Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите электроэнергетических систем, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1201951.
Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения работы защиты при двойных замыканиях на землю до и после сдвоенного реактора.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема и токовые цепи устройства защиты от двойных замыканий на землю сдвоенного реактора с токовыми измерительными органами, выполненными на максимальных реле тока; на фиг. 2 - структурная схема устройства защиты от двойных замыканий на землю за разными ветвями, а также до и после сдвоенного реактора, действующей
на присоединения одной ветви сдвоенного реактора, на логических элементах; на фиг. 3 - структурная схема устройства защиты от двойных замыканий на землю до и после сдвоенного реактора, действующей на присоединения другой ветви, на логических элементах; на фиг. 4 - принципиальная электрическая схема устройства защиты от двойных замыканий на землю сдвоенного реактора с реализацией логических операций на контактах электромеханических реле; на фиг. 5 - токораспределение при двойном замыкании на землю до и после одной ветви сдвоенного реактора, на Фиг. 6 - то же, но за двумя ветвями одного сдвоенного реактора; на фиг. 7 - то же, но за ветвями двух сдвоенных реакторов на фиг. 8 - схема замещения для определения
тока короткого замыкания через одну из обмоток одинарного реактора при двойном замыкании на землю до и после реактора.
Устройство (фиг 1-3) содержит сдвоенный реактор 1, фильтры 2-3 токов нулевой последовательности на выводе каждой ветви, к которым подключены реле 4 и 5 тока, фильтры 6-11 токов нулевой последовательности и подключенные к ним реле 12- 17 тока на отходящих линиях 18-23, присоединенных к обеим ветвям, элементы И 24 и 25 с тремя входными сигналами, к выходу каждого элемента подключено по выходному органу 26 и 27 защиты от двойных замыканий на землю за разными ветвями одного сдвоенного реактора, действующему на отключение одного замыкания на землю на отходящих линиях 21 и 22, присоединенных к одной из ветвей, элементы И 28-31 с двумя входными сигналами, последовательно к выходам каждого из элементов И подключено по элементу НЕ 32-35 и элементу 36-39 задержки защит от двойных замыканий на землю до и после сдвоенного реактора на отходящих линиях 21 и 22 и 19 и 20, присоединенных к обеим ветвям. Для создания задержек на срабатывание элементов 36- 39 можно применить промежуточные реле или реле времени. Для одинарных реакторов 1 фильтры 2 и 3 желательно установить до выводов реакторов.
Имеются линии, присоединенные к каждой ветви сдвоенного реактора 1, например линии 18 и 23 - к электродвигателям напряжением 6-10 кВ, с защитой электродвигателей, которая при двойных замыканиях на землю, если одно замыкание находится на присоединении к линии 18 или на присоединении к линии 23, действует без выдержки времени на отключение линии 18 и состоит из фильтра 6 токов нулевой последовательности, подключенного к нему реле 12 тока и выходного органа 40 данной защиты, или действует без выдержки времени на отключение линии 23 и состоит из фильтра 11 токов нулевой последовательности, подключенного к нему реле 17 тока и выходного органа 41.
Устройство не выполняется на линиях 18 и 23 с защитами линий, действующих при двойных замыканиях на землю без выдержки времени. На фиг. 4 реле 4 тока действует на реле 42 промежуточное, а реле 5 тока - на реле 43 промежуточное. Для выполнения логических операций И используются замыкающие контакты реле 42 и 43.
Операции отрицания НЕ выполняются на реле 42 и 43 с размыкающими контактами.
Количество отходящих линий, присоединенных к каждой ветви сдвоенного реактора 1. может быть произвольным, например равным трем (фиг. 1-4).
Реле 13-16 тока, подключаемые к фильтрам 7-10 токов нулевой последовательности, срабатывают от токов нулевой последовательности и обнаруживают одну или одновременно две поврежденные ли0 нии при двойном замыкании на землю, если одно или оба замыкания находятся на линиях 19-22, где установлены фильтры 7-10 токов нулевой последовательности. Элементы 2 и 4 и соответственно 3 и 5
5 предназначены для определения ветви сдвоенного реактора 1 с одним замыканием при двойном замыкании на землю за разными ветвями или при двойном замыкании на землю с одним замыканием до сдво0 енного реактора 1 и с другим замыканием после сдвоенного реактора 1.
Элементы И 24 и 25 предназначены для определения и отключения без выдержки времени одного замыкания при двойном за5 мыкании на землю за разными ветвями одного сдвоенного реактора 1.
Элементы И 28-31 предназначены для определения и отключения одного замыкания за сдвоенным реактором 1 при двой0 ном замыкании на землю до и после реактора 1.
Элементы НЕ 32-35, включенные последовательное элементами И 28-31. обнаруживают двойное замыкание на землю до
5 и после реактора 1. но не реагируют на двойное замыкание на землю за разными ветвями одного сдвоенного реактора 1 или за ветвями двух реакторов.
Элементы 36-39 задержки предназна0 чены для исключения неселективного срабатывания устройства защиты от двойного замыкания на землю до и после сдвоенного реактора 1 при двойном замыкании на землю за разными ветвями Удвоенного ре5 актора 1.
Принцип действия устройства заключается в избирательном отключении без выдержки времени одного из мест двойного замыкания на землю на отходящих линиях
0 21 и 22, например кабельных, за разными ветвями сдвоенного реактора 1 до момента перехода в междуфазные короткие замыкания, например, трехфазные, а также в избирательном отключении без выдерж5 ки времени или с небольшой задержкой одного из мест двойного замыкания на землю за фильтрами 7-10 токов нулевой последовательности, установленными на отходящих линиях 19-22, например кабельных, когда другое замыкание находится до фильтра 2 или 3 и ток короткого замыкания протекает через одну из фаз трехфазного комплекта сдвоенного реактора 1. Чем быстрее отключается повреждение, тем меньше термическое действие тока двойного замыкания на землю на реактор и вероятность его повреждения. Для токо- ограничивающего реактора недопустим режим двойного замыкания на землю, когда ток короткого замыкания протекает через обмотку реактора одной фазы, т.е. двойное замыкание на землю до и после реактора.
В основе требований ГОСТа в части стойкости реакторов при коротких замыканиях за расчетный режим принят режим трехфазного короткого замыкания.
Для одинарных реакторов допустимое действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания .доп определяется по формуле
и
и
V3(Xp + Xc) + U/lc
где U - класс напряжения реактора, кВ;
Хр - номинальное индуктивное сопротивление одинарного реактора, Ом;
Ic установившийся условный ток короткого замыкания в сети без реактора в том месте, где реактор должен устанавливаться, при номинальном напряжении сети, соответствующем классу напряжения реактора, к А.
Значение тока lc задается в зависимости от номинального тока реактора и вида установки
-,&.т
где Хс - индуктивное сопротивление системы.
При двойном замыкании на землю (фиг. 8) в точках К1, К2 установившийся ток короткого замыкания 1к , протекающий через обмотку реактора фазы В. находится из выражения
,„(1.1).
U
5и
Хр + 2 Хс V3Xp + 2U/V
Рассмотрим отношение токов и
1(э)к.доп.
В зависимости от типа реактора данное отношение находится в диапазоне 1,3-1,6, т.е. при двойном замыкании на землю значение тока короткого замыкания через одну из обмоток реактора существенно превышает допустимое, а максимальное значение
электродинамических усилий при двойном замыкании на землю превосходит соответствующие значения усилий при трехфазном коротком замыкании в 1,69-2,56 раза. Воз- 5 действие этих усилий на обмотку приводит к образованию витковых замыканий в обмотке, механических повреждений элементов крепления обмотки и подводящей ошиновки.
10 При протекании токов двойного замыкания на землю, превышающих на 20-40% нормируемое значение г к.доп, длительностью от 0,5 с и более в обмоточном проводе реактора возникают повреждения, имею15 щие вид каверн.
Рассмотренный режим может возникнуть и на ветвях сдвоенного реактора.
Работа устройства описывается в том объеме, какой определяется его усовершен20 ствованием и введением в устройство дополнительных элементов.
При двойном замыкании на землю до и после одной ветви сдвоенного реактора 1 или одинарного реактора (фиг. 5) составля25 ющая нулевой Последовательности в фазных токах короткого замыкания отсутствует на участке от нейтрали Н до точки К1 и содержится на участках от точки К2 до шин Ш1 и от шин Ш1 до шин Ш.
30 При повреждении до реактора 1 и, например, отходящей линии 19 (фиг. 1.3-5) срабатывают реле 4 и 13 тока,реле 5 тока не срабатывает, и подается импульс на отключение без выдержки времени или с неболь35 шой задержкой одного замыкания на землю на линии 19,
Таким образом, при одном замыкании до элемента 2 или 3, установленного на выводе ветви сдвоенного реактора 1, и другом
40 замыкании на землю после элементов 7 и 8 или 9 и 10 отходящих линий 19 и 20 или 21 и 22 (фиг. 1-5) устройство охватывает зону, расположенную до элемента 2 или 3 и после элементов 7 и 8 и 9 и 10. Вероятность по45 вреждения в реакторе 1 мала по сравнению с повреждениями линий.
Устройство имеет мертвую зону между элементами 2 и 7 и 8, а также между элементами 3, 9 и 10 при одном замыкании на
50 землю до элемента 2 или 3 и другом замыкании на землю после сдвоенного реактора 1 между элементами 2, 7 и 8 или между элементами 3, 9 и 10. Вероятность повреждения на шинах станций и подстанций весь55 ма мала по сравнению с повреждениями линий, и мертвая зона практически маловероятна. Ликвидация повреждений в ней производится защитой шин.
При двойном замыкании на землю за разными ветвями одного сдвоенного реактора 1 (фиг. 6) составляющая нулевой последовательности в фазных токах короткого замыкания отсутствует на участке от нейтрали Н до среднего вывода и содержится на участках от среднего вывода до точек К1 и К2. При повреждении, например, отходящих линий 19 и 22 (фиг. 1-4 и 6) срабатывают реле 4, 5,13 и 16 тока устройства и подается импульс на отключение без выдержки времени одного замыкания на землю на линии 22 защитой от двойного замыкания на землю за разными ветвями.
Срабатывание устройства от двойного замыкания на землю до и после сдвоенного реактора 1 не требуется при двойном замыкании на землю за разными ветвями и не произойдет из-за срабатывания реле 5 (элемент НЕ). Для выполнения операции задержки, если она требуется, может использоваться промежуточное реле или реле времени с небольшой задержкой на срабатывание менее 0,5 с, например 0.1-0.2 с.
Необходимость использования задержки определяется при разработке конкретных схем устройства при рассмотрении режима двойного замыкания на землю за разными ветвями, исходя из селективности срабатывания элементов И и НЕ. например, на фиг. 4 время срабатывания реле 38 должно превышать время срабатывания реле 43,
При двойном замыкании на землю за ветвями двух сдвоенных реакторов (фиг. 7) участок от нейтрали Н до шин Ш обтекается током двухфазного короткого замыкания, и фазные токи содержат составляющие прямой и обратной последовательностей, а на участках от шин Ш до шин Ш1 и от шин Ш1 до точек К1 и К2 - составляющую нулевой последовательности. Чтобы не сработала в этом режиме схема устройства от двойного замыкания на землю до и после реактора (фиг. 1-4). количество соединяемых последовательно размыкающих контактов элементов НЕ должно быть равным числу ветвей без одной всех реакторов, например для фиг. 7 последовательно соединяются размыкающие контакты трех элементов НЕ
двух сдвоенных реакторов.
Использование предлагаемого устройства предотвоашает возникновение аварийных ситуаций при двойных замыканиях на землю до и после одинарных и сдвоенных
токоограничивающих реакторов и расширяет функциональные возможности защиты, что повышает надежность эксплуатации и обеспечивает положительный эффект.
Изобретение может найти применение
на электростанциях и подстанциях с токоог- раничивающими реакторами для сетей высокого напряжения с изолированной нейтралью.
Формула изобретения
Устройство для токовой защиты нулевой последовательности без выдержки времени в сети со сдвоенным реактором и изолированной нейтралью от двойных замыканий на землю за разными ветвями по авт. св. № 1201951, отличающееся тем, что. с целью повышения надежности путем обеспечения работы защиты при двойных замыканиях на землю до и после
сдвоенного реактора, введены фильтры токов нулевой последовательности для установки на отходящих линиях другой ветви сдвоенного реактора, подключенные к ним реле тока указанных линий, элементы НЕ
по количеству ветвей сдвоенного реактора, элементы И по количеству отходящих линий, при этом входы каждого элемента И подключены к реле тока ветви сдвоенного реактора и соответствующей линии, отходящей от указанной ветви, выход каждого элемента И подключен в цепь отключения соответствующей отходящей линии через элемент НЕ, управляющий вход которого соединен с реле тока смежной ветей сдвоенного реактора.
12
a
Ф
7Я
13
i
8
15
V Ф 16 17
gui//f Di
Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите электроэнергетических систем. Цель изобретения - повышение надежности устройства путем обеспечения защиты при двойных замыканиях на землю до и после сдвоенного реактора. В устройство введены фильтры токов нулевой последовательности для установки на отходящих линиях другой ветви сдвоенного реактора, подключенные к ним реле тока указанных линий, элементы НЕ по количеству ветвей сдвоенного реактора, элементы И по количеству отходящих линий. Устройство определяет и отключает одно замыкание при двойном замыкании на землю за разными ветвями одного сдвоенного реактора, а также при двойном замыкании на землю до и после реактора. 8 ил.
18
19
20
На откл 27
28
Д6т
T
На откл 23
N
фшг,1
22
hu
LT
30
$-,Наоткл.19
135 7Г
Наоткл.20
i-i
Наоткл. IB
Фиг.з
+
KL, W, tf
38
r{}i
да Наоткл.19
+20 fox- « 03
33 //а оя1«л. W
+ w
fWa amnfA W
Г
«/
Л//
№
/tf f
iJ
W
л- о
«L
25
72
;-Й
2
де Wo 27 J5
-1
+
Я л
27 HaomMtt 31
27
-22
-CH
«3
vНаоткл.П
Фиг.Ч . И
V
№
it
д/
zttf
-A
фие.5
22
I
г
Ш
fi
Я
&
19
Ш2.
ti
tf
С
Н2
f
22
фие.6
19
фиг в
| Устройство Я.М.Каневского для токовой защиты нулевой последовательности без выдержки времени в сети со сдвоенным реактором и изолированной нейтралью от двойных замыканий на землю за разными ветвями | 1984 |
|
SU1201951A1 |
| Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
