Устройство для продольной дифференциальнофазной защиты линий Советский патент 1979 года по МПК H02H3/28 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОФАЗНОЙ ЗАШИТЫ ЛИНИЙ

Устройство защиты линий электропередач (ЛЭП) относится к области релейной защиты и может быть использовано при выполнении защиты коротких линий с соединительными проводами.

Известны устройства защит коротких линий с соединительными проводами 1.

Из известных устройств защиты наиболее близким по технической сущности является устройство защиты ЛЭП 2.

В этом устройстве защиты в обоих полукомплектах трехфазная система токов преобразуется в однофазную систему, которая в дальнейшем преобразуется в однополярные . прямоугольные импульсы длительностью, равной полупериоду промышленной частоты. Эти импульсы посылаются в цепь соединительных проводов (СП) с обеих сторон. Реагирующие органы, подключенные к СП на каждом из концов ЛЭП, выполняют таким образом, что они срабатывают от входного сигнала, имеющего полярность, одноименную/полярности сигнала с противоположного конца линии.При таком построении защиты исключается ее ложная работа при повреждении СП. Для обеспечения срабатывания защиты при коротком замыкании

на линии с односторонним питанием в цепь СП включены вспомогательные источники постоянного напряжения, зашунтированные в нормальном режиме контактами выходно.го реле реагирующего органа (РО). Срабатывацие хотя бы одного из РО -защиты

приводит к деЩунтированию соответствующе

го вспомогательного источника питания и

посылке серии отключающих импульсов на

противоположный конец линии.

Для обеспечения нормальной работы данного устройства при одностороннем питании защищаемой линии необходимы дополнительные источники питания, что приводит к усложнению защиты, а также к повыщенному потреблению мощности, так как дополнительные источники нормально зашунтированы контактами вь1ходного реле РО. Кроме того, питающий конец линии не может быть отключен ранее, чем сработает РО полукомплекта на обесточенном конце ЛЭП, т.е. время

действия защиты увеличивается на время срабатывания РО с выходным реле, которое дешунтирует дополнительный источник питания.

Цель изобретения - повыщение быстродействия защиты. Поставленная цель достига.ется тем, что устройство для продольной дифференциально-фазной защиты линии, содержащее полукомплекты защиты; установленные по концам защищаемой линии с формирователями прямоугольных импульсов на выходе, которые соединены соединительными проводами, дополнительно снабжено инверторами НЕ, включенными между формирователями прямоугольных импульсов и соединительными проводами. На фиг. 1 представлена б}1ок-схема устройства защиты; на фиг. 2 - диаграммы сигналов, поясняющие работу защить на фиг. 1. Устройство защиты может быть выполнено как по схеме-с уравновещенными напряжениями, так и по схеме с циркулирующими токами.., Устройство защиты на фиг. 1 выполнено по схеме с уравновешенными напряжениями и состоит из двух полукомплектов 1 и 2. На фиг. 1 показаны защйщаемая линия 3 и измерительные трансформаторы тока 4. Устройство защиты содержит преобразователи 5 трехфазной системы тЬков. в однофазную, пусковые токовые органы 6, фильтры 7 апериодической составляющей, формирователи 8 прямоугольных импульсов, инверторы 9, соединительные провода (СП) 10, разделительные диоды 11, реагирующие органы(РО) 12 и 13, схемы совпадения И 14 и выключатели 15. Устройство работает следующим образом. На .входы преобразователей 5 поступают в общем случае токи фаз А. В и С, на выходах образуется комбинация симметричных составляющих этих токов в виде однофазного сигнала, который далее поступает на фильтр апериодической составляющей 7. Этот фильтр уменьшает содержаниеапериодической составляющей тока -короткого замыкания в-выходном сигнале преобразователей 5,тем самым уменьщая погрешности в работе защиты. Далее.синусоидальный сигнал поступает на входы формирователей 8, которые формируют из входного сигнала в моменты перехода через нуль однополярные прямоугольные импульсы длительностью. равной полупериоду промьгщленной частоты, приче.м амплитуда импульсов на выходе формирователей 8 в общем случае быть различна; эти импульсы инвертируются инверторами 9 и поступают для сравнения в цепь СП 10 с двух сторон с полярностью, указанной на инверторе 9 (фиг. -1). РО 12 и 13 работаютпо принципу сравнения длительности входных импульсов с заданной и включены в цепь СП 10 через разделительные диоды 11 таким образом, что в каждый из них попадаетсигнал с противоположHOfo конца линии с поляностью, указанной на РО 12 и 13 (фиг. 1). Пусковыми органами 6 являются реле минимального тока, блокирующие через элемент И 14 работу защиты при токах, меньших токов срабатывания, так как в противном случае возможна ее неселективная работй из-за погрешностей формирователей 8. С целью упрощения можно считать, что в нормальном режиме работы защищаемой линии или при внещнем коротком замыкании (фиг. 2, а) токи 16, 16 на вьгходах преобразователей 5 первого и второго полукомплектов 1 и 2 совпадают по фазе (см. временные диаграммы фиг. 2, а, где обозначение без штриха относится к первому полукомплекту, а со щтрихом - ко второму полукомцлекту). Формирователи импульсов 8 из синусоидального входного сигнала 16 и 16 формирует однополярные прямоугольные импульсы 17 и 17 одинаковой амплитуды, которые далее инвертируются инверторами 9(18 и 18). В результате в цепь соединительных проводов 10 с выходов инверторов 9 с двух сторон посылаются сигналы 18 и 18, находящиеся в противофазе, поэтому в цепи СП ток не протекает и в РО 12 и 13 сигнал отсутстбует (19 и 19), т.е. защита не работает. В режиме повреждения на линии с двухсторонним питанием внутри защищаемой зоны (фиг. 2, б) токи 16 и 16 на выходах преобразователей 5 находятся в противофазе, следовательно, сигналы 18 и 18 от инверторов 9 в цепь СП 10 посылаются пооче-. редно, со сдвигом, равным полупериоду промышленной частоты, поэтому с цепи СП будет протекать переменный ток прямоугольной формы и в каждый из РО 12 и 13 будет попадать сигнал 19 и 19, определяе-мый инвертором 9 противоположного конца линии. Защита будет действовать на отклю15 на обоих концах чение выключателей линии. При повреждении линии с односторонним питанием внутри защищаемой зоны (фиг. 2, в) ток. 16 на выходе преобразователя 5 (Питаемого полукомплекта отсутствует, при этом от инвертора 9. питающего конца в цепь СП будут подаваться прямоугольные импульсы 18, а от инвертора 9 питаемого конца- будет подаваться сплощной сигнал 18, поэтому отключающий импульс 19 будет попадать только в РО 12 первого полукомплекта, установленного на питающем конце линии. Таким образом, в режиме одностороннего питания при повреждении внутри зоны отключается толь о питающий конец линии, обесточивая всю защищаемую линию.. -, Устройство контроля исправности СП, которое в данном случае раб.отает только на сигнал о неисправности СП, может быть выполнено с использованием разности амплитуд импульсов, формируемых формирователями 8. При этом во входной цепи одного из РО в нормальном режиме защищаемой ЛЭП протекает разностный ток, от которого РО защиты отстроен соответствующим выбором тока срабатывания. В результате включения дополнительных инверторов НЕ между формирователями им-, пульсов и цепью СП в обоих полукомплектах защиты обеспечивается надежная работа защиты во всех режимах без дополнительных источников питания, что приводит к упрощению защиты и, следовательно, к повышению ее надежности. Кроме того, время срабатывания предлагаемого устройства меньще, чем у указанного прототипа на ве личину времени срабатывания РО с выходным реле, контакты которого дещунтируют дополнительный источник питания. Предлагаемое устройство позволяет снизить потребление мощности защитой, так как в известном устройстве дополнительные источники нормально зашунтированы контактами реле РО, что приводит к непрерывному потреблению мощности дополнительными источниками питания.

6 Формула изобретения Устройство для продольной дифференциально-фазной защиты линий, содержащее полукомплекты защиты, установленные по концам защищаемой линии, с формирователями прямоугольных импульсов на выходе, которые соединены соединительными провода ми, отличающееся тем, что, с целью повыщения быстродействия, оно дополнительно снабжено инверторами НЕ, включенными между формирователями прямоугольных импульсов и соединительными проводами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 261526, кл. Н 02 Н 3/28, 1972. 2.Волынцев Ф. И. Устройство дифференциально-фазной защиты с соединительными проводами. Известия вузов «Электромеханика, 1975, № 7, с. 791 -793.