Устройство для резервной защиты линии с отпаечными трансформаторами Советский патент 1992 года по МПК H02H7/26 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для резервной защиты транзитных ЛЭП с ответвлениями на трансформаторные подстанции.

Известно устройство для резервной защиты ЛЭП с ответвлениями на основе защи- ты обратной последовательности с самоудерживанием его реле времени через контакты органа сравнения фаз дифференциально-фазной высокочастотной защиты этой же ЛЭП с ответвлениями.

При переходе несимметричного КЗ в симметричное сохранение работоспособности фильтровой защиты обеспечивается сравнением фаз токов по концам ЛЭП на основе высокочастотных импульсов ее диф- фазной защиты.

При отсутствии основной быстродействующей высокочастотной защиты применение специально дорогостоящих сложных в.ч.-обработок и приемопередатчиков для исполнения только резервной защиты

трансформаторов ответвления ЛЭП становится нецелесообразным.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для резервной защиты линии с отпаечными трансформаторами на основе самоподхода защиты обратной последовательности по приращению реактивной составляющей тока в линии, соответствующей дополнительному току от Кз за отпаечным трансформатором.

Устройство для резервной защиты линии с отпаечными трансформаторами содержит измерительные трансформаторы тока и напряжения, первичные обмотки которых имеют выводы для подключения соответственно в цепь защищаемой линии и к питающим ее шинам, блок токовой фильтровой защиты, подключенный к второй обмотке измерительного трасформатора тока, и реле времени с первым и вторым замыкающим контактами, при этом цепь из последовательно включенных выходного замыкающего контакта блока токовой фильтровой

(Л

С

VJ

CJ vj

С

защиты и обмотки реле времени подключена к плюсовой и минусовой клеммам источника оперативного питания, первый замыкающий с выдержкой времени контакт реле времени предназначен для включения в цепь отключения выключателя линии, а также резистор в цепи реле времени.

Для выявления прироста реактивной составляющей тока в линии применены специальные блоки задержки информации и схемы сравнения предшествующего и последующего режима по реактивной и активной составляющей тока в линии при их воздействии на общее реле времени защиты.

Недостатком данного устройства является значительная сложность исполнения измерительных органов и оперативных цепей защиты при неполной однозначности выявления КЗ за трансформатором ответа- ления транзитной ЛЭП.

Цель изобретения - повышение надежности функционирования устройства путем его упрощения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для резервной защиты линии с отпаечными трансформаторами, содержащем измерительные трансформаторы тока и напряжения, первичные обмотки которых имеют выводы для подключения соответст- венно в цепь защищаемой линии и к питающим ее шинам, блока токовой фильтровой защиты, подключенный к вторичной обмотке измерительного трансформатора тока и реле времени с первым и вторым замыкаю- щими контактами, при этом из последовательно включенных выходного замыкающего контакта блока токовой фильтровой защиты и обмотка реле времени подключена к плюсовой и минусовой клеммам источника оперативного питания, первый замыкающий с выдержкой времени контакт реле времени предназначен для включения в цепь отключения выключателя защищаемой линии, резистор, дополнительно введе- ны фильтры напряжения и тока прямой последовательности, входы которых подключены к вторичным обмоткам измерительных трансформаторов соответственно напряжения и тока, реле контроля тока с двумя размыкающими контактами, реле приращения тока и реле спада тока с размыкающим и замыкающими контактами, подключенные к первым трем выходам фильтра тока прямой последовательности, реле на- правления мощности прямой последовательности двухстороннего действия с первым и вторым замыкающимися при направлении мощности от шин и с третьим и четвертым замыкающими при направлении

мощности к шинам контактами, подключенное к четвертому выходу фильтра тока и выходу фильтра напряжения прямой последовательности, реле изменения направления тока с замыкающим контактом и четыре конденсатора задержки. При этом первые выводы второго замыкающего контакта реле времени, обмотки реле изменения направления тока и четырех конденсаторов задержки объединены и подключены к плюсовой клемме источника оперативного питания. Между вторым выводом второго замыкающего контакта реле времени и точкой соединения выходного замыкающего контакта блока токовой фильтровой защиты с обмоткой реле времени подключена цепь из последовательно включенных первого размыкающего контакта реле контроля тока, зашунтированного первым замыкающим контактом реле направления мощности, замыкающего контакта реле изменения направления тока, зашунтированного замыкающим контактом реле приращения тока, и размыкающего контакта реле спада тока, параллельно указанной цепи подключены последовательно включенные третий замыкающий контакт реле направления мощности, размыкающий контакт реле приращения тока и замыкающий контакт реле спада тока. Вторые выводы первого конденсатора задержки и обмотки реле изменения направления тока объединены и через второй замыкающий контакт реле направления мощности подключены к второму выводу второго конденсатора задержки. Второй размыкающий контакт реле контроля тока и четвертый замыкающий контакт реле направления мощности включены между вторыми выводами соответственно второго и третьего и четвертого конденсаторов задержки. Второй вывод четвертого конденсатора задержки соединен через резистор с минусовой клеммой источника оперативного питания.

На фиг. 1 изображена схема защищаемой ЛЭП с отпайкой и со структурой включения измерительных органов резервной защиты ЛЭП; на фиг. 2 - исполнение реле приращения и спада тока прямой последовательности ЛЭП; на фиг. 3 - оперативные цепи резервной защиты ЛЭП.

Устройство для резервной защиты линии с отпаечными трансформаторами содержит трансформаторы 1 тока, установленные на защищаемой линии 2 с трансформатором 3 на ответвлении и трансформатором 4 напряжения, к которым через фильтр 5 напряжения прямой последовательности подключено реле 6 направления мощности. Токовые цепи последнего включены через фильтр 7 токов прямой последовательности к трансформаторам тока 1. К фильтру подключено релевтока, а ктранс- форматорам тока 1 - блок 9 токовой фильтровой защиты (обратной последовательности). Фильтр 7 кроме реле 6 мощности и реле 8 тока питает реле 10 приращения и реле 11 спада тока прямой последовательности линии 1, в цепи которой установлен выключатель 12 (фиг. 1).

От фильтров 7 токов прямой последовательности линии 2 через промежуточный трансформатор 18, выпрямитель 14 и сглаживающий конденсатор 15 подключен дифференцирующий конденсатор 16, в цепи которого через разделительный диод 17 подключена катушка 18 реагирующего органа приращения тока прямой последовательности совместно с конденсатором 19 задержки его отпадания, а через разделительный диод 20 - катушки 21 реагирующего органа спада тока прямой последовательности совместно с конденсатором 22 задержки его отпадания (фиг, 2).

Замыкающие контакты 23 блока 9 фильтровой защиты включены в цепи катушки 24 реле времени защиты линии 2. Замыкающие с выдержкой времени контакты 25 этого реле включены в цепь отключения выключателя 12. Мгновенные замыкающие контакты 26 реле времени включены в цепь своей катушки 24 через параллельные цепи размыкающего контакта 27 реле 8 тока совместно с контактом 28 реле 6 направления мощности, замыкающегося при направлении мощности от шин в линию 2, последовательно с замыкающими контактами 29 реле приращения тока прямой последовательности от реагирующего органа 18 совместно с контактами 30 реле изменения направления тока в линии и размыкающими контактами 31 реле спада тока прямой последовательности от реагирующего органа 18 совместно с контактами 30 реле изменения направления тока в линии и размыкающими контактами 31 спада тока прямой последовательности от реагирующего органа 21. В цепи замыкающихся при направлении мощности к шинам контактов 32 реле 6 направления мощности включены размыкающие контакты 33 реле приращения тока прямой последовательности от ре- агирующего органа 18 и замыкающие контакты 34 реле спада тока прямой последовательности от реагирующего орггчач21. Катушка 35 реле изменения направления тока в линии включена параллельно конденсатору 36 задержки, который контактами 37 реле 6 направления мощности, замыкающимися при потоке мощности в сторону линии

2, подключен к конденсатору 38, включенному через размыкающие контакты 39 реле 8 тока к конденсатору 40, который через замыкающий при потоке мощности от линии 2

к шинам контакт 41 реле 6 мощности включен к конденсатору 42, запитанному через резистор 43 от оперативных цепей защиты линии 2 (фиг. 3).

Устройство работает следующим обра0 зом.

При несимметричном КЗ за трансформатором 3 ответвления линии срабатывает блок 9 фильтровой защиты обратной последовательности и контактами 23 запускает

5 реле 24 времени, которое с задержкой, превращающей время действия защиты трансформатора 3, замыкает контактами 25 цепь отключения выключателя 12 линии 2.

При переходе несимметричного КЗ в

0 симметричное блок 9 защиты возвращается в исходное состояние в результате исчезновения составляющих обратной последовательности, размыкая свой контакт 23. Реле 24 времени в этом случае самоудерживается

5 контактами 26 по разным цепям в зависимости от предшествующего режима работы линии 2:

-если поток мощности был направлен от шин в линию, то замкнуты контакты 28

0 реле 6 направления мощности и контакты 29 реле 10 приращения тока, срабатывающего в результате увеличения (по модулю) составляющей тока прямой последовательности при переходе двухфазного КЗ в трехфаз5 ное. Самоподхват реле 24 времени снимается контактами 31 реле 11 спада тока при отключении КЗ защитами трансформатора. Аналогично действует защита и в случае, когда ток в линии меньше порога чувстви0 тельности реле 6 направления мощности. При этом замкнуты контакты 27 реле 8 контроля тока;

-если поток мощности был направлен к шинам, то замкнуты контакты 32 реле на5 правления мощности и от спада тока в линии за счет увеличения составляющей прямой последовательности, направленной к трансформатору 3 при КЗ за ним, замыкаются контакты 34 реле 11 спада тока и оста0 ются замкнутыми контакты 33 реле приращения тока при отключении КЗ защитами трансформатора;

-если поток мощности был направлен к шинам с последующим его изменением в

5 сторону линии без изменения абсолютной величины тока прямой последовательности, то при спаде тока до нуля или до такого же значения обратного направления замыкаются контакты 27 реле 8 контроля тока или контакты 28 реле направления мощности, а

также от предшествующего заряда конденсатора 42 через резистор 43 через ранее замкнутые контакты 41 реле направления мощности заряжается конденсатор 40, который при переходе тока через нуль, когда замыкаются контакты 39 реле контроля тока, передает заряд на конденсатор 38, с которого после изменения направления мощности заряд переходит на конденсатор 36 через замкнутые контакты 37 реле направления мощности. Разряд конденсатора 36 на катушку 35 реле изменения направления тока приводит к срабатыванию последнего и замыканию его контактов 30. Этим обеспечивается также самоудерживание реле 24 времени до отключения КЗ на трансформаторе 3.

Для выявления изменения модуля тока прямой последовательности ток от фильтра прямой последовательности с помощью промежуточного трансформатора 13 (фиг. 2) преобразуется в напряжение, которое выпрямляется с помощью диодного моста 14 и сглаживается конденсатором 15.

При росте модуля тока увеличивается напряжение на конденсаторе 15, вызывая ток заряда конденсатора 16 через диод 17 и реагирующий орган 18. При уменьшении модуля тока происходит разряд конденсатора 16 через диод 20 и реагирующий орган 21.

При КЗ в сети питающей подстанции (за спиной) защита не реагирует ввиду направленности ее действия, а при КЗ за пределами защищаемой линии по направлению действия защиты отстройка обеспечивается по времени, чем обеспечивается резервирование защит и примыкающей сети.

Формула изобретения

Устройство для резервной защиты линии с отпаечными трансформаторами, содержащее измерительные трансформаторы тока и напряжения, первичные обмотки которых имеют выводы для подключения соответственно в цепь защищаемой линии и к питающим ее шинам, блок токовой фильтровой защиты, подключенный к вторичной обмотке измерительного трансформатора тока, резистор и реле времени с первым и вторым замыкающими контактами, при этом цепь из последовательно включенных выходного замыкающего контакта блока токовой фильтровой защиты и обмотки реле времени подключена к плюсовой и минусовой клеммам источника оперативного питания, первый замыкающийся с выдержкой времени контакт реле времени предназначен для включения в цель отключения выключателя защищаемой линии, отличающееся тем, что, с целью повышения

надежности функционирования устройства, в него дополнительно введены фильтры напряжения и тока прямой последовательности, входы которых подключены к

вторичным обмоткам измерительных трансформаторов соответственно напряжения и тока, реле контроля тока с двумя размыкающими контактами, реле приращения тока и реле спада тока с размыкающим и замыка0 ющим контактами, подключенные к первым трем выходам фильтра тока прямой последовательности, реле направления мощности прямой последовательности двухстороннего действия с первым и вто5 рым замыкающимися при направлении мощности от шин и с третьим и четвертым замыкающими при направлении мощности к шинам контактами, подключенное к четвертому выходу фильтра тока и выходу филь0 тра напряжения прямой последовательности, реле изменения направления тока с замыкающим контактом и четыре конденсатора задержки, при этом первые выводы второго замыкающего контакта реле време5 ни, обмотки реле изменения направления тока и четырех конденсаторов задержки объединены и подключены к плюсовой клемме источника оперативного питания, между вторым выводом второго замыкающего кон0 такта реле времени и точкой соединения выходного замыкающего контакта блока токовой фильтровой защиты с обмоткой реле времени подключена цепь из последовательно включенных первого размыкающего

5 контакта реле контроля тока, зашунтиро- ванного первым замыкающим контактом реле направления мощности, замыкающего контакта реле изменения направления тока, зашунтированного замыкающим контактом

0 реле приращения тока, и размыкающего контакта реле спада тока, параллельно указанной цепи подключены последовательно включенные третий замыкающий контакт реле направления мощности, размыкающий

5 контакт реле приращения тока и замыкающий контакт реле спада тока, вторые выводы первого конденсатора задержки и обмотки реле изменения направления тока объединены через второй замыкающий кон0 такт реле направления мощности подключены к второму выводу второго конденсатора задержки, второй размыкающий контакт реле контроля тока и четвертый замыкающий контакт реле направления мощности вклю5 чены между вторыми выводами соответственно второго и третьего и третьего и четвертого конденсаторов задержки, второй вывод четвертого конденсатора задержки соединен через резистор с минусовой клеммой источника оперативного питания.

12

Сущность изобретения: введением фильтров тока и напряжения прямой последовательности, реле направления мощности, реле приращения и спада тока прямой последовательности, реле контроля тока и реле изменения направления тока обеспечивается самоудерживанием защиты при переходах несимметричного короткого замыкания в симметричное с учетом всех возможных предшествующих режимов работы линии, что наряду с упрощением защиты способствует повышению надежности ее функционирования 3 ил.

19

fl

16

&

20

22

Фиг,2