(21)4084736/2Д-07
(22)14.06.86
(46) 07.01.88. Бюл. № 1
(71)Сибирский научно-исследовательский институт энергетики
(72)А.А.Калюжный, М.Л.Левннштейн, А.П.Шибанов и М.И.Хорошев
(53)621.316.925 (088.8)
(56) Авторское свидетельство СССР № 515201, кл. Н 02 Н 3/16, 1976.
Богорад A.M., Назаров Ю.Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах. - М.: Энергия, 1969, с.248-275.
Авторское свидетельство СССР № 744837, кл. Н 02 Н 7/26, .. Н 02 Н 3/34, 1980.
(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Б НЕПОЛНОФАЗНОМ РЕЖИМЕ
(37) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите линий электропередач. Цель изобретения - повышение чувствительности защиты ко всем видам коротких замыканий на неполнофазной линии и обесг печение функций дальнего резервирования и селективности защиты при повреждениях на смежных присоединениях. Работа устройства основана на измерении токов обратной и нулевой последовательности и фазных активных мощностей линии. Сигнал на отключение неполнофазной линии вьвдается при превьш1ении суммы измеренных токов величины уставки либо при превышении величины уставки отношения разности фазных мощностей к их сумме. Функции дальнего резервирования и селективная работа основаны на измерении разности фаз напряжения обратной последовательности линии и на измерении разности векторов токов нулевой последовательности в линии и в примыкающем автотрансформаторе.
.2 ил.
§
(Л
Изобретение относится к электротехнике , в частности к релейной защи-- те и автоматике линий электропередачи, на которых предусмотрены однофазное автоматическое повторное включение (САПВ и длительные (минутные и часовые) неполнофазовые режимы.
Цель изобретения - повьшение чувствительности защиты ко всем видам коротких замыканий на неполнофазной линии и обеспечение функции дальнего резервирования и селективности защиты при повреждениях на смежных присоединениях.
На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 - выполнение коммутирующего блока.
На схеме обозначены шины 1 подстанции защищаемой воздушной линии ВЛ) с включенным в нее выключате.- лем 2, защищаемая линия 3 электрого подключен к второму входу су тора 10.
Суммирующий выход сумматора подключен к второму входу комму рующего блока 12, к третьему вх которого подключен выход суммат 13. Сумматор 13 предназначен дл лучения суммы токов нулевой и
10 ной последовательностей, и его подключены к выходам фильтров б тока нулевой и обратной последо тельностей соответственно. Выхо ка 12 подключен к входу элемент
15 И 14, к второму входу которого ключен выход блока 8.
Блок-схема устройства содер смежную с защищаемой линию 15 ропередачи, трансформатор или трансформатор 16, подключенный нам, к которым подключается та трансформатор 17 напряжения, к ричной обмотке которого подклю
20
передачи, в которую включаются транс- 25 фильтр -18 напряжения обратной
го подключен к второму входу сумма- тора 10.
Суммирующий выход сумматора 10 подключен к второму входу коммутирующего блока 12, к третьему входу которого подключен выход сумматора 13. Сумматор 13 предназначен для получения суммы токов нулевой и обратной последовательностей, и его входы подключены к выходам фильтров б и 7 тока нулевой и обратной последовательностей соответственно. Выход блока 12 подключен к входу элемента
И 14, к второму входу которого подключен выход блока 8.
Блок-схема устройства содержит смежную с защищаемой линию 15 элект-. ропередачи, трансформатор или автотрансформатор 16, подключенный к шинам, к которым подключается также трансформатор 17 напряжения, к вторичной обмотке которого подключен
форматоры 4 тока линии и трансформаторы 5 напряжения линии, первый фильтр 6 тока нулевой последовательности предназначен для вьщеления тока нулевой последовательности защищаемой линии и подключен к трансформаторам тока 4, к .которым подключен также фильтр 7 тока обратной последовательности, предназначенный для выделения тока обратной последовательности линии. Блок 8 выявления неполнофазного режима предназначен для фиксации неполнофазного режима . на защищаемой ВЛ. Релейный орган 9 с круговой характеристикой срабатывания в комплексной плоско сти подводимых к нему величин с центром в начале координат предназначен для определения отношения разности мощностей неотключенных фаз линии к их сумме и сравнения полученного значения с уставкой, может быть вьшолнен на базе реле сопротивления с круговой характеристикой, входы которого через сумматор 10 соединены с выходами датчика 11 фазной активности мощности, а выход релейного органа 9 подключен к входу коммутирующего блока 1 2. Сумматор 10 предназначен для по.- лучения суммы и разности активных мощностей неотключенных фаз неполно- фазной линии. Выбор неотключенных фаз осуществляется блоком 8 выявлени неполнофазного режима, выход которопоследовательности, служащий для выделения напряжения обратной послег довательности,измеренного на шинах защищаемой линии.
5
Трансформатор 19 тока в .цепи трансформатора 16 подключен к второму фильтру 20 тока нулевой последовательности, к выходу которого подключен третий сумматор 21. Сумматор 21 служит для определения суммы токов нулевой последовательности защищаемой линии и трансформатора 16, его второй вход подключен к фильт0 РУ 6. Второй релейный орган 22 сЛу- жит для определения разности фаз между напряжением, обратной последовательности на шинах 1 и током обратной последовательности защищаемой
5 линии 3, его входы подключены к
выходам фильтров 18 и 7. Выходы сумматора 21 и релейного органа 22 подключены к входам элемента ИЛИ 23. Выходы элемента ИЛИ 23 и блока 8 . подключены к входам второго элемента И 24. Выход первого элемента И 14 подключен к управляющему входу элемента ЗАПРЕТ 25, а выход второго элемента И 24 подключен к блокирую5 щему входу элемента ЗАПРЕТ 25 и к реле 26 времени. Коммутирующий блок 12 предназначен для организации правильной работы устройства в условиях изменения передаваемой по непол0
нофазной линии мощности. Блок 12 состоит из трех реле 27 - 29 (фиг.2
Первым выходом коммутирующего блока является обмотка реле 27 вторым входом - реле 28, третьим - реле 29, выходом блока является выход контактной группы этих реле.
Реле 27 срабатьшает при превьше- нии суммы мощностей двух неотключенных фаз значения уставки и подключает своим замыкающим контактом 30 контакты ЗГ реле 28 к выходу коммутирующего блока. Если измеряемая сумма меньше уставки, то реле 27 не срабатывает и размыкающим контактом 32 подключает к выходу коммутирующего блока контакты 33 реле 29, Реле 28 срабатьюает при превышении выходной величиной релейного органа 9 L значения уставки .L Реле 29 срабатьшает при превышении выходной величиной сумматора 13 значения L
Устройство работает следующим образом.
При возникновении неполнофазного режима выявления неполнофазного режима 8 блок подает сигнал на первый вход элемента И 14, Фазные токи от измерительных трансформаторов тока 4 поступают на входы фильтра 6 тока нулевой последовательности, фильтра 7 тока обратной последовательности и датчика 11 фазных активных мощностей, на второй.вход которого поступают напряжения от измерительных трансформаторов напряжения 5
Токи l и 1 ° поступают от фильтров 7 и 6 на входы сумматора 13.
Блок 13 формирует величину I которая поступает с выхода блока 13 на первый вход коммутирующего блока 12, где сравнивается с уставкой Iiicr реле 29, Фазные мощности Рд ,Р и Р, с выходов датчика 1 1 фазных мощностей поступают на входы сумматора 10. Контактами реле блока выявления неполнофазного режима к первому сумматору 10 подключаются датчики активньк мощностей неотключенных фаз линии.
Если отключена, например, фаза А, то реле блока 8 коммутируют входы сумматора 10 таким образом, что по- следнир (Нормирует величины /Р PC/ и /Рр- PC/ ,, которые с выходов сумматора 10 поступают на входы релейного органа 9. Сигнал с выхода сумматора
65220
1 О поступает на второй вход комму- тирзлощего блока 12, Релейный орган 9, имеющий круговую характеристику f срабатьюания с радиусом L ист выра- батьшает сигнал при превышении отношения |РВ- Рс//ЛРв PC/величины L (JCT Логический сигнал с выхода блока 9 поступает на третий вход ком10 мутирующего блока 12, Блок 12 работает следующим образом. Если сумма /Рц + , то реле 27 не срабатьшает и размыкающим контактом реле 32 подключает к второму входу
15 элемё нта И 14 логический сигнал, поступающий через контакт 31, замькаю- щийся при поступлении сигнала с выхода первого релейного органа 9,
Если сумма /Р + PC / Рцсг °
20 реле 27 срабатьюает и подключает за- мьжающим контактом 30 к второму входу элемента И 14 логический сигнал, : поступающий через контакт 33 реле 29, замыкающийся при превьш1ении вы25 ходкого сигнала второго сум атора 13 Ig- значения уставки IUCT- возникновении повреждения на ли ш, ра- ботающей в неполнофазном режиме, на выходах сумматора 13 и релейного ор30 гана 9 появляются сигналы, поступающие в коммутирующий орган 12, который в зависмости от величины передавае мой мощности по неотключенным фазам - подключает к второму входу элемента
25 И 14 логический сигнал, свидетельствующий либо о выполнении условия L - L ucr либо о вьтолнении условия 1 -«ст- В результате на выходе элемента И 14 появляется сигнал,
40 поступающий через элемент ЗАПРЕТ 25 в цепи трехфазного отключения выключателя 2, и линия 3 отключается тремя фазами.
Если на линии 3, работающей двумя
45 фазами, нет коротких замыканий, то сигналов с выходов блока 9 и 13 не поступает, так как «с lucr чст На выходе элемента И 14 сигнал отсутствует, и выключатель 2 линии 3 ос50 тается включенным двумя фазами.
При возникновении повреждения н а смежной линии 15 устройство работает следующим образом.
Сигнал о неполнофазном режиме с
55 первого выхода блока выявления не- полнофазового режима 8 поступает на второй вход второго элемента И 24. Ток нулевой последовательности автотрансформатора I6 поступает от трансформатора тока 19 через второй : фильтр тока нулевой последовательности 20 на первый вход третьего . сумматора 21, на второй вход которого поступает ток нулевой последова- тельности линий с выхода первого фильтра 6. Сумматор 21 формирует величину I 1дт - К1(, которая с хода сумматора 21 поступает на первый, вход элемента ИЛИ 23. Направление обратной последовательности, измеренное на шинах 1, поступает от трансформатора 17 напряжения через фильтр 18 напряжения обратной последовательности на первый вход второго релейного органа 22, на второй вход которого поступает ток обратной последовательности неполнофазной линии с выхода фильтра тока обратной последовательности 7. Релейный орган 22 измеряет угол ср между и и . Если угол tf не находится в диапазоне 72,5-117,5°, сигнал с выхода блока 22 поступает на второй вход элемента ИЛИ 23,
При поступлении сигнала хотя бы на один вход элемента ИЛИ 23 с выхода элемента ИЛИ 23 сигнал поступает на первый вход второго элемента И 24. Если сигналы поступили на оба входа второго элемента И 24, то с выхода элемента 24 поступают сигналы на отключение трех фаз выключателей 2 через реле 26 времени и на блокирующий вход элемента ЗАПРЕТ 25.
Если на линии 15 нет коротких замыканий, то сигналов с выходов блоков 21 и 22 не поступает, так как I IUCT ,а угол (f находится в диапазоне углов 80-110°.
При возникновении повреждения на примыкающей линии 15 хотя бы на один вход элемента ИЛИ 23 поступает сигнал, выявляющий указанное повреждение . Если при этом линия 3 работает двумя фазами, то сигнал на отключение выключателя 2 тремя фазами с.выхода второго элемента И 24 поступает на вход реле времени 26. реле времени 26 выбирается из условия по времени от работы защиты ВЛ 15 и может быть принята равной времени срабатьтания последней ступени ТЯНИ и дистанционной защиты (3-4 с). Одновременно сигнал с выхода второго элемента И 24 поступает на блокирующий вход элемента ЗАПРЕТ 25. При этом исключается несе1365220
лективная работа устройства при возникновении двухфазных к.з. на линии 15. Выключатель 2 отключается тремя фазами через указанную выдерж- ку времени.
Эффективность предлагаемого изобретения определяется повьшением на- д дежности работы комплекса защит и автоматика линий, на которых предусмотрены ОАПВ и длительные неполнофазные режимы.
15
Формула изобретения
35
Устройство для релейной защиты от коротких замыканий линии электропередачи в неполнофазном режиме, со2Q держащее блок выявления неполнофаз- ного режима, фильтры тока обратной и нулевой последовательностей, с выводами для подключения к трансформаторам тока линии, первьй элемент
25 И, к первому входу которого подключен ,выход блока выявления неполно- фазного режима, релейный орган с круговой характеристикой срабатьша- ния в комплексной плоскости подве30 денных к нему величин, отличающееся тем, что, с целью повьше- ния чувствительности защиты ко всем видам коротких замыканий на неполнофазной линии и обеспечения функций дальнего резервирования и селективности защиты при повреждениях на смежных присоединениях, в него дополнительно введены датчик фазных активных мощностей линии, три сумматора,
4Q второй релейный орган, коммутирующий блок, элементы ИЛИ, ЗАПРЕТ, реле времени, второй элемент И, фильтр напрят жения обратной последовательности, подключенный к измерительному транс45 форматору напряжения с вьшодами для подключения к шинам линии, второй фильтр тока нулевой последователь- , подключенный входом к измерительным трансформаторам тока хотя бы одного трансформатора или автотрансформатора, с вьюодами для подключения к шинам защищаемой линии, причем датчик фазных активных мощностей имеет вьшоды для подключения к трансформаторам тока линии и к трансформаторам напряжения линии, выходом - к первому входу первого сумматора, к второму входу которого подключен второй выход блока выявления неполно50
55
Эффективность предлагаемого изобретения определяется повьшением на- дежности работы комплекса защит и автоматика линий, на которых предусмотрены ОАПВ и длительные неполнофазные режимы.
15
Формула изобретения
5
Устройство для релейной защиты от коротких замыканий линии электропередачи в неполнофазном режиме, соQ держащее блок выявления неполнофаз- ного режима, фильтры тока обратной и нулевой последовательностей, с выводами для подключения к трансформаторам тока линии, первьй элемент
5 И, к первому входу которого подключен ,выход блока выявления неполно- фазного режима, релейный орган с круговой характеристикой срабатьша- ния в комплексной плоскости подве0 денных к нему величин, отличающееся тем, что, с целью повьше- ния чувствительности защиты ко всем видам коротких замыканий на неполнофазной линии и обеспечения функций дальнего резервирования и селективности защиты при повреждениях на смежных присоединениях, в него дополнительно введены датчик фазных активных мощностей линии, три сумматора,
Q второй релейный орган, коммутирующий блок, элементы ИЛИ, ЗАПРЕТ, реле времени, второй элемент И, фильтр напрят жения обратной последовательности, подключенный к измерительному транс5 форматору напряжения с вьшодами для подключения к шинам линии, второй фильтр тока нулевой последователь- , подключенный входом к измерительным трансформаторам тока хотя бы одного трансформатора или автотрансформатора, с вьюодами для подключения к шинам защищаемой линии, причем датчик фазных активных мощностей имеет вьшоды для подключения к трансформаторам тока линии и к трансформаторам напряжения линии, выходом - к первому входу первого сумматора, к второму входу которого подключен второй выход блока выявления неполно0
5
фазного режима, первый выход первого сумматора подключен к первому входу первого релейного органа, второй выход - к второму входу первого релейного органа и первому входу коммутирующего блока, вькод которого подключен к второму входу первого элемента И, выход первого фильтра тока нулевой последовательности подключен к первым входам второго и третьего сумматоровj выход фильтра тока обратной последовательности подключен к первому входу второго релейного органа и второму входу второго сумматора, выход фильтра напряжения обратной последовательности подключен к второму входу второго релейного органа, вькод второго фильтра тока нулевой последовательности подключен к второму входутретьего сумматора, выход второго сумматора подключен к третьему входу коммутирующего блока, выходы третьего сумматора и второго релейного органа подключены к входам элемента ЦЛИ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, к второму
д входу которого подключен первый выход блока выявления неполнофазного режима, выход второго элемента И подключен к входу реле времени и запрещающему входу элемейта ЗАПРЕТ, к логическому входу которого подключен выход первого элемента И, а выходы элемента ЗАПРЕТ и реле времени подключены к цепям трехфазного отключения выключателя защищаемой линии и являются выходами уст- ройства.
5
0
На amffj. ,ая 2 (puti
27 блока /-PXJ 5f0-П- 28 &/fo/(a 9 -f-. 0 П |Лл
S/fo/m /J/ 0.-..-iJf ЗО
т
д
Риг. 2
