.... . J -- . ,, - ., ,
Изобретение относится к области релейной защиты линии электропередачи и может быть использовано для защиты линий высокого напряжения 50U-libO кВ.
.1звестен способ защиты линии высокого напряжения, основанный на анализе электромагнитных волн, связанных с наличием электромагнитного переходного процесса 1J. Обладая высоким быстродействием, этот способ, однако, сложен при использовании и подвержен влиянию помех, возникающих при коммутациях в сети и грозовых разрядах. Кроме того, короткое замыкание при этом способе может Оыть зафиксировано только в начальной стадии после его возникновения.
Наиболее близким по технической сущности является способ фиксации короткого замыкания в дифференциально-фазной Ь4-защите 2J. В этом способе сравнивают фазы суммы токов прямой последовательности и части тока обратной последовательности или суммы тока прямой последовательности и части тока нулевой последовательности по концам линии электропередачи. Этот способ применяется на линиях 220-500 к6 длиной до 350-400 км.
Однако при этом способе при длине линии электропередачи более 400 км правильное измерение фаз токов по концам линии при
коротком замыкании затруднено вследствие емкостной проводимости линий. Кроме того, при наличии вне зоны защиты сосредоточенной емкости (например, устройства продольной компенсации) и коротком замыкании вне зоны действия защиты возможн.1 неправильная фиксация повреждения в зоне действия защиты. Наличие фильтров прямой и обратной последовательности увеличивает время работы защиты.
Целью изобретеппя является повышение точности для длинных линий электропередач.
Цель достигается тем, что в способе, основанном на применении и формировании по концам линии электромагнитных волн, передаче их на противополол ные концы линии, сравнении их по фазе между собой и фиксации короткого замыкания при несовпадении фаз, электромагнитные волны формируют путем вычитания фазной волны и волны нулевой последовательности, сложенной с междуфазной волной двух других фаз, умноженной на коэффициент участия.
На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего способ.
Устройство содержит установленные на противоположных концах линии измерительный трансформатор 1 тока, измерительный трансформатор 2 напряжения. К транс0
форматору 1 тока присоединен фильтр 3 тока нулевой последовательности и блок 4 вычисления разности фазного тока и тока нулевой последовательности. Выход фильтра тока нулевой последовательности присоединен к олоку 4 вычисления разности фазного тока и тока нулевой последовательности. К трансформатору напряжения присоединены фильтр b напряжения нулевой последовательности и блок 6 вычисления разности фазного напряжения и напряжения нулевой последовательности. Выход фильтра 5 напряжения нулевой последовательности присоединен к Олоку b вычисления разности фазного напряжения и напряжения нулевой последовательности. Выходы олоков вычисления разности токов и напряжении присоединены к сумматору 7, вычисляющему электромагнитную волну, iv сумматору / присоединены выходы олоков а и У вычисления междуфазной волны двух других фаз линии. Ьход блока 10 формирования пакета высокочастотных импульсов присоединен к блоку вычисления электромагнитной волны, а к выходам блока 10 формирования подключены приемопередатчик 11 и орган 12 сравнения фаз.
Режим токов и напряжений на линии в нормальных условиях, а также при аварийных и эксплуатационных коммутациях может быть представлен совокупностью прямой и обратной электромагнитных волн, бегущих в противоположпых направлениях вдоль линии:
l/ + Z,i;(1)
W U- Zc/,(2)
где Zc - волновое сопротивление,
V - прямая волна электромагнитного
поля, W - обратная волна электромагнитного
доля,
Как прямая (У), так и обратная (W) волны являются линейными функциями напряжения и тока, поэтому, измерив напряжение и ток в какой-либо точке, можно получить с помощью равенств (1) и (2) значение прямой и обратной волн в этой точке.
В транспонированных линиях электропередачи ток и напряжение мойшо разложить на составляющие а, р, 0. Составляющая а равна разности режимного параметра фазы А и нулевой составляющей. Тогда уравнения (1) и (2) для «-составляющей перепишутся следующим образом:
l/«(d/,-f/e) + Zc(ia-/); (3)
W..(,)-Z,(,).(4)
Прямая волна распространяется вдоль линии в положительном направлении со скоростью света, обратная - в противоположном с той же скоростью. Практически обе волны не искажаются в линиях 500-
1150 кВ. Поэтому замерив волны по концам участка и передав их на противоположный конец (а скорость распространения волны вдоль линии и скорость передачи сигнала равны), а затем, сравнив их с замеренными на этом конце, судят о наличии или отсутствии короткого замыкания на линии. Ьсли угол между волнами равен нулю (без учета ногрешности измерительной анпаратуры н
блока измерения самого устройства), то короткое замыкание вне линии, в противном случае - на линии. Измерение разности сдвига по фазе волнами по концам линии электропередачи и положено в основу способа фиксации короткого замыкания. Чтобы защита была более чуствительнои к междуфазным коротким замыканиям и коротким замыканиям других фаз, к значениям волн V.J. и W-,. дооавляются междуфазные волны K,V и , где t{ - коэффициент участия, значение которого выбирают так, чтобы обеспечить максимальную чувствительность защиты. Коэффициент участия определяется видом
защиты: для пофазной защиты и избирателя
поврежденных фаз , для защиты от
всех видов короткого замыкания /(куч
-(/0,6-; 0,8).
Работа устройства происходит следующим образом.
Ток и напряжение защищаемой линии от трансформатора 1 тока и трансформатора 2 напряжения поступают на фильтр 3 тока нулевой последовательности, фильтр 5 напряжения нулевой последовательности, блок 4 вычисления разности фазного тока и тока нулевой последовательности и блок 6 вычисления разности фазного напряжения и напряжения нулевой последовательности.
Ток и напряжение нулевой последовательности, выделяющиеся в фильтрах, поступают на блоки вычисления разности соответственно токов и напряжений. Токи разности, вырабатывающиеся в блоке 4, и напряжения разности, вырабатывающиеся в блоке 6, и разности фазных напряжений и токов двух других фаз линии от блоков 8 и 9, поступают на сумматор 7, в котором вычисляется значение прямой (обратной) волны.
Это напряжение через блок 10 формирования пакета высокочастотных импульсов при положительном или отрицательном значении полуволны поступает на приемопередатчик 11 для передачи на противоположный
конец защищаемой линии и блок 12 сравнения по фазе с сигналом, образованным на противоположном конце линии напряжением прямой (обратной) волны. При несовпадении фаз сигналов - выработанного в
месте установки защиты и полученного с противоположного конца защищаемой линии - фиксируют короткое замыкание.
Использование разности сдвига по фазе двух высокочастотных сигналов, сформированных напряжепием прямой и обратной.
волн в качестве признака повреждения, позволяет выполнить защиту на базе существующих дифференциально-фазных защит, но с практически неограниченной длиной защищаемой линии и не работающей ложно при наличии устройств продольной компенсации на смежных участках с защищаемой линией.
Формула изобретения
Способ фиксации короткого замыкания на линии электропередачи, основанный на измерении и формировании по концам линии электромагнитных волн, передаче их на противополо}кные концы линии, сравнении их по фазе между собой и фиксации короткого замыкания при несовпадении фаз, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности фиксации для длинных линий электропередач высокого напряжения, электромагнитные волны формируют путем вычитания фазной волны и волны нулевой
последовательности, сложенной с междуфазной волной двух других фаз, умноженной на коэффициент участия.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Попов И. Н. Об использовании переходных процессов и внещних источников контроля для выполнения устройств релейной защиты. В сб. «Вопросы оптимального развития энергосистем и новые технические
средства их защиты. М., «Наука, 1970, с. 43-73.
2. Федосеев А. М. Релейная защита электрических систем. М., «Энергия, 1976, рис. 6-20.
-,I
нЦ .- i - 1
&-а
1L..
