Устройство для выбора поврежденной фазы в многофазной электрической сети переменного тока Советский патент 1976 года по МПК H02H3/08 H02H3/20 

в устройство дгш выбора повреждешюй. фазы в многофазной электрической сети перемен ного тока, содержащее датчики фазных величин, соединенные с пороговыми блоками, дополнительно введены соединенные после- довательно пофазно блоки выделения аварий ных составляющих фазных величин (токов или напряжений) и блоки формирования интегральных значений модулей аварийных составляющих, причем выходы блоков выдел НИН соединены с датчиками фазных величин, а выходы блоков формирования через блок сравнения пофазно соединены с пороговыми блоками. А-варииная составляющая тока .напряже яия) представляет собой сумму мгновенных значений указанных величин, взятых в моменты вращения, сдвинутые относительно друг друга на половину периода промыт- ленной частоты. В нормальных режимах работы сети вели чины напряжений на выходах блоков выделения аварийных составляющих невели ки и определяются погрешностями схемы, а при коротких замыканиях они равны фазным ве- личинам за вычетом токов (напряжения) в нагрузочном режиме. При расчетах напряжений и токов короткого зa Iыкaния их аварийные составляющие изучают после введен соответствующих, э.д.с. в место повреждения при условии, что все остальные источники напряжения закорочены. На чертеже представлена блок-схема устройстве для выбора поврежденной фазы в многофазной сети переменного тока. Устройство содержит датчик 1 фазных величин напряжений или токов, блоки 2 выделения аварийных составляющих напряже НИИ или токов; блоки 3 формирования и за- помилчания интегральных значений модулей аварийных составляющих напряжений или токов, блок сравнения 4, пороговые 5 блоки Датчики 1 предстсшляют собой измерите jibie трансформаторы, достаточная точность которых должна обеспечиваться во всем диапазоне токов (зшпряжений), Бгюш- 2 выполнены с помощью са1 ласующего трансформатора и линии задержки или с помощью циф ровых запоминающих устройств, а блоки 3 представляют собой выпрямители со сглажи ющими фильтрами или цифровые интеграторы Блок 4 выполнен с применением известных схем выделения наибольшего тока (нап жения) - максиселектооов. , Иорогсвые блоки о имеют выдержку вре мени на срабатывание, которая достаточна для фор миров в блоках 3 требуеь ых интегральных заач&1П-й ТОКОЕ, или напряж-;..Устройство работает следующим образом. нормальных режимах работы сети мгновеные значения электрических величин, подааемые с датчиков 1 на входы блоков 2, овторяются каждый период промышленной астоты. Так как напряжение на выходе огласующего трансформатора блока 2 проорционально текущему значению тока (напряжения, а напряжение на выходе линии задержки блока 2 пропорционально току (напряжению) предшествующей половины периода то напряжение на выходе блока 2,равное сумме указанных напряжений,близко к нулю и остальная часть схемы не приходит в действие. При коротких замыканиях мгновенные значения электрических величин на выходах датчиков 1 изменяются скачкообразно. При этом напряжение на выходе согласующего трансформатора блока 2 также изменяется быстро, а напрялсение на выходе линии задержки блока 2 в течение половины периода промышленной частоты остается пропорциональным току (напряжению) предшествующего режима. Сумма указанных напряжений пропорциональна аварийной составляющей тока (напряжения). С выхода блока 2 величины аварийных составляющих подаются на блоки 3, где формируются сигналы постоянного тока, величина которых пропорциональна средним или амплитудным значениям аварийных составляющих фазных величин. С выходов блоков 3 сигналы постоянного тока поступают на блок 4, где производится сравнение каждого из них с двумя другими. В неполнофазных режимах отключения фаза исключается из схемы сравнения. Если аварийная составляющая напряжения (тс ка) одной из фаз больще тех же величин в двух других фазах, то на выходе блока 4 для соответствующей фазы появляется сигнал,пропорциональный аварийной составляющей, он подается на пороговый блок 5 этой фазы. На выходах блока 4 для двух других фаз сигнал в этом случае отсутствует. Если аварийная составляющая напряжения (тока) в двух фазах больще той же величины в третьей фазе, то такой сигнал появляется на двух соответствующих выходах блока 4. При этом сигнал в сравниваемых фазах считается большим, если отношение величин напряжений (токов) в них больше 1,3-1,5. Последнее необходимо из-за возможных погрешностей работы элементов схемы 1,2,3, Исс;;едоваяия показали, что в большинстве спучсоп npjr KoCifivjK.TeTp4 Kbix коротких .;.Зз1К 111:шх Л8аря; -р сосг зяяютц 1О .иаагря-

читепьно больше, чем в поврежденных. Например на ряде пиний напряжением 50О-750КБ указанное соотношение в худшем случае достигает 5-6, Поэтому рассматриваемое устройство может быть выполнено с использованием напряжений или токов.

При однофазных к.з. на пинии, связывающей источник питания с ненагруженным трансформатором, аварийные составляюшие токов поврежденной и неповрежденных фаз со стороны трансформатора равны между собой. Однако в этом случае достаточно вепика разница в аварийных составляющих напряжения соответствующих фаз.

Таким образом при однофазных коротких замыканиях предлагаемое устройство обеспечивает выбор одной поврежденной фазы (в случае действия основной зашиты), при остальных видах несимметричных повреждений - выбор двух поврежденных фаз.

При трехфазных повреждениях интегральные Значения аварийных составляющих всех фазных величин примерно одинаковы и выбор поврежденной фазы не производится, что должно учитываться логической схемой защиты.

При качаниях в полнофазных реажмах на выходах блоков 2 возможно появление значительных напряжений небаланса, связанных с изменением промышленной частоты, поскольку во всех фазах эти напряжения (токи) одинаковы, устройство в действие не приходит.

При качаниях в непопнофазных режимах устройство также не приходит в действие, поскольку напряжение (ток) отключенной фазы может не подаваться на схему сравнения.

Чувствительность пороговых блоков 5 и устройства в целом определяется погрещб

ностью выделения аварийных составляюшей, связанной с разбросом параметров элементов схемы. Погрешности устройства отклонения частоты от номинального значения

не учитываются; так как они одинаковы для всех фаз.

Использование бпоков выделения аварийных составляющих напряжений (токов), блоков формирования интегральных значений .

лей аварийных составляющих и блока сравнения позволяет значительно (на порядок) повысить чувствительность устройства. работы устройства не превышает 20 мс.

16

Формула изобретения

Устройство для выбора поврежденной фазы в шoгoфaзнoй электрггаеской сети пс peMeiiHoro тока, содержащее датчики фазных величин, соединенные с пороговьи,1И блоками, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствихельностп, в него дополнительно введены соединенные

25 последовательно пофазно блоки выделения аварийных составляющих фазных величин и блоки формирования интегральных значений модулей аварийных составляющих, причем выходы блоков выделения соединены с дат30чиками фазных величин, а выходы блоков формирования через блок сравнения пофазно соединены с пороговыми блоками.

д Источники информации, гфинятые во внимание при экспертизе:

1. Труды ЦНИЭЛ вып, 2, Госзнергоиз.лат 1954 г., стр. 62-80.

2. Атабеков Г. И. Теоретические эсно.Q вы релейной защиты высоковольтных сетей ГЭИ, 1957 г., стр. 185-295 - прототип.