Предметом изобретения настоящего авторского свидетельства является защита трехфазных линий электропередачи токами высокой частоты.
Принцип действия предлагаемой защиты заключается в следующем. Защищаемый участок линии запирается с обоих концов на всех трех фазах заградителями, настроенными на выбранную частоту. На одном конце линии устанавливается генератор высокой частоты, на другом конце - приемник; оба присоединяются через конденсаторы связи ко всем трем фазам линии. Генератор подает в линию три неравных по величине, но совпадающих по фазе, тока одной и той же частоты; приемник эти токи из линии отбирает. На обоих концах высокочастотные токи суммируются настроенными балансными схемами так, что при нормальном режиме суммарный ток равен нулю. При возникновении любого повреждения на линии суммарный ток принимает значение, отличное от нуля, и используется для отключения масляников. Для быстроты действия в защите вовсе не. применяются какие-либо механические реле.
Сущность изобретения, заключающаяся в применении лампового гене- ратора, служащего для подачи в линию трех неравных по величине, но близких по фазе токов одной и той же частоты, и в особом включении составляющих защиту элементов, поясняется чертежом, на фиг. 1 и 2 которого изображены основная и видоизмененная схемы предлагаемой защиты, и на фиг. 3 - видоизменение балансного контура.
В защите по схеме фиг. 1 ламповый генератор Г высокой частоты питается от станционной аккумуляторной батареи и отдает, через свою выходную катущку L, мощность трем фазным катушкам Z,j, L, и L-. Последние соразмерены так, что напряжения, индуктированные в них, относятся, например, как
.:.1:2:3.
Катушки L, Z,, « играют роль первичных обмоток трансформаторов тока. Вторичные L- и Lg, включенные согласно, и L,, навстречу им, замкнуты на катушку Z.jo, которая настроена конденсатором С;.. Многовитковая катушка ц замкнута, через блокировочный конденсатор С-. на гаоснована исключительно на контроле изоляции трех проводов линии между комплектами заградителей.
2.Быстрота действия. Поскольку защита не содержит никаких механических элементов, быстрота действия ее ограничивается временем раскачки контуров и запаздыванием пробоя разрядников. Повидимому, полное время действия защиты будет измеряться миллисекундами.
3.Надежность. Защита целиком состоит из элементов, нормально применяемых в установках подобного рода. Долговечные электронные лампы успещно применяются в СШЯ. Режим работы бариевых разрядников вполне соответствует их назначению. Остальные элементы практически не подвержены износу.
4.Универсальность применения. Защита одинаково пригодна для линий любого рода тока и величины напряжения. Длина линии органичивается только величиной затухания и практически пока может достигать 150-180 км. Напряжение ограничивается возможностью постройки конденсаторов связи.
5.Легкость увязки с соседними защитами. Так как защита не зависит от энергии, передаваемой при промышленной частоте, то постановка такой защиты на каком-либо участке передачи не потребует никаких изменений уставок или других характеристик обычных защит, стоящих на соседних участках.
6.Применимость к защите шин. Если больщинство линий, отходящих от данных щин, оборудовано такой защитой, то, применяя двухполюсные заградители, можно на том же принципе устроить защиту шин.
7.Возможность контроля изоляции. При автоматическом или ручном повторном включении линии, можно включать сначала защиту и по ее поведению судить о том, ликвидировалось ли короткое или нет.
8.Относительно невысокая стоимость и легкость постройки защиты.
В схеме по фиг. 2 принцип действия защиты не изменен, но предусмотрена своеобразная „взаимопомощь между полукомплектами защиты. Если защита на отправительном конце подействовала, то она создает на линии режим, вызывающий немедленное действие защиты на приемном конце. В свою очередь, действию защиты на приемном конце способствует действие защиты на отправительном.
Этот метод вдвое повышает надежность защиты, так как достаточно действия защиты на одном какомлибо конце, чтобы считать обеспеченным действие ее на обоих концах.
Схема существенно изменена. На отправительном конце катушка зажигания LH разрядника Р включена последовательно с его электродами. Наводимое в ней катушкой /. напряжение складывается с напряжением постоянного тока и по достижении порога зажигания пробивает /-. Пробой разрядника, помимо своего прямого назначения, использован для замыкания заграждающего контура Zli4, С), Z,jj, Р, С-. Этим замыканием нонтур вводится в действие и вносит огромное сопротивление в цепь катушки Ly Линейный ток в фазе с падает практически до нуля, а высокочастотный генератор, разгрузившись за счет L, резко повышает мощность в катушках Lj и i.. На приемном конце возникает самое резкое неравновесие из всех возможных. Токи неравновесия в приемнике получаются более 100°/о (от полуcyMMbi трех токов в фазах).
Нормальный режим работы генератора не нарушается при этой схеме, так . как пробка /7 препятствует сколько-нибудь заметной утечке мощности катушки Z-g, а катушка L, введена за счет соответственного уменьшения индуктивности катушки Lj.
Основным затруднением на приемном конце в схеме по фиг. 2 является малая мощность, которая туда приходит. Чтобы использовать по возможности все напряжение, катушки , Z,j9, Z,.20 делаются предельно большой индуктивности для данной частоты, т. е. ими почти целиком настраиваются конденсаторы связи C.i Q Q. Вариометры Z-ij, Ае. Ат служат лишь для уточнения настройки.
Когда пробьется разрядник Рг, то, подавая положительный полюс батареи на катушку расцепления масляника 6.J, он вызовет одновременное пробивание разрядников Р, P, Р. Благодаря тому, что конденсаторы связи C, Cj, Cg настроены катушками LI-,, i6, /-17 и разрядники имеют низкое сопротивление, для высокой частоты получаются условия, близкие к полному трехфазному короткому замыканию на линии в точке присоединения приемника. Этим способом однофазное короткое в какой-либо точке линии превращается (для генератора Г) в трехфазное короткое в конце линии. Последнее, как это показано ниже, вызывает столь резкое изменение токов в генераторе, что действие защиты на отправительном конце можно считать обеспеченным.
В любой точке линии между каждыми двумя фазами постоянно существует некоторое напряжение высокой частоты, прямо зависящее от разностей . гс - гЬ и . При коротком замыкании между двумя фазами в какой-либо точке это напряжение создает высокочастотный ток повреждения, который будет протекать по петле из двух проводов от генератора до места повреждения.
За местом повреждения по этим двум проводам потекут практически равные (вследствие малого сопротивления дуги) токи в приемник. Величина их определится меньщим из напряжений t/g поврежденных фаз.
Так как балансная схема приемника рассчитана на нормально неравные токи, то равенство токов в двух фазах даст относительно большой (порядка 30-бО /о) ток неравновесия. Масляник Sj будет отключен.
На отправительном конце каждый из токов в поврежденных фазах будет состоять из двух составляющих: одной замыкающейся через дугу и другой замыкающейся через приемник и землю. При этом составляющие в фазе с большим напряжением будут суммироваться, а составляющие в фазе с меньщим направлением - вычитаться. В результате получается ток неравновесия порядка 50-250°/о,
что обеспечит действие защиты на выключатель В.
Трехфазное повреждение по характеру явлений в высокочастотной системе сходно с двухфазным. Если напряжения гЬ гс относятся как 1:2:3, то ток повреждения будет циркулировать практически только по фазам а и с и на отправительном конце будет складываться с земляным током в фазе с и вычитаться из него в фазе а. В приемнике потекут три равных тока. На обоих концах линии получаются токи неравновесия порядка 200-ЗОО/о, что обеспечивает действие защиты.
Как упоминалось выше, при однофазных повреждениях возможны случаи, когда отраженная волна тока исправит неравновесие, вызванное коротким на отправительном конце, и тем помешает действию защиты на этом конце. Чтобы этого не случилось, введена схема короткозамыкающих разрядников на приемном конце.
Тот же результат можно получить иным путем. Между катушками 3 - - A-t в фазные провода можно включить так подобранные сопротивления, чтобы фазные сопротивления генератора стали равными волновому сопротивлению „фаза-земля линии. Тогда катушки L Lr,, Z,,; будут всегда измерять только бегущую волну и отражение тока от дуги искажений не внесет.
Однако, эта схема потребует либо весьма значительного увеличения мощности генератора, либо облегчения других условий (понижения частоты при данной длине линии и т. п.) и потребует большого повыщения чувствительности приборов.
Детальные расчеты и, в особенности, экспериментальная проверка могут определить, которая из двух схем окажется на практике лучше. Схему с разрядниками легче осуществить и она потребует, повидимому, более грубых приборов.
Преимущества предлагаемой защиты:
1. Полная селективность. Защита абсолютно не зависит от состояния энергосистемы за заградителями. Она
приводил к отключению защищаемого участка.
2.В устройстве по п. 1 применение короткозамыкающей схемы, состоя щей из разрядников Pg, Р, Р., сопротивлений , P2i 3 конденсаторов С)з и Ci4 и запирающих контуров /Уд и /74, с целью обеспечения работы защиты на генеральном (отправительном) конце при очень длинных линиях, верхних пределах частот и повреждениях в конце линии.
3.В устройстве по п. 1 применение запирающих контуров /7| и //g и конденсатора Ci2, с целью предупреждения щунтирования разрядников PI и РЗ цепью батареи, а также предотвращения замыкания полюса батареи.
4.В устройстве по п. 1 применение резонансной схемы напряжений между конденсатором и катуш-гп л. Щ йл,
кой /-зи для осуществления пробоя разрядника РЗ.
5.Видоизменение устройства по п. 1, отличающееся тем, что на генераторном конце применен заграждающий контур i4 -Су - Z-ii - PI- С,, замыкаемый при пробое разрядника PI, с целью увеличения сопротивления в цепи катушки Z.,, и последующей разгрузки высокочастотного генератора, повышения мощности на катущках LI и L,, и резкого неравновесия высокочастотных токов.
6.Видоизменение устройства по пп. 1 и 5, отличающееся тем, что вторичный балансный контур на любом из концов выполнен из двух отдельных контуров, охватывающих, каждый в отдельности, по две фазы, например, а, b и д, с и имеющих раздельные выходы на разрядники.
Тип. „Печатный ТрудЧ Зак 6661 700 /г гeнepafтюp uл 4 npuennuHtj
