает необходимость вмешательства оперативного персонала в работу релейной защиты при организации неполнофазных режимов. Кроме того , автоматический ввод блокировки защит создает условия для использования неполнофазных режимов без предварительного отключения линии в целях ликвидации однофазных (устойчивых) коротких замыканий, что в свою оче0

5

0

5

0

5

редь приводит к уменыйению объема отключаемых потребителей в ходе ликви- аварии.

Формула изобретения

Устройство для блокировки защит от коротких замыканий на землю при неполнофазном режиме на смежном присоединении, содержащее в каждой фазе трансформатор тока, выходы трансформаторов Тока подключены к входу фильтра тока нулевой последовательности, выход которого подключен к первому входу блока сравнения и к входу блока токовой защиты нулевой последовательности, выход которого через элемент ЗАПРЕТ соединен с выключателем защищаемой установки, отличающееся тем, что, с целью повышения

селективности к несимметричным режимам на присоединении, смежном с защищаемой установкой, в него дополнительно введены фильтр напряжения прямой последовательности, подключенный к установке через измерительный трансформатор напряжения, второй блок сравнения и второй элемент ЗАПРЕТ, причем выход фильтра напряжения прямой последовательности подключен к вторым входам первого и второго блоков сравнения, к первому входу второго блока сравнения подключен выход фильтра тока нулевой последовательности, а выход второго блока сравнения подключен к запрещающему входу второго элемента ЗАПРЕТ, первый вход которого подключен к выходу первого .блока сравнения, а выход - к запрещающему входу первого элемента ЗАПРЕТ.

Фи.г

23

Редактор И.Горная

Составитель б.Муратов Техред А. Кравчук

Заказ 5708/51Тираж 618Подписное

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

Фиг.

Корректор И.Муска

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для релейной защиты электроустановок. Цель изобретения - повышение селективности к несимметричным режимам на присоединении, смежном с защищаемой установкой. В случае неполнофазного режима на смежной линии 2 фаза тока нулевой последовательности изменяется на угол, близкий к 90 , при этом измеряемая разность фаз попадает в одну из областей короткого замыкания фаз. Значение разности фаз определяется величиной передаваемой мощности по неполнофазной линии и отключенной фазой. При условии ..попадания разнос- сти фаз в одну из указанных областей блок сравнения 7 вырабатывает сигнал, который поступает через второй элемент ЗАПРЕТ 11 на первый элемент ЗА ПРЕТ 8, где блокирует прохождение сигнала на отключение, вырабатываемого токовой защитой 6 нулевой последовательности. Устройство обеспечивает необходимую селективность и надежность вводимой блокировки, тем самым предотвращает развитие системной аварии. -3 ил. I (Л На отн/1 5/1 СлЭ СП со w Rit. f