Известны устройства для дистанционной фильтровой реактивного сонротивления релейиой запдиты нутем измерения величин токов и напряжений ирямой обратной и нулевой последовательностей в момент короткого замыкания. Оии содержат фильтры токов и напряжений симметричных составляющих, подключенные к трансформаторам тока и напряжения, установленных на питающем конце лииии, избиратель повреждеппой фазы при однофазных коротких замыканиях, схему пуска, реле реактивного сопротивления, блок разности реактивных составляющих напряжения и сумматор токов симметричных составляющих.
Эти устройства измеряют реактивное сопротивление новрежденного участка линии с выдачей результата на фиксирующий прибор, причем возможно влияние токов нагрузки и качаний на их работу. Устройства не обладают необходимой направленностью и избирательностью при коротком замыкании на защищаемой линии.
Предлагаемое устройство дистанционной фильтровой защиты отличается от известных тем, что, с целью получения универсальной характеристики защиты при всех видах коротких замыканий в одной точке, реле реактивного сопротивления выполнено в виде суммарного нуль-индикатора с четырьмя
дами. Два из которых подключены через фазосравнивающие схемы к фильтрам тока и напряжения ирямой последовательности, а два других - к фильтрам токов и напряжений прямой, обратной и нулевой носледовательностей через схемы деления, обеспечивающие соответственно измерение реактивного сопротивления и сопротивлеиия с учетом угла сопротивления линии, а также тем, что, с целью повышения надежности отстройки защиты от токов нагрузки и качаний, схема пуска выполнена на многообмоточном поляризовапном реле, обмотки которого включены через дифференцирующие конденсаторы к фильтрам токов прямой, обратной и нулевой последовательностей.
На фиг. 1 показана принципиальная структурная схема описываемой защнты; на фиг. 2 - фазосравнивающая схема формирования величины, пропорциональной
LlSш(фJ-fa) или UiCos((fi-р);
на фиг. 3- принципиальная схема суммарного нуль-индикатора, обеспечивающего вместе со схемами сравнения получение необходнмой характеристики реле реактивного сопротивления, показанной на фиг. 4; на фиг. 5 - схема сравнения суммы выпрямленных значений токов прямой, обратной и нулевой последовательностей (/i-|-/2-f-Wo) с разностью реактивных составляющих напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей (UiSin(fi mU2-pUa), дающая на выходе отсутствие напряжения при коротком замыка -х
1хр уст| , т НИИ в конце линии I А.ст I , также схема включения поляризованного реле пуска; на фиг. 6 - принципиальная схема постоянного тока защиты.
Структурная схема содержит измерительные трансформаторы тока 1, трансформаторы напряжения 2, фильтры тока прямой 3, обратной 4 и нулевой 5 последовательностей, фильтры напряжения прямой 6, обратной 7 и нулевой 8 последовательностей,, фазосравнивающие схемы формирования выпрямленных напряжений прямой последовательностей пропорциональных
и, sin -f, - 9; и, sin (-f, + а) - 10; и, cos Cf, - ) - //; LJ, cos (ь + -;) - J,
электрические схемы разности реактивных составляющих напряжений (UiSifKfi-mi/z- ) составляющих налряжений с учетом угла сопротивления линии UiCos{(fi-l-f-YJ-ni/z-qUo - 14, электрические схемы суммы выпрямленных значений токов прямой, обратной и нулевой последовательностей (i-}-h-i-kIo) 15 и 16, схемы деления полученных результирующих значений напряжений
на результирующее значение токов - -17 и - - 18, суммарного нуль-индикатора 19,
схему магнитного суммнрования производных значеннй выпрямленных токов нрямой, обрат „ . «f/i , rf/2 , НОИ и нулевой последовательностейг +
dt
rf/o
20, схему пуска защиты 21, избираat
тель поврежденной фазы при однофазных коротких замыканиях 22 и выходного направленного реле реактивного сопротивления 23.
Величины напряжений прямой последовательности (6i) через схемы формирования его выпрямленного значения пропорциональные реактивной составляющей UjSinffi - .9 и составляющей с учетом угла сопротивления линни UiCos(pi-}--f)-12, совместно с выпрямле и1ыми значениям,и напряжений обратной и нулевой последовательностей, также пропорциональными- нх реактивным составляющнм (-mUz-pUo) и составляющими с учетом угла сопротивления линии (nUz-9 0) подают на соответствующие схемы сравнения 13 я 14 (UlSm(mUz), UiCos((fi+-)-nU при междуфазовых коротких замыканиях, а при однофазных соответственно
(t/i sin , - mU - pU) и
Токи прямой, обратной и нулевой последовательностей с соответствующих фильтров, также выпрямляя, подают на схемы 15 и 16, таким образом, что их сумма () при междуфазовых коротких замыканиях и (/i-|-/2+ 4-/г/о) при однофазных сравнивается в схемах 17 к 18 с разностью напряжений, таким образом, что напряжение на выходе указанных схем ноложительно и действует на срабатьшанне суммарного нуль индикатора 19 и реле 23 при коротком замыкании в зоне защиты
f/v
v.
у- у7
Z,
.-i- lyCTJ n
уст
И отрицательно, при коротком замыкании дальше конца зош защиты, препятствуя срабатыванию реле 23.
Схему пуска защиты при коротких замыкаПИЯХ и ее блокировку при качаниях (см. фиг. 5) осуществляют поляризованным реле 24, имеющем три обмотки, включенных соответственно через дифференцирующие конденсаторы 25-27 на выпрямленные значения
токов прямой и обратной последовательностей нр.и междуфазовых коротких замыканиях и дополиительно через контакты 28 избирателя 22 на ток нулевой последовательности, Такое включение реле 24 обеспечивает одинаковую
чувствительность нуска ко всем видам коротких замыканий и нечувствительиость к токаМ нагрузки и качаний.
Повторитель поляризованного реле 24 - реле 29 в схеме пуска помимо ввода эащнть
в работу при коротком замыкаиии (фиг. б) осуществляет также (совместно с реле Зб отпадающим с замедлением 0,15 сек.) переклю чение реле 23 с уставки Первой зонУ на вторую путем дещунтирования его контактами
31-33, сопротивлений 34--36 в цепях напряжений схем деления и замера реактивного сопротивления 13 и 17.
В предлагаемой защите операции, связан ные с определением реактивного сопротивле
ния в момент короткого замыкания осуще ствляют автоматически с помощью схем электрического формирования и сравнения разнО сти модулей напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей пропорциональным их реактивным составляющим 13 с суммой модулей токов прямой, обратной и нулевой последовательностей 15, с выдачей результата сравнения 17 на входной триод 37 нуль индикатора 19 в выходных цепях которого включено реле 23 (см. фиг. 3).
Для придания необходимой направленности действия реле на входные триоды 38 и 39 нуль индикатора 19 подают таклсе со своих фазосравинвающих схем формирования величины .пропорциональные 6i5m(9i + a)-Ю и UiCos((fi-(3)-11, ограничивающие зону действия реле в пределах фактического положения вектора тока по отнощенню к напряжению при коротком замыкании (0-90° ин(аир). Отстройку действия реле 23 от максимальных токов нагрузки обесиечивают с помощью схемы сравнения, и деления но сопротивлению 18 аналогично измеренного реактивного сопротивления с учетом угла полного сопротивления линии (у 90-грлпп) с выдачей результата сравнения на входной триод 40 нуль индикатора
f/i cos (( + ()-ябг 9f/o f/v2
р )
где п и q - коэффициенты вводимые для упрощения измерения соответственно величин напряжения обратной и нулевой носледовательностей. Они пропорциональны их реактнвным составляющим с учетом угла у, зависят от параметров сети, примыкающей к щинам подстанции и подбираются как и коэффициенты m и /7 при наладке.
В результате такого выполнения нуль индикатора суммарным по разрешающему эффекту, срабатывание реле реактивного сопротивления 23 в цени его выхода происходит в случае одновременного закрытия триодов 37-40 при измеренном реактивном сопротивлении на реле меньше уставки срабатывания, направлении мощиости короткого замыкания в линию и величине нолного сопротивления короткого замыкания на реле близком к фактическому углу сопротивления линии и находящемуся внутри характеристики суммарного нуль индикатора, показанной иа фиг. 4 (незаштрихованная часть характеристики).
Стабильность характеристики обеспечивается сопротивлениями, конденсаторами и диодами, показанными на фиг. 3.
Реле настроено на срабатывание при коротком замыкании в пределах О-80% длины защищаемой линии (первая зона) и соответственно О-130% во второй зоне.
При любом коротком замыкаиии на линии в пределах первой зоны реле повторитель пуска 29 (фиг. 6) отпадая создает своими замкнутыми контактами 41 через замкнувщиеся коитакты 42 сработавшего реле 23 цепь на срабатывание выходного реле 43 в течение времени отнадания реле пуска 30 (коргтакты 44) 0,12-0,15 сек., достаточного для его самоудерживания своими контактами по сериесной обмотке от тока отключающей катущки выключателя. Время действия первой зоны защиты составляет порядка 0,06 сек. При коротком замыкании в конце линии (во второй зоне) реле 23 не срабатывает и действие защиты на отключеиие без выдержки времени не происходит.
Срабатывание схемы пуска при этом и отпадание его реле 29 и 30, приводит к дешунтированию сопротивлений 34-36 неразмыкающимися контактами 3}-33 в цепях напряжения схемы измерения реактивного сопротивления (фиг. 5) и перестройки реле 23 соответственно с уставки первой зоны рга вторую по реактивному сопротивлению. Реле 23
при этом срабатывает и подает контактами 45 через замкнувшиеся контакты 46 реле 30 плюс на обмотку реле времени 47, которое с выдержкой времени второй зоны подает контактами 48 плюс на выходное реле занщты 43, действующего с самоудерживанием иа отключение выключателя линии.
Фиксацию запра во второй зоне осуи;ествляют размыкающимися при срабатывании защиты контактами 49 реле 23 и контактами 50 реле во.
Возврат защиты в исходное ноложение после отключения короткого залгыкання, как на своей липни, так и в пределах чувствительности второй зоны, осуществляют замкнутыми контактами 49 возвратнвшегося реле сопротивления 23, через контакты 51 реле 29 носле его возврата в исходное положенне. При коротком замыкании за пределами
второй зоны защиты возврат схемы пуска в исходное иоложепие и готовность занщтьт к новторпому действию обеспечивагот замыкающимися контактами 52 отпавнюго реле 30 в течение времени 0,15-0,18 сек.
Кратковременно размыкающиеся контакты 53 поляризованного . реле п размыкающнеся контакты 54 его новторителя 29 обеспечивают устойчивый пуск защиты до возврата реле 29 в исходпое положерше замыкаюпи1ми контактами 52 реле 30.
Сигнализацию работы защиты на отключеinie по пеням первой и второй зоны осуществляют их указательным реле 55 и 56, включенными с щунтовой обмоткой выходного реле
защиты 43.
При необходимости защиту реактивного сопротивления можно автоматически переводить иа замер нолного сопротивлепня линии, путем переключения в схеме сравнения 9
(фиг. 2) первичной обмотки разделительного трансформатора тока 57 с фильтра тока прямой носледовательности I-3 на фнльтп напряжения прямой последовательности Ui - б при неизменном питании первичной обмоткн
трансформатора папряження 58 от фильтра гапряжения прямой носледовательности 6. При этом схема сравнения 9 обеспечивает замер U CosO° U и при коэффициентах т и /; характеристики /7 для первой и второй зон зашиты из нрямой превращают в окружность с центром в начале координат с теми же но величине уставками.
П р е д м е т и з о б i е т с н н я
1. Устройство для дистанпноиной ф1 льтровой реактивного сопротивле нпя релейной занипЫ, основанное на нзмерении велнчин токов и напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей в момепт короткого замыкаПИЯ, содержащее фильтры токов и напряжений симметричных составля ощих, подключенные к трансфордтаторам тока и напряжения, избиратель повреждений фазы при однофазных коротких замыканиях, схему пуска,
сти реактивных составляющих напряжений, сумматор токов симметричных составляющих, отличающееся тем, что, с целью получения универсальной характеристики защить нри всех видах коротких замыканий в одной точке, реле реактивного сопротивления выполнено в виде суммарного нуль индикатора с четырьмя входами, два из которых подключены через фазосравнивающие схемы к фильтрам тока и напряжения прямой последовательности, а два других подключены к фильтрам тока и напряжения прямой, обратной и
нулевой последовательности через схемы деления, обеспечивающие соответственпо измерение реактивного сопротивления и сопротивлення с учетом угла сопротивления линии.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности отстройки защиты от токов нагрузки и качаний, схема пуска выполнена на многообмоточном поляризованном реле, обмотки которого включены через дифференцирующие конденсаторы соответственно к фильтрам токов нрямой, рбратной и нулевой последовательностей,
о4-€
Риг 2
/7
/7
шггж:
шт
я
-.-шз
4ZDii
2ff
27
5
24 с
VU2.5
9иг.6
