Способ релейной защиты трехфазной линии электропередачи Советский патент 1992 года по МПК H02H3/26 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты трехфазной линии электропередачи от коротких замыканий.

Известен способ релейной защиты трехфазной линии электропередачи, работающей в режиме две фазы - земля и питающейся от трансформатора с симметрирующим элементом и защитным искровым промежутком в его нейтрали. Способ заключается в контроле величины тока защищаемой линии и напряжения на шинах, к которым она присоединена и формировании выходного сигнала защиты при достижении контролируемыми параметрами уставок срабатывания. Известный способ не обеспечивает требуемой чувствительности защиты линии, так как токи коротких замыканий при повреждениях в зоне действия защиты в неполнофазном режиме могут быть меньше токов коротких замыканий при повреждениях в зоне действия защиты в полнофазном режиме.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению по существу способ релейной защиты трехфазной линии электропередачи,

при котором контролируют ток защищаемой линии и напряжение на шинах, к которым она присоединена, и формируют выходной сигнал защиты при достижении отношением контролируемых параметров режима заданной уставки при предварительном достижении заданной уставки составляющей или комбинацией составляющих контролируемых параметров

Примером способа-прототипа может быть способ, примененный в дистанционной защите с пуском по току или напряже- .шю обратной последовательности. Недостатками этого способа защиты трехфазной линии электропередачи является сложность аппаратной реализации и трудности обеспечения чувствительности пусковых органов при неполнофазных нагрузочных режимах.

Целью изобретения является повышение чувствительности и надежности

Эта цель достигается тем, что дополнительно контролируют ток нейтрали трансформатора и ток защитного промежутка и при достижении ими заданных уставок формируют сигнал изменения уставок защиты

XI XI

ю

00

о

по контролируемым параметрам защищаемой линии, а выходной сигнал защиты формируют при достижении контролируемыми параметрами линии других измененных уставок.

Использование предлагаемого способа релейной защиты трехфазной линии электропередачи обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

1.Повышение чувствительности релейной защиты линии, особенно простых токовых защит.

2.Повышение надежности работы трехфазных линий электропередачи в неполно- фазных нагрузочных режимах.

Использование предложенного способа позволит значительно сократить ущерб, возникающий в народном хозяйстве при перебоях в снабжении электроэнергией.

Пример реализации предложенного способа релейной защиты трехфазной линии электропередачи показан на фиг.1.

Трехфазная линия электропередачи 1 подключена к шинам 2 подстанции через выключатель 3. К этим же шинам 2 может быть подключена и другая линия 4 через выключатель 5. На шины 2 подается напряжение трансформатора 6, который получает питание по линии электропередачи 7. Трансформатор 6 может работать в непол- нофазном режиме нагрузки, что показано с помощью отключенного разъединителя 8. Неполнофазный режим симметрируется при помощи конденсагорной батареи 9, подключенной между нейтралью трансформатора 6 и землей, Батарея имеет защитный искровой промежуток 10 и шунтирующий выключатель 11. В цепях линии 1 установлены трансформаторы тока 12, 13, 14, в цепи искрового промежутка 10 установлен трансформатор тока 15, и в цепи батареи 9 - трансформатор тока 16, Трансформаторы тока линии 12, 13, 14, питают соответственно реле защиты 17,18,19 и комплект защиты-прототипа 20. Трансформаторы тока 15 и 16 питают соответственно реле защиты 21 и 22. Контакты реле 17, 18,19-соответственно 23, 24, 25, реле 21, 22 - соответственно 26, 27, блок-контакты шунтирующего выключателя 11 - соответственно 28, 29, а также промежуточные реле 30 и его контакт 31 собраны в схеме логической части защиты. В логической части защиты линии может также находиться логическая часть 32 защиты-прототипа 20. Защита линии имеет выход 33, защита-прототип имеет выход 34, например, на отключение выключателя 3, либо на другие части логической схемы.

Защита трехфазной линии электропередачи работает следующим образом. Неполнофазный нагрузочный режим и междуфазные короткие замыкания на линии 1

сопровождаются током в нейтрали трансформатора 6 и при отключенном выключателе 11 - в батарее симметрирующего устройства 9. Соответственно, появляется напряжение на конденсаторной батарее 9 и

0 защитном искровом промежутке 10, Напряжение срабатывания искрового промежутка 10 выбирается из условия допустимого напряжения на батарее 9 и отстраивается от напряжения максимального нагрузочного

5 режима. Поэтому на одной из отходящих линий 1 существует такая особая точка, что ток в нейтрали при к.з. за этой точкой не обуславливает срабатывания искрового промежутка 10, а при к.з. между эгой точкой

0 и шинами 2 срабатывание искрового промежутка неизбежно. До срабатывания искрового промежутка 10 режим симметрирован батареей 9, после срабатывания - несимметричный, так как нейтраль наглухо зазем5 ляется. В вязи с этим при к.з. вблизи одной особой точки более удаленные к.з. сопровождаются большими токами, чем к.з, более близкие к шинам питания 2, Для защиты- прототипа 20 усганавливаются одни устав0 ки, обеспечивающие функционирование защиты 20 с достаточной чувствительностью при к.з. за указанной особой точкой. Для реле 17, 18, 19, защиты устанавливаются другие, более низкие уставки, обеспечи5 вающие требуемую чувствительность в условиях уменьшения тока к.з. Лри к.з. в симметрированном режиме в зоне действия защиты за особой точкой, выходной сигнал защиты формируют при достижении конт0 ролируемым током линии уставок известной защиты 20. В связи с большим током могут сработать и реле защиты 17, 18, 19, но поскольку искровой промежуток 10 не срабатывает, тока в его цепи нет, выходной сигнал

5 от этой части защиты не формируется, При к.з. в симметрированном режиме в зоне действия защиты между особой точкой и шинами питания 2 срабатывает искровой промежуток 10, ток в его цепи приводит к

0 срабатыванию реле 21. Контакт 26 реле 21 готовит цепь на формирование выходного сигнала защиты. Одновременно запоминается срабатывание искрового промежутка при помощи промежуточного реле 30, кото5 рое срабатывает при замыкании контакта 26 реле 21, получая питание через размыкающий блок-контакт 29 выключателя 11, самоудерживаясь через свой контакт 31 и шунтируя этим контактом контакт 26. То есть, готовность цепи на формирование выходного сигнала при срабатывании искрового промежутка сохраняется даже после произвольного погасания дуги в нем. При достижении током нейтрали, который контролируется при помощи трансформатора тока 16 и реле 22, заданной уставки - реле 22 срабатывает и продолжает готовить цепь на формирование выходного сигнала. Если к этому времени контролируемый ток линии достигает другой уставки, срабатывает хотя бы одно из реле защиты 17, 18, 19, цепь на формирование выходного сигнала защиты замкнется по одному из замкнувшихся контактов 23, 24, 25 и выходной сигнал сформируется. Очевидно, разновременность и очередность замыкания контактов 26, 27 и одного из 23, 24, 25 не влияют на факт формирования выходного сигнала защиты. Включение шунтирующего выключателя 11 (например, от устройства 35) обуславливает разрыв цепи запоминания размыкающим блок-контактом 29 этого выключателя; но выходная цепь сохраняется по замкнувшемуся блок-контакту 28 выключателя.

Уставки реле 21 и 22, контролирующих ток искрового промежутка и ток нейтрали, могут быть выбраны любыми минимальными, достаточными для надежной фиксации появления или наличия тока. Поэтому чувствительность этих органов теоретически не ограничена и не влияет на чувствительность защиты в целом, Чувствительность защиты может быть оценена по коэффициенту чувствительности реле 17, 18, 19, контролиру

ющих токи защищаемой линии 1. Учитывая, что выходной сигнал защиты формируется заведомо после срабатывания защитного искрового промежутка, т.е. в зоне действия защиты при к.з. между особой точкой и шинами питания, уставки этих реле можно вы- бирать, исходя из требуемого или допустимого коэффициента чувствительности.

Формула изобретения Способ релейной защиты трехфазной линии электропередачи, работающей в режиме две фазы-земля и питающейся от трансформатора с симметрирующим элементом и защитным искровым промежутком в его нейтрали, заключающийся в контроле величины тока защищаемой линии и напряжения на шинах, к которым она присоединена, и формировании выходного сигнала защиты при достижении конт- ролируемыми параметрами уста-вок срабатывания, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности, дополнительно контролируют ток нейтрали трансформатора и ток защитного искрового промежутка и при достижении ими заданных уставок формируют сигнал изменения уставок защиты по контролируемым параметрам защищаемой линии, а выходной сигнал защиты формируют при достижении контролируемыми параметрами линии других измененных уставок.

O

0

Сущность изобретения: контроль тока защищаемой линии и напряжения на шинах, а также дополнительный контроль тока нейтрали трансформатора и тока защитного искрового промежутка. При достижении последними заданных уставок формирование сигнала изменения уставок защиты способствует повышению чувствительности и надежности. 1 ил.

.1

tf Д5

± /622

It

17

20

fB

M