Устройство для продольной дифференциальной защиты коротких линий электропередач с многосторонним питанием Советский патент 1987 года по МПК H02H3/30 

1

Изобретение относится к технике релейной защиты линий, в частности к « стройствам, реагирующим на фазовый сдвиг между токами по концам за- g щищаемых линий, и предназначено для использования в качестве основной защиты от всех видов коротких замыканий воздушных или кабельных линий электропередач с многосторонним пита- 10 нием напряжением 35-220 кВ,

Цель изобретения - расширение диапазона длин защищаемых линий электропередач путем повышения селектив- HocfH функционирования.

На фиг. 1 и 2 приведены принципиальные схемы предлагаемого устройства соответственно по цепям переменного (фиг. 1) и оперативного постоянного (фиг. 2) тока.

Устройство продольной дифференциальной защиты коротких линий электропередач (ЛЭП) с многосторонним питанием содержит на каждом питаюп1ем конце линии измерительные трансформаторы 1 тока, устанавливаемые в фазах автоматического выключателя 2 ЛЭП, полукомплект 3 продольной дифференциальной защиты, вспомогательные провода 4, блокирующее реле 5 и дополнительные вспомогательные провода 6, заведенные шлейфом на все питающие концы линии. В первом полукомплекте установлен также питаемьй

13561052

личество витков; стабилизатор 12 напряжения, подключенный к выводам обмотки трансформатора 11, содержащей большее количество витков, дифференциальное реле 13 с тормозной токовой обмоткой и рабочей обмоткой напряжения, включенными к диагонали первого и второго диодных мостов 14, соединенных последовательно и подключенных к выводам обмотки трансформатора 11, содержащей меньшее количество витков, и изолирующий трансформатор 15 с одной первичной и двумя вторич15 ными обмотками. Первичная обмотка изолирующего .трансформатора 15 подключена параллельно входам второго диодного моста 14. Два первьгх разноименных конца вторичных обмоток транс20 форматора 15 подключены к вспомогаг,- тельным проводам 4, два других их разноименных конца - к разделительному конденсатору 16 и к обмотке реле

17контроля исправности вспомогатель- 25 ных проводов 4, которая в первом полукомплекте 3 связана с устройством

18питания цепей контроля вспомогательных проводов 4, вход которого подключен к трансформатору 7 напряжения .

К источнику оперативного постоянного тока каждого полукомплекта 3 через последовательно соединенные замыкающие первый контат 19 дифферен30

от трансформатора 7 напряжения источ- 35 ЦИ ьного реле 13, контакт 20 блоки- ник 8 питания уЬтановленных во всех рующего реле 5 и контакт 21 реле 17

контроля исправности вспомогательных проводов 4 подключена обмотка выходного реле 22, контакт которого включен в цепь отключения соответствующего автоматического выключателя 2. Обмотки блокирующих реле 5-и вторые замыкающие контакты 23 дифференостальных полукомплектах блоков 9 контроля исправности дополнительных вспомогательных проводов 6, действующих на сигнал при обрыве проводов 6 или при их замыкании на землю.

40

Каждьш полукомплект 3 продольной дифференциальной защиты содержит цепи переменного и оперативного постоянного тока. Цепь переменного тока (фиг. 1) включает в себя подключенный входами к вторичным обмоткам измерительных трансформаторов 1 тока комбинированньш фильтр 10 составляющих тока прямой и обратной последовательностей, суммируемых геометрически с коэффициентом К преобладания последней ; промежуточный трансформатор 11 с одной первичной,подключенной к выходу фильтра 11 и двумя вторичными обмотками, включенными последовательно по автотрансформаторной схеме и содержащими различное коциальных реле 13 всех полу омплек. тов соединены последовательно между

5 „

собой с помощью дополнительных вспомогательных проводов 6 и подключены к источнику оперативного постоянного тока первогр полукомплекта 3..

50 Во всех, за исключением первого, полукомплектах блоки 9 контроля исправности дополнительных вспомогательных проводов 6 подключены параллельно цепи из последовательно

gg включенных обмоток блокирующего реле 5 и второго замыкающего контакта 23 дифференциального реле соответствующего полукомплекта. Источник 8 питания переменного тока указанных блоциальных реле 13 всех полу омплек. тов соединены последовательно между

5 „

собой с помощью дополнительных вспомогательных проводов 6 и подключены к источнику оперативного постоянного тока первогр полукомплекта 3..

50 Во всех, за исключением первого, полукомплектах блоки 9 контроля исправности дополнительных вспомогательных проводов 6 подключены параллельно цепи из последовательно

gg включенных обмоток блокирующего реле 5 и второго замыкающего контакта 23 дифференциального реле соответствующего полукомплекта. Источник 8 питания переменного тока указанных блоков подключен к дополнительным вспомогательным проводам 6 через размыкающие контакты 24 дифференциального реле 13 первого полукомплекта.

. Устройство работает следующим образом.

При нормальном режиме работы ЛЭП (например, с трехсторонним питанием) на выходе устройства 18 питания первого полукомплекта 3 формируется выпрямленный ток для последовательной цепи из обмоток ,реле 17 и вторичных обмоток изолирующих трансформаторов 15 всех комплектов, а на выходе источника 8 питания формирутся однофаз ньш-переменный ток для последовательной цепи из дополнительных вспомогательных проводов 6 и из блоков 9 контроля на втором и третьем концах линии.

При неисправностях проводов 4 (обрыв или металлическое замыкание между жилами этих проводов ) срабатывает реле 17, блокирующее цепь питания выходного реле 22. При неисправностях проводов 6.(обрыв, замыкание между проводами, замыкание на землю) срабатывают блоки 9 контроля этих проводов.

При внешних к.з. вследствие того, что на одном из концов линии первичный ток сдвинут примерно на 180° относительно токов друх других концов, напряжение на выходе фильтра 10 этого конца противоположно по фазе напряжению фильтров с двух других концов-. Таким образом, при исправных проводах 4 по ним протекает большой ток и то место на проводах, где напряжение близко к нулю-, сдвинуто к концу линии с противоположной фазой напряжения фильтра. Обычно таким концом являетс я тот, что ближе к месту внешнего к.з. -Поскольку при работе стабилизаторов 12 напряжение на выходе этого фильтра всегда ниже суммы напряжений фильтров двух других концов, точка нулевого напряжения сдвинута в сторону полукомплекта с. противоположной фазой, а рабочая обмотка реле 13 этого конца линии оказывается зашунтированной малым сопротивлением, равным омическому сопротивлению участка проводов 4 между комплектом 3 защиты и точкой нулевого напряжения между проводами 4. Поэтому сопротивление, измеряемое дифференциальным реле 13, оказывается

значительно ниже сопротивления его срабатывания и. оно размыкает свои контакты в цепи реле 22 и в цепи, (- соединяющей все обмотки блокирующих реле 5. В зависимости от конкретного соотношения величин первичных токов на двух концах линии их реле 13 могут находиться и в замкнутом, и в

0 разомкнутом состоянии. Но независимо от состояния этих реле цепь блокирующих реле 5 разомкнута контактом реле 13 первого конца ЛЭП. Поэтому на всех -трех концах ЛЭП цепи питания

5 реле 22 разомкнуты замыкающими контактами 20 блокируюш;их реле 5, чем и обеспечивается селективная отстройка защиты всех концов при внешних к.з. При повреждении на защищаемой

0 линии правильная работа защиты определяется чувствительностью реле 13. При к.з. в режиме одностороннего питания чувствительность реле 13 минимальная, а напряжения на приемных

В сторонах фильтров равны 0. Поэтому рабочая обмотка реле 13 с питающего конца оказывается зашунтированной большим сопротивлением, равным геометрической сумме сопротивлений к.з,

0 трансформатора 15 и проводов 14 этого конца и параллельно сложенных цепей двух других концов, а сопротивление каждой из цепей определяется суммой сопротивлений проводов 4,

5 трансформаторов 11 и 15, реле 13 и входного сопротивления фильтра 10. Все эти сопротивления велики, поэтому результирующее сопротивление, измеряемое реле 13 питающего конца,

Q значительно превосходит сопротивление срабатывания этого реле.

Сопротивления на зажимах реле 13 полукомплектов 3 с приемной стороны равны геометрической сумме сопротивлений тормозной обмотки реле 13, трансформатора 11 и входного сопротивлений тормозной обмотки реле 13, трансформатора 11 и входного сопротивления фильтра 10 и тоже превосходят сопротивления срабатывания реле 13. Поэтому реле 13 с приемных сторон тоже срабатывает.

Таким образом, как в режиме трехстороннего, так и в режиме одностороннего питания линии обеспечивается четкое срабатывание всех дифферен- диальных реле при внутренних к.з.

При срабатывании дифференциальных реле 13 всех полукомпле1 гов замыкают5

0

513

ся контакты 23 этих реле в цепи питания блокирующих реле 5, вызывая их срабатывание. При этом в каждом полукомплекте образуется цепь питания выходных реле 22 через замкнутые контакты 19, 20 и 21. При срабатывании выходных реле подается сигнал на отключение автоматических выключателей 2 всех питающих концов.

Таким образом, за счет включения в цепь выходного реле каждого полукомплекта замыкающего контакта блокирующего реле, обмотка которого соединена через замыкающий контакт дифференциального реле последовательно с обмотками блокирующих реле других полукомплектов, првьшается селективность несрабатывания защиты при внешних К.З., что позволяет расширить диапазон длин защищаемых линий.

Формула изобретения

1 . Устройство для продольной диф-1 ференциальной защиты коротких линий электропередач с многосторонним питанием, содержащее на каждом питаю- щем конце измерительные трансформаторы тока, устанавливаемые в фазах автоматического выключателя, и полукомплект продольной дифференциальной защиты, состоящий из цепей переменного и оперативного постоянного тока, первая из которых образована вторичными обмотками трансформаторов тока, подключенными к входам комбинированного фильтра геометрической суммы составляющих токов прямой и обратной последовательностей, выход которого функционально связан с рабочей И тормозной обмотками дифференциального реле и с первичной обмоткой изолирующего трансформатора, имеющего две вторичные обмотки, два первых

разноименных конца которых связаны с .соединяющими все полукомплекты вспомогательными проводами, два других их разноименных конца подключены к разделительному конденсатору и к

5

0

обмотке реле контроля исправности вспомогательных проводов, которая в первом полукомплекте связана с блоком питания цепей контроля вспомогательных проводов, цепь оперативного постоянного тока каждого полукомплекта включает источник оперативного постоянного тока, к которому через последовательно включенные замьжаю- щие первый контакт дифференциального реле и контакт реле контроля исправности вспомогательных проводов данного полукомплекта подключена обмотка выходного реле, контакт которого включен в цепь отключения автоматического выключателя, отличающее- с я тем, что, с целью расширения диапазона длин защищаемых линий электропередач путем повьшения селективности функционирования, в цепь постоянного тока каждого полукомплекта дополнительно введено блокирующее реле, замыкающий контакт которого

5 включен в цепь обмотки выходного реле данного полукомплекта последовательно с упомянутыми контактами этой цепи, при этом обмотки блокирующего реле и вторые замыкающие контакты

0 дифференциальных реле всех полуком- плектов соединены последовательно между собой с помощью дополнительных вспомогательных проводов и подключены к источнику оперативного постоянного

5 тока первого полукомплекта.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, в каждый, за исключением первого, полукомплект дополнительно введен блок контроля

0 исправности дополнительных вспомогательных проводов, подключенньй параллельно упомянутой цепи из последовательно включенных обмотки блокирующего реле и второго замыкающего кон45 такта дифференциального реле, при этом источник питания переменного тока указанных блоков расположен в первом полукомплекте и подключен к дог полнительным вспомогательным лроводам,

Q размыкающие -контакты дифференциального реле первого полукомплекта.

фиг. Г

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите. Цель изобретения - расширение диапазона длин защищаемых линий электропередач путем повышения селек- тивности функционирования. Это достигается тем, что в цепь выходного реле каждого полукомплекта 3 введен з амыкающий контакт 23 блокирующего реле 5, обмотка которого соединена через замыкающий контакт дифференциального реле последовательно с обмотками блокирующих реле других полукомплектов, за счет чего повышается селективность несрабатывания защиты при внешних к.з. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. i СЛ с ел ОЭ сл